• 전자공학회논문지CI
• /
• 제45권4호
• /
• pp.19-26
• /
• 2008

Gene set enrichment analysis (GSEA)는 두 개의 클래스를 가지는 마이크로어레이 실험 데이터 분석을 위해 생물학적 특징을 기반으로 구성된 다양한 유전자-집합 중에서 두 클래스의 발현값들이 통계적으로 중요한 차이를 나타내는 유의한 유전자-집합을 추출하기 위한 분석 방법이다. 특히, 유전자에 대한 다양한 생물학적인 정보를 지닌 유전자 주석 데이터베이스(Cytogenetic Band, KEGG pathway, Gene Ontology 등)를 이용하여 마이크로어레이 실험에 사용된 전체 유전자 중 특정 기능을 가지는 유전자들을 그룹화하여 다양한 유전자-집합을 발굴하고, 각 유전자-집합 내에서 두 클래스간에 발현값의 차이를 참조하여 유의한 유전자들을 결정하여, 이를 기반으로 통계적으로 유의한 유전자-집합들을 최종 검출하는 방법이다. 본 논문에서는 GSEA 분석 과정에서 현재 주로 사용되고 있는 signal-to-noise ratio 기반 유전자 서열화(gene ranking) 방법 대신에, Fisher criterion을 이용한 유전자 서열화 방법을 적용함으로써 기존의 GSEA 방법에서 추출하지 못한 생물학적으로 의미 있는 새로운 유의 유전자-집합을 추출하는 방법을 제안하고자 한다. 또한, 제안한 방법의 성능을 고찰하기 위하여 공개된 Leukemia 관련 마이크로어레이 실험 데이터 분석에 적용하였으며, 기존의 알려진 결과와 비교 분석함으로써 제안한 방법의 유용성을 검증하고자 하였다.

• 응용통계연구
• /
• 제29권3호
• /
• pp.437-448
• /
• 2016

서로 상관있는 유전자들의 발현조절이 질병이나 종양의 발생에 영향을 미치기 때문에 단일유전자 분석 대신 공통의 생물학적 요소를 지닌 유전자 집단 분석이 각광을 받게 되었고 생물학적으로 좀더 설명하기 쉬운 결과를 얻게 되었다. 표현형에 따라 유의한 차이를 보이는 유전자 집단을 찾는 여러 방법들이 있지만, 대부분의 방법들이 집단에 속한 유전자들의 표현형에 따른 발현의 차이를 탐색하거나 유전자들 사이의 공발현 구조가 다른지 탐색하는 것이다. 본 연구에서는 특이발현과 특이공발현의 차이를 모두 고려하는 탐색방법을 제시하였고 p53이란 유전자 자료와 모의자료를 이용하여 제시한 방법의 성능을 알아 보았다.

• 응용통계연구
• /
• 제21권3호
• /
• pp.523-535
• /
• 2008

본 연구의 목적은 마이크로어레이 자료로부터 암 또는 질병에 유의한 유전자집단을 찾아내는 보다 효과적인 방법을 제안하고자 하는 것이다. 유전자 집단 분석의 대표적 방법인 PAGE와 GSEA의 한계점을 살펴보고, 그것을 보완하기 위한 GSA-AT라는 방법을 제안하였다. 모의실험과 실제자료실험을 통해 분석해 본 결과 본 연구에서 제안한 GSA-AT 방법에서 더 의미 있는 결과를 도출하였다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
• /
• 제37권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2010

최근 마이크로어레이 데이터를 기반으로 두 개의 샘플 그룹간에 유의한 발현 차이를 나타내는 생물학적 기능 그룹을 검출하기 위한 유전자 집합 분석(gene set analysis) 연구가 많은 주목을 받고 있다. 기존의 유의 유전자 검출 연구와는 달리, 유전자 집합 분석 연구는 유의한 유전자 집합과 이들의 기능적 특징을 함께 검출할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 이유로 최근에는 PAGE, GSEA 등과 같은 다양한 통계적 방식의 유전자 집합 분석 방법들이 소개되고 있다. 특히, PAGE의 경우 두 샘플 그룹간의 유전자 발현 차이를 나타내는 스코어의 분포가 정규 분포임을 가정하는 모수적 접근 방식을 취하고 있다. 이러한 방법은 GSEA 등과 같은 비모수적 방식에 비해 계산량이 적고 성능이 비교적 우수한 장점이 있다. 하지만, PAGE에서 유전자 발현 차이를 정량화하기 위한 메트릭으로 사용하고 있는 AD(average difference)의 경우, 두 그룹간에 절대적 평균 발현 차이만을 고려하기 때문에 실제 유전자의 발현값 크기나 분산의 크기에 따른 상대적 중요성을 반영하지 못하는 문제가 있다. 본 논문에서는 이를 보완하기 위해 실제 유전자의 발현값 크기나 그룹 내 샘플들의 분산 정보 등을 스코어 계산에 함께 반영하는 WAD(weighted average difference), FC(Fisher's criterion), 그리고 Abs_SNR(Absolute value of signal-to-noise ratio)을 모수적 방식의 유전자 집합 분석에 적용하고 이에 따른 유의 유전자 집합 검출 결과를 실험을 통해 비교 분석하였다.

• 전자공학회논문지CI
• /
• 제47권5호
• /
• pp.17-24
• /
• 2010

최근 특정 질병의 진단이나 예후 예측을 위해 마이크로어레이 실험 데이터를 이용한 질병 관련 바이오마커 검출 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 정상인에 비해 질병 환자군에서 특이하게 발현되는 개별 유전자를 바이오 마커로 이용하는 기존의 방식과는 달리 동일한 생물학적 패스웨이에 관여하는 유전자 집합의 변화를 분석하여 특이하게 발현되는 패스웨이 유전자 집합을 바이오 마커로 사용하는 유전자 집합 분석(Gene-set analysis) 연구가 주목받고 있다. 본 논문에서는 다양한 실험 조건 요인을 가지는 시간열 마이크로어레이 실험 데이터를 이용한 유의한 패스웨이 유전자 집합을 검출하는 방법에 대해 제안한다. 시간열 마이크로어레이 데이터을 이용하여 유전자 집합 분석을 수행하기 위해서는 시간에 따른 유전자 발현값의 변화에 따라 개별 유전자의 유의성을 나타내는 스코어를 maSigPro (microarray Significant Profiles)를 이용하여 계산한 후, 이를 기반으로 전체 유전자의 순위를 결정하여 후보 유전자 집합에 대한 유의성 검증을 윌콕슨 순위합 검증을 통해 수행한다. 후보 유전자 집합의 생성을 위해서는 MSigDB (Molecular Signatures Database)의 패스웨이 정보를 이용하였으며, 본 논문에서 제안한 방법의 검증을 위해 공개된 전립선 암 관련 시간열 마이크로어레이 실험 데이터에 적용한 결과 실제로 전립선암과 관련된 것으로 밝혀진 7개의 패스웨이 중 6개의 패스웨이를 정확하게 검출할 수 있었다.

• 응용통계연구
• /
• 제31권2호
• /
• pp.241-251
• /
• 2018

마이크로어레이 자료의 유전자집합분석은 개별유전자분석에 비해 검정력도 높일 수 있고 결과 해석이 쉬워서 이에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 표현형에 따라 유의한 차이를 보이는 유전자집합의 검색은 검정통계량들이 유도된 배경에 따라 결과에 차이를 보이지만 대체적으로 t-통계량의 제곱합을 이용한 순열검정이 제일 무난한 방법으로 여겨진다. 그러나 유전자집합분석에서 다중검정은 필수이고 많은 집합들의 유의성에 변별력을 주기 위해서는 순열검정에서 생성하는 치환표본의 수가 많이 필요하고 시간이 오래 걸린다는 문제점이 있다. 순열검정을 대신할 모수적 방법들을 검토한 결과, 적률을 이용한 근사가 각 집합의 유의확률 계산시간도 훨씬 단축하며 순열검정에서 구한 유의확률과 크기와 순위가 거의 일치함을 확인하였다.

• Molecules and Cells
• /
• 제24권2호
• /
• pp.200-209
• /
• 2007

We generated gene expression data from the tissues of 50 gastric cancer patients, and applied meta-analysis and gene set analysis to this data and three other stomach cancer gene expression data sets to define the gene expression changes in gastric tumors. By meta-analysis we identified genes consistently changed in gastric carcinomas, while gene set analysis revealed consistently changed biological themes. Genes and gene sets involved in digestion, fatty acid metabolism, and ion transport were consistently down-regulated in gastric carcinomas, while those involved in cellular proliferation, cell cycle, and DNA replication were consistently up-regulated. We also found significant differences between the genes and gene sets expressed in diffuse and intestinal type gastric carcinoma. By gene set analysis of cytogenetic bands, we identified many chromosomal regions with possible gross chromosomal changes (amplifications or deletions). Similar analysis of transcription factor binding sites (TFBSs), revealed transcription factors that may have caused the observed gene expression changes in gastric carcinomas, and we confirmed the overexpression of one of these, E2F1, in many gastric carcinomas by tissue array and immunohistochemistry. We have incorporated the results of our meta- and gene set analyses into a web accessible database (http://human-genome.kribb.re.kr/stomach/).

• Genomics & Informatics
• /
• 제4권3호
• /
• pp.110-117
• /
• 2006

In microarray technology, many diverse experimental features can cause biases including RNA sources, microarray production or different platforms, diverse sample processing and various experiment protocols. These systematic effects cause a substantial obstacle in the analysis of microarray data. When such data sets derived from different experimental processes were used, the analysis result was almost inconsistent and it is not reliable. Therefore, one of the most pressing challenges in the microarray field is how to combine data that comes from two different groups. As the novel trial to integrate two data sets with batch effect, we simply applied standardization to microarray data before the significant gene selection. In the gene selection step, we used new defined measure that considers the distance between a gene and an ideal gene as well as the between-slide and within-slide variations. Also we discussed the association of biological functions and different expression patterns in selected discriminative gene set. As a result, we could confirm that batch effect was minimized by standardization and the selected genes from the standardized data included various expression pattems and the significant biological functions.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
• /
• 제14권3호
• /
• pp.1629-1633
• /
• 2013

Background: Gene set analysis (GSA) incorporates biological with statistical knowledge to identify gene sets which are differentially expressed that between two or more phenotypes. Materials and Methods: In this paper gene sets differentially expressed between acute lymphoblastic leukaemia (ALL) with BCR-ABL and those with no observed cytogenetic abnormalities were determined by GSA methods. The BCR-ABL is an abnormal gene found in some people with ALL. Results: The results of two GSAs showed that the Category test identified 30 gene sets differentially expressed between two phenotypes, while the Hotelling's $T^2$ could discover just 19 gene sets. On the other hand, assessment of common genes among significant gene sets showed that there were high agreement between the results of GSA and the findings of biologists. In addition, the performance of these methods was compared by simulated and ALL data. Conclusions: The results on simulated data indicated decrease in the type I error rate and increase the power in multivariate (Hotelling's $T^2$) test as increasing the correlation between gene pairs in contrast to the univariate (Category) test.

• 한국연초학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.45-55
• /
• 1987

For some basic information in tobacco breeding, the modes of inheritance and heritabilities for the twelve agronomic and chemical characters were estimated in the study of eight varieties partial diallel set. Additive gene actions were significant for all characters except total nitrogen content and dominance gene effects were also significant for all characters. Yield, number of leaves per plant, leaf length and leaf shape index were inherited as partial dominance, and overdominance was detected for plant height, stem diameter, internode length, total alkaloid, total nitrogen and total sugar content. Dominant gene showed increasing effects in yield, plant height, stem diameter, internode length, leaf width and total sugar content, but showed decreasing effects in the other characters. The broad heritability was very high for all characters. and the narrow heritability was high in days to flower and yield, but low in internode length, total alkaloid, total nitrogen and total sugar content.