• 제목/요약/키워드: neural genes

검색결과 103건 처리시간 0.023초

마이크로어레이 데이터를 이용한 암 분류 표지 유전자 선별 시스템 (An Intelligent System of Marker Gene Selection for Classification of Cancers using Microarray Data)

  • 박수영;정채영
    • 한국정보통신학회논문지
    • /
    • 제14권10호
    • /
    • pp.2365-2370
    • /
    • 2010
  • 마이크로어레이를 기반으로 하는 암 분류 방법은 암 종류에 따라 다르게 발현되는 유전자 양상을 통계적으로 발견함으로써 정확한 암 분류에 기여할 수 있다. 따라서 현재의 마이크로어레이 기술을 이용해서 효과적으로 암을 분류하기 위해서는 특정 암과 밀접하게 관련이 있는 정보력 있는 유전자를 선택하는 과정이 필수적이다. 본 논문에서는 난소 암 마이크로어레이 데이터를 이용하여 암에 영향을 미치는 가장 다르게 발현할 가능성이 있는 표지 유전자를 추출할 수 있는 시스템을 고안하고, 다층퍼셉트론 분류기를 이용하여 기존의 마이크로어레이 시스템과 분류 성능을 비교분석하였다. 그 결과 ANOVA를 이용하여 선택된 표지 유전자를 포함하는 마이크로어레이 데이터 셋에서 98.61%의 향상된 분류 성능을 보였다.

Brain Somatic Mutations in Epileptic Disorders

  • Koh, Hyun Yong;Lee, Jeong Ho
    • Molecules and Cells
    • /
    • 제41권10호
    • /
    • pp.881-888
    • /
    • 2018
  • During the cortical development, cells in the brain acquire somatic mutations that can be implicated in various neurodevelopmental disorders. There is increasing evidence that brain somatic mutations lead to sporadic form of epileptic disorders with previously unknown etiology. In particular, malformation of cortical developments (MCD), ganglioglioma (GG) associated with intractable epilepsy and non-lesional focal epilepsy (NLFE) are known to be attributable to brain somatic mutations in mTOR pathway genes and others. In order to identify such somatic mutations presenting as low-level in epileptic brain tissues, the mutated cells should be enriched and sequenced with high-depth coverage. Nevertheless, there are a lot of technical limitations to accurately detect low-level of somatic mutations. Also, it is important to validate whether identified somatic mutations are truly causative for epileptic seizures or not. Furthermore, it will be necessary to understand the molecular mechanism of how brain somatic mutations disturb neuronal circuitry since epilepsy is a typical example of neural network disorder. In this review, we overview current genetic techniques and experimental tools in neuroscience that can address the existence and significance of brain somatic mutations in epileptic disorders as well as their effect on neuronal circuitry.

멜라닌세포의 특성과 멜라닌 형성 (Biology of melanocytes and melanogenesis)

  • 박경찬
    • 대한화장품학회지
    • /
    • 제25권2호
    • /
    • pp.45-57
    • /
    • 1999
  • 멜라닌세포는 신경능에서 기원한 세포로서 멜라닌을 생성하여 피부를 자외선으로부터 보호하는 중요한 기능을 수행하고 있다. 멜라닌세포는 수지상 돌기를 갖는 등 신경세포와 형태학적으로 유사하며 많은 신호 전달 물질, 성장 인자 등에 대한 수용체를 공통적으로 갖고 있어 발생학적 기원이 신경 세포와 같음을 보여주는 많은 특징들이 있다. 멜라닌세포는 자외선, 염증 등의 외부조건, alpha-MSH 등의 호르몬, IL-1, TNF-alpha, GM-CSF 등 의 싸이토카인, leukotriene 등 여러 가지 인자의 영향을 받고 있다. 또한 멜라닌세포로부터 멜라닌이 생성되기 위해서는 tyrosinase, TRP-1, TRP-2 등 여러 가지 유전자와 그에 해당하는 효소들의 작용, 또한 멜라닌이 각질형성세포로 이동하는 과정에 역시 여러 종류 의 유전자가 관여하고 있어 피부의 색소형성 과정을 이해하기 위해서는 이러한 과정을 복합적으로 이해하여야 한다(그림 1). 그러나 아직까지 멜라닌세포의 멜라닌 형성 과정과 증식, 사망 과정이 정확히 어떻게 진행되는지에 대한 연구가 부족한 실정이다.

  • PDF

Genetic Algorithm based hyperparameter tuned CNN for identifying IoT intrusions

  • Alexander. R;Pradeep Mohan Kumar. K
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
    • /
    • 제18권3호
    • /
    • pp.755-778
    • /
    • 2024
  • In recent years, the number of devices being connected to the internet has grown enormously, as has the intrusive behavior in the network. Thus, it is important for intrusion detection systems to report all intrusive behavior. Using deep learning and machine learning algorithms, intrusion detection systems are able to perform well in identifying attacks. However, the concern with these deep learning algorithms is their inability to identify a suitable network based on traffic volume, which requires manual changing of hyperparameters, which consumes a lot of time and effort. So, to address this, this paper offers a solution using the extended compact genetic algorithm for the automatic tuning of the hyperparameters. The novelty in this work comes in the form of modeling the problem of identifying attacks as a multi-objective optimization problem and the usage of linkage learning for solving the optimization problem. The solution is obtained using the feature map-based Convolutional Neural Network that gets encoded into genes, and using the extended compact genetic algorithm the model is optimized for the detection accuracy and latency. The CIC-IDS-2017 and 2018 datasets are used to verify the hypothesis, and the most recent analysis yielded a substantial F1 score of 99.23%. Response time, CPU, and memory consumption evaluations are done to demonstrate the suitability of this model in a fog environment.

Stem Cell Biology, 최근의 진보 (Recent Advancement in the Stem Cell Biology)

  • 한창열
    • Journal of Plant Biotechnology
    • /
    • 제33권3호
    • /
    • pp.195-207
    • /
    • 2006
  • Stem cells are the primordial, initial cells which usually divide asymmetrically giving rise to on the one hand self-renewals and on the other hand progenitor cells with potential for differentiation. Zygote (fertilized egg), with totipotency, deserves the top-ranking stem cell - he totipotent stem cell (TSC). Both the ICM (inner cell mass) taken from the 6 days-old human blastocyst and ESC (embryonic stem cell) derived from the in vitro cultured ICM have slightly less potency for differentiation than the zygote, and are termed pluripotent stem cells. Stem cells in the tissues and organs of fetus, infant, and adult have highly reduced potency and committed to produce only progenitor cells for particular tissues. These tissue-specific stem cells are called multipotent stem cells. These tissue-specific/committed multipotent stem cells, when placed in altered environment other than their original niche, can yield cells characteristic of the altered environment. These findings are certainly of potential interest from the clinical, therapeutic perspective. The controversial terminology 'somatic stem cell plasticity' coined by the stem cell community seems to have been proved true. Followings are some of the recent knowledges related to the stem cell. Just as the tissues of our body have their own multipotent stem cells, cancerous tumor has undifferentiated cells known as cancer stem cell (CSC). Each time CSC cleaves, it makes two daughter cells with different fate. One is endowed with immortality, the remarkable ability to divide indefinitely, while the other progeny cell divides occasionally but lives forever. In the cancer tumor, CSC is minority being as few as 3-5% of the tumor mass but it is the culprit behind the tumor-malignancy, metastasis, and recurrence of cancer. CSC is like a master print. As long as the original exists, copies can be made and the disease can persist. If the CSC is destroyed, cancer tumor can't grow. In the decades-long cancer therapy, efforts were focused on the reducing of the bulk of cancerous growth. How cancer therapy is changing to destroy the origin of tumor, the CSC. The next generation of treatments should be to recognize and target the root cause of cancerous growth, the CSC, rather than the reducing of the bulk of tumor, Now the strategy is to find a way to identify and isolate the stem cells. The surfaces of normal as well as the cancer stem cells are studded with proteins. In leukaemia stem cell, for example, protein CD 34 is identified. In the new treatment of cancer disease it is needed to look for protein unique to the CSC. Blocking the stem cell's source of nutrients might be another effective strategy. The mystery of sternness of stem cells has begun to be deciphered. ESC can replicate indefinitely and yet retains the potential to turn into any kind of differentiated cells. Polycomb group protein such as Suz 12 repress most of the regulatory genes which, activated, are turned to be developmental genes. These protein molecules keep the ESC in an undifferentiated state. Many of the regulator genes silenced by polycomb proteins are also occupied by such ESC transcription factors as Oct 4, Sox 2, and Nanog. Both polycomb and transcription factor proteins seem to cooperate to keep the ESC in an undifferentiated state, pluripotent, and self-renewable. A normal prion protein (PrP) is found throughout the body from blood to the brain. Prion diseases such as mad cow disease (bovine spongiform encephalopathy) are caused when a normal prion protein misfolds to give rise to PrP$^{SC}$ and assault brain tissue. Why has human body kept such a deadly and enigmatic protein? Although our body has preserved the prion protein, prion diseases are of rare occurrence. Deadly prion diseases have been intensively studied, but normal prion problems are not. Very few facts on the benefit of prion proteins have been known so far. It was found that PrP was hugely expressed on the stem cell surface of bone marrow and on the cells of neural progenitor, PrP seems to have some function in cell maturation and facilitate the division of stem cells and their self-renewal. PrP also might help guide the decision of neural progenitor cell to become a neuron.

암 예후를 효과적으로 예측하기 위한 Node2Vec 기반의 유전자 발현량 이미지 표현기법 (A Node2Vec-Based Gene Expression Image Representation Method for Effectively Predicting Cancer Prognosis)

  • 최종환;박상현
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
    • /
    • 제8권10호
    • /
    • pp.397-402
    • /
    • 2019
  • 암 환자에게 적절한 치료계획을 제공하기 위해 암의 진행양상 또는 환자의 생존 기간 등에 해당하는 환자의 예후를 정확히 예측하는 것은 생물정보학 분야에서 다루는 중요한 도전 과제 중 하나이다. 많은 연구에서 암 환자의 유전자 발현량 데이터를 이용하여 환자의 예후를 예측하는 기계학습 모델들이 많이 제안되어 오고 있다. 유전자 발현량 데이터는 약 17,000개의 유전자에 대한 수치값을 갖는 고차원의 수치형 자료이기에, 기존의 연구들은 특징 선택 또는 차원 축소 전략을 이용하여 예측 모델의 성능 향상을 도모하였다. 그러나 이러한 접근법은 특징 선택과 예측 모델의 훈련이 분리되어 있어서, 기계학습 모델은 선별된 유전자들이 생물학적으로 어떤 관계가 있는지 알기가 어렵다. 본 연구에서는 유전자 발현량 데이터를 이미지 형태로 변환하여 예후 예측이 효과적으로 특징 선택 및 예후 예측을 수행할 수 있는 기법을 제안한다. 유전자들 사이의 생물학적 상호작용 관계를 유전자 발현량 데이터에 통합하기 위해 Node2Vec을 활용하였으며, 2차원 이미지로 표현된 발현량 데이터를 효과적으로 학습할 수 있도록 합성곱 신경망 모델을 사용하였다. 제안하는 모델의 성능은 이중 교차검증을 통해 평가되었고, 유전자 발현량 데이터를 그대로 이용하는 기계학습모델보다 우월한 예후 예측 정확도를 가지는 것이 확인되었다. Node2Vec을 이용한 유전자 발현량의 새로운 이미지 표현법은 특징 선택으로 인한 정보의 손실이 없어 예측 모델의 성능을 높일 수 있으며, 이러한 접근법이 개인 맞춤형 의학의 발전에 이바지할 것으로 기대한다.

우울증에 관한 Sirtuin 1의 역할과 관련된 기전 (Role of Sirtuin 1 in Depression and Associated Mechanisms)

  • 석대현;박성우
    • 생명과학회지
    • /
    • 제31권12호
    • /
    • pp.1120-1127
    • /
    • 2021
  • 우울증은 높은 유병률과 자살률 증가로 인해 사회적 기능에 부정적인 영향을 미치며, 경제적 부담 또한 높은 질환이다. 우울증은 신경염증, 시냅스 기능장애, 인지 결손과 같은 뇌에서 다양한 현상과 관련이 있다. 임상에서 사용되는 항우울제들은 치료효과가 낮아 빠른 효능을 보이는 항우울제 개발이 시급하다. 현재까지 우울증과 관련된 다양한 유전자, 단백질, 그리고 신호전달계에 대한 많은 연구가 수행되었지만, 우울증의 발생기전은 명확하게 밝혀지지 않았다. Sirtuin 1은 nicotinamide-adenine dinucleotid- (NAD+-) dependent histone deacetylases로써 세포 분화, 세포 사멸, 발생, 자가소화작용, 암 대사에 관여하는 것으로 알려져 있다. 최근의 유전연구들은 Sirtuin 1이 우울증의 잠재적 타겟 유전자라고 제안하고 있다. 또한 전임상 연구에서는 Sirtuin 1의 신호전달기전이 우울행동에 영향을 미친다고 보고 하였다. 본 종설에서는 우울증과 Sirtuin 1에 대한 최신 지식을 제시하였다. 소교세포의 활성, 일주기 생체 리듬, 신경세포 생성, 및 인지기능의 조절에 관여하는 Sirtuin 1이 우울증에 미치는 다양한 영향을 설명하였다. 아울러 Sirtuin 1이 우울증 핵심 기전중의 하나인 신경가소성의 손상에 미치는 영향과 그 기전에 대해서 논의하였다.

L-type 칼슘 채널을 저해하는 저해제, nifedipine에 의한 쥐 뇌실하 영역 신경줄기세포의 신경세포로의 분화 촉진 (Increase in Neurogenesis of Neural Stem Cells Cultured from Postnatal Mouse Subventricular Zone by Nifedipine)

  • 박기엽;김만수
    • 생명과학회지
    • /
    • 제32권2호
    • /
    • pp.108-118
    • /
    • 2022
  • 뇌실하 영역은 뇌에서 신경줄기세포가 분포하는 곳으로 평생에 걸쳐 새로운 신경세포를 생성하는 곳이다. 많은 세포 안팎의 인자들이 신경줄기세포의 세포 증식과 신경세포로의 분화에 영향을 미친다. 최근 들어, L-type 칼슘 채널이 신경계의 발달을 조절하고 뇌실하 영역에 있는 신경줄기세포, 신경세포로 분화 중인 세포, 그리고 성숙한 신경세포에 분포한다고 밝혀졌다. L-type 칼슘 채널의 저해제인 nifedipine은 고혈압의 치료제로 오랜 기간 사용되어 왔다. 신경줄기세포에 nifedipine을 사용하여 L-type 칼슘 채널을 저해하는 연구는 많이 없는 상황이다. 이번 연구에서, 우리는 5일령 쥐의 뇌실하 영역에서 배양한 신경줄기세포에 nifedipine을 처리하여 신경세포로의 분화에 미치는 영향을 관찰하였다. Nifedipine은 Tuj1을 발현하는 신경세포의 수를 증가시킨 반면, Olig2를 발현하는 희소 돌기 아교 세포(oligodendrocytes)의 수에는 큰 영향을 미치지 않았다. Nifedipine은 S기를 표지하는 5-ethynyl-2'-deoxyuridine (EdU)가 들어간 세포의 수를 증가시켰고, 세포 분열시 나타나는 인산화된 히스톤 H3(PH3)를 발현하는 세포의 수를 증가시켰다. Nifedipine은 신경세포로의 분화를 촉진하는 Dlx2 유전자의 전사를 증가시켰고, 초기 신경세포에서 보이는 Mash1의 양도 증가시켰다. Nifedipine 외 또다른 L-type 칼슘 채널의 저해제인 verapamil을 처리하자, 신경세포로의 분화가 소폭 증가하였으나, 통계적 유의미성은 매우 낮았다. T-type 칼슘 채널의 저해제 유전자인 Cav3.1, Cav3.2, Cav3.3가 발현함을 관찰하여, T-type 칼슘 채널의 저해제인 pimozide를 신경줄기세포에 처리하였으나, 신경세포로의 분화에는 변화가 없었다. 이러한 결과를 통해 nifedipine이 신경줄기세포의 초기 분화를 증진함을 알 수 있으며, L-type 칼슘 채널이 신경세포로의 분화에 관여함을 알 수 있다.

임신일령에 따른 생쥐 태아 뇌조직의 단백질 발현 양상 분석 (Analysis of brain protein expression in developing mouse fetus)

  • 한영훈;김홍래;조운비;우제석;진동일
    • 농업과학연구
    • /
    • 제38권1호
    • /
    • pp.65-70
    • /
    • 2011
  • Development of mouse fetus brains can be defined morphologically and functionally by three developmental stages, embryo day (ED) 16, postnatal stage one week and eight weeks. These defined stages of brain development may be closely associated with differential gene expression rates due to limited cellular resources such as energy, space, and free water. Complex patterns of expressed genes and proteins during brain development suggests the changes in relative concentrations of proteins rather than the increase in numbers of new gene products. This study was designed to evaluate early protein expression pattern in mouse fetus brain. The mouse brain proteome of fetus at ED 15.5, and 19.5 was obtained using 2-dimensional gel electrophoresis (DE). Analysis of the 2-DE gels in pH 3-10 range revealed the presence of 15 differentially expressed spots, of which 11 spots were identified to be known proteins following MALDI-TOF analysis; 3 spots were up-regulated and 8 spots were down-regulated in the mouse fetus brain at ED 15.5. UP-regulated proteins were identified as MCG18238, isoform M2 of pyruvate kinase isozymes M1/M2, isoform 2 of heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K, heterogeneous nuclear ribonucleoprotein H2, creatine kinase B-type, 40S ribosomal protein SA and hemoglobin subunit beta-H1. Down-regulated proteins were putative uncharacterized protein, lactoylglutathione lyase and secreted acidic cysteine rich glycoprotein. Our results revealed composite profiles of mouse fetus brain proteins related to mouse fetus development by 2-DE analysis implying possible roles of these proteins in neural differentiation.

척수 운동신경원의 기능과 관련된 생존운동신경원 단백질의 역할 (The Role of Survival Motor Neuron Protein associated with Function of Spinal Motor Neuron)

  • 송주영;권영실;남기원;송주민;김동현;김석범;문동철;최진호;김진상
    • The Journal of Korean Physical Therapy
    • /
    • 제13권2호
    • /
    • pp.433-444
    • /
    • 2001
  • This review highlights the ontogenesis and the differentiation of motor neuron in spinal cord, and introduce the survival motor neuron(SMN) which is associated with growth and survival of motor neurons. The differentiation of floor plate cells and motor neurons in the vertebrate neural tube appears to be induced by signals from the notochord. This signal is Sonic hedgehog(Shh). The early development of motor neurons involves the inductive action of Shh. The SMN gene is essential for embryonic viability. SMN mRNA is also expressed in virtually all cell types in spinal cord, including large motor neurons. The SMN protein is involved in RNA processing and during early embryonic development is necessary fer cell survival. Two SMN genes are present in 5q 13 in humans: the telomeric gene(SMNt), which is the SMA-determining gene, and the centromeric analog gene(SMNc). The majority of transcripts from the SMNt gene are full length but, major transcripts of the SMNc gene have a high degrees of alternative splicing and tend to have little or no exon 7. The SMN is involved in the RNA processing(the biogenesis of snRNPs and pre-mRNA splicing), the anti-apoptotic effects, and regulating gene expression.

  • PDF