• 원예과학기술지
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• 제33권4호
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• pp.575-584
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• 2015

건조 스트레스는 작물의 생존과 생산성을 결정하는데 매우 중요한 환경요인이다. 본 연구의 목적은 배추에서 신규 건조 스트레스 저항성 유전자를 동정 검정하는 것이다. 건조 스트레스 하에서 생육된 지부('Chiifu') 배추를 이용하여 제작된 KBGP-24K 마이크로어레이 데이터 분석을 통해 738개의 건조 반응 유전자 중 기능은 밝혀져 있지 않지만, 건조 스트레스 하에서 발현량이 6배 이상 크게 증가한 1개의 유전자를 선발하여 BrDSR(B. rapa Drought Stress Resistance)이라 명명하였다. 이의 검정을 위해 내혼계배추('CT001')에서 BrDSR을 동정한 결과 438bp의 오픈리딩프레임과 145개의 아미노산을 가지고 있음을 확인하였고, 동정된 완전장의 cDNA 염기서열은 형질전환용 과발현 vector인 'pSL100' 제작에 이용하였다. BrDSR이 식물체에서 건조 스트레스 저항성을 향상시켜줄 수 있는지 분석하기 위해 담배 형질전환을 수행하였다. PCR과 DNA 블롯 분석으로 선발된 T1 세대 담배 형질전환체들을 대상으로 quantitative real-time RT PCR 분석을 수행한 결과, 형질전환체의 BrDSR 발현량은 비형질 전환체 보다 2.6배까지 증가하였다. 또한 건조처리 10일째 수행한 표현형 분석에서 BrDSR이 발현되는 담배 형질전환체들이 비형질전환체들 보다 우수한 건조 저항성을 보였다. 연구 결과들을 종합하면 BrDSR은 건조 스트레스 하에서 식물의 생장과 생존에 효과적인 저항성 기능을 할 것으로 기대된다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제45권4호
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• pp.27-33
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• 2008

유전자 발현 데이터의 분석 기법 중 무감독 학습 기반의 클러스터링 기법은 생물학적 변화와 진의 발현 정도를 이해하는데 자주 사용되는 방법이다. 생명공학 연구에 있어서 그래프 기반의 MCL 알고리즘은 그래프 내의 노드들을 클러스터링 하는 알고리즘으로 빠르고 효과적이다. 우리는 기존의 MCL 알고리즘을 개선하여 마이크로어레이 데이터에 적용시켰다. MCL 알고리즘 수행 시 inflation과 대각선 항의 두 요인을 조정하는 시뮬레이션을 실행하였으며, 마코브 행렬을 이용하여 변환하였다. 또한 개선된 MCL 알고리즘에서는 더 명확한 클래스를 구분하기 위하여 각 열의 평균을 구한 후 그 값을 임계치로 사용하였다. 따라서 수정된 알고리즘은 기존의 알고리즘들보다 정확도를 높일 수 있었다. 즉, 실제 실험 결과 기존에 알려진 클래스와 비교했을 때 평균 70%의 정확도를 보였다. 또한, 다른 클러스터링 기법, K-means 알고리즘, 계층적 클러스터링 그리고 SOM 알고리즘을 비교 분석하였으며, 그 결과 MCL 알고리즘이 다른 클러스터링 기법보다 더 좋은 결과를 보임을 알 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제30권9호
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• pp.772-782
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• 2020

골격근의 분화 또는 근육 분화는 근육량과 신진대사 항상성을 유지하기 위해 중요하다. 근육 특이적 microRNAs (miRNAs)는 골격근 분화에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 rat miRNAs 마이크로어레이를 사용하여 rat L6 근아세포의 근육 분화 과정에서의 miRNAs 발현 양상을 조사했다. 우리는 miR-128의 발현 증가를 발견했고, 동시에 이미 알려진 근육 분화 조절 miRNAs인 miR-1, miR-133b와 mi-206의 발현 증가를 확인했다. 이 microarray 결과를 확인하기위해 우리는 Quantitative RT-PCR 기술을 사용하였고, microarray 결과와 유사하게 발현 초기 mRNAs와 발현 후 성숙 miRNAs에서 모두 miR-128의 발현 증가를 확인했다. 또한 Rat L6 근아세포로의 miR-128 발현 향상은 muscle creatine kinase (MCK), myogenin, myosin heavy chain (MHC)와 같은 근육분화 표지 유전자 발현을 유발했고, 또한 MHC의 단백질 발현을 증가시켰다. 억제 PNAs를 사용한 miR-128의 작용 억제는 이러한 근육 분화 표지 유전자들의 발현을 차단했다. 또한, miR-128 발현 향상은 Erk와 Akt 단백질의 인슐린 자극에 의한 인산화를 증가시켰고, 고인슐린혈증과 고혈당증으로 인해 유도된 인슐린 저항성으로 인한 Erk와 Akt의 억제된 인산화를 회복했다. 이러한 발견은 miR-128이 근육분화와 인슐린 작용에 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 시사한다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제24권1호
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• pp.57-64
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• 2009

본 연구는 한우의 난포낭종 및 황체낭종에서 세포자멸사 관련 유전자의 발현 변화를 조사함으로써 난소낭종과 세포자 멸사간의 관계를 정리하고자 한다. 마이크로어레이 분석 결과, 난포낭종에서 PIK3R2와 AKT1가 유의하게 증가하였고, 황체낭종에서는 증가되는 세포자멸사 관련 DEGs, TNF-RAF2, PRLR, FOXL2, STK4 및 COL4A3와 감소하는 DEGs, INHA, CIDEB, BCL10 및 FASLG가 포함되었다. 정량적 역전사 중합 효소 반응을 이용하여 mRNA 발현 변화를 검증한 결과 INHA, CIDEB, BCL10 및 FASLG만 마이크로어레이와 동일한 결과를 보였다. INHA의 경우 마이크로어레이 결과에서는 1.43배 감소하고 정량적 역전사 중합효소 반응 결과에서는 12.3배 감소하였다. 세포사멸 확인을 위하여 TUNEL 형광염색과 ERK, JNK, p38, PI3K 및 Akt/PKB의 웨스턴 블랏 분석을 실시한 결과 정상난소와의 유의한 차이를 확인할 수 없었다. Caspase의 활성 및 Bax, Bcl-2, Bcl-xL의 단백질 분석 역시 정상난소와 유의한 차이를 보이지 않았다. 오히려 PI3K와 p-Akt의 발현이 정상에 비하여 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과들로 미루어 보아 난소낭종 시 볼 수 있는 세포자멸사의 낮은 발현율은 세포 사멸인자의 발현 감소로 나타날 수 있을 것이라 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제24권8호
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• pp.843-850
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• 2014

본 연구에서는 전통주 제조시 부산물로 생산되는 주박과 누룩으로부터 추출물과 유기용매 분획물을 총 85종을 제조하고, 이들에 의한 항염증 활성을 연구하였다. 85종의 분획물 중 선별한 세 가지의 분획물(KSD-E1-3, KSD-E2-3, KSD-E4-3)에 의해서 LPS에 의해 염증이 유도된 RAW 264.7 세포주에서 nitric oxide 생산이 현저히 감소됨을 확인하였다. 또한, 세가지 분획물에 의해 염증유발 유전자인 COX-2, TNF-alpha, 그리고 iNOS 유전자의 발현이 감소되었다. 세 가지 분획물 중 KSD-E4-3에 의한 항염증 활성의 작용기전을 이해하기 위하여 oligo DNA microarray를 수행하였다. 마이크로어레이 결과 발현이 감소된 유전자 중 염증과 관련된 유전자 6개(IL-1F6, iNOS, IL-10, Fabp4, IL-1RN, CSF2)를 선택하여, RT-PCR과 정량적 real-time PCR을 수행하였다. 그 결과, 모든 유전자의 발현이 감소됨을 확인하였다. 결론적으로, 이러한 연구결과는 전통주 주박이 항염증 활성을 가지고 있는 식품이나 약품을 개발하는데 필요한 새로운 자원으로서 활용 가능함을 시사하는 것이다.

• 원예과학기술지
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• 제31권5호
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• pp.607-616
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• 2013

광은 모든 살아 있는 세포에 있어서 매우 중요한 신호이며 생물체에게 이익이 되면서 동시에 해가 되기도 하는데, 광 환경에 잘 적응한 유기체는 자연에서의 경쟁에서 더 잘 살아남을 수 있다. 광질과 식물 생육에 대한 정보는 LED와 같은 인공광을 효율적으로 사용하게 하여 경제적인 손실을 줄일 수 있다. 초기 1주 동안 단일 광파장에 노출된 배추 유묘의 생장을 보면 백색광 조건에서 생장한 묘와 비교했을 때 적색광과 청색광 조건에서는 유묘의 발달과 생육이 정상이었다. 암조건에서 자란 유묘는 하배축이 길고 황화된 반면, 초적외광 조건에서 자란 유묘는 황화되었으나 하배축이 거의 신장하지 않았다. 마이크로어레이를 이용하여 유전자 대량 발현분석 실험을 수행한 결과, 청색광 조건에서 유묘의 생육이 가장 왕성하였으며 적색광 조건과 비교하여 발현변화를 보인 유전자의 수가 2배 많았다. 각각의 광질 조건에서 발현 증가 된 유전자들을 기능별로 분류해 보면(GO 분석) 적색광과 청색광은 생물학적 과정(biological process)과 관련된 유전자의 발현에 영향을 많이 주었다. 특히 대사과정(metabolic process)과 발달과정(developmental process) 그리고 세포 요소(cellular component) 중 색소체(plastid)나 엽록체(chloroplast)관련 유전자들의 발현이 청색광 조건에서 더 많이 증가하였다. 또한 초적외광 조건에서도 다양한 유전자들이 발현 변화를 보였다. 본 논문은 다양한 배추 유묘의 생장에 대한 광질의 영향을 분자생물학적으로 증명하기 위해 수행되었으며 유묘의 배양에 LED 광원이 효율적으로 이용될 수 있음을 보여 주었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권3호
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• pp.157-165
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• 2006

세포는 환경 변화 및 자극으로부터 자신을 보호하기 위해 유전자가 발현하여 생명을 유지 시스템을 갖고 있다. 유전자의 발현은 비정상적인 상태의 세포를 환경을 조절, 변화시켜 정상으로 바꾸기 위한 기능, 발달단계에 필요한 기능 등 생명현상에 필요한 특수 역할을 수행한다. 따라서 각 유전자의 기능을 아는 것은 생물학적으로 상당히 의미 있는 일이다. 본 논문에서는 유전자 기능을 알아보기 위해 발현 패턴을 통해 같을 때, 유사한 형태 혹은 시차를 갖고 동일한 형태로 발현하는 유전자들은 같은 기능을 한다는 가정을 하였다. 이 가정에 기반하여 각 유전자들을 기능에 따라 분류하였다. (1) IFSA선형 모델을 적용하여 데이타를 잘 나타내 줄 수 있는 특징 패턴을 찾았으며 (2) 이 특징 패턴으로부터 본 논문에서 제안한 Membership Scoring Function을 이용하여 유전자를 필터링(filtering) 하였다. 이 유전자들은 기존의 ICA(Independent Component Analysis) 방법에서 보다 IFSA 방법이 더 효과적으로 각 기능에 따른 유전자 그룹을 찾아내줌을 GO(Gene Ontology)에서 확인할 수 있었다. 이는 시차 혹은 위상 변화에 상관없이 데이타를 잘 나타낼 수 있는 IFSA의 특성이, ICA보다. 생물학적인 변수를 더 고려해 줄 수 있기 때문이라고 생각된다[1]. 이 논문의 또 다른 주요 작업은 유전자의 상호작용 관계로부터 유전자 네트웍을 얻어내는 것이다. 유전자 네트웍은 같은 그룹 내에서 유전자간의 상관 계수를 구하고 가장 높은 상관도를 보이는 유전자쌍을 연결시켜 얻게되었다. 이 네트웍 역시 GO 해석에서 그 유효성을 확인하였다.를 평균 66.02에서 58.98로 줄이면서 계산시간은 평균 71ms에서 44ms 으로 빠르게 됨을 알 수 있었다.적외선 분광법을 이용한 사일리지의 화학적 조성분 함량 측정은 적은 오차 범위 내에서 신속하고 정확한 분석법이 될 수 있음을 확인 할 수 있었다. 비록 원물 생시료(IF)에 대한 직접적인 측정은 다소 예측 정확성이 떨어지지만 현장 적용성과 편리성을 높이기 위해서는 생시료의 측정시 오차를 줄일 수 있는 스펙트럼의 수처리 방법이나 산란보정 방법과 같은 데이터 처리기법에 대한 더 많은 연구가 앞으로 진행되어야 한다고 생각되어진다.상자의 50% 이상이 매일 생선 콩 및 콩제품과 채소류를 먹고 있었고, 인스턴트나 패스트푸드는 정상 체중군이 저체중군이나 과체중보다 매일 섭취하는 빈도가 낮았다(p<0.0177). 7. 가장 낮은 영양 섭취 상태를 보여준 영양소(% RDA< 75%)는 철분과 칼슘으로 조사 대상자의 3/4에 해당하는 조사 대상자가 영양 부족 상태였다. 칼슘 섭취의 경우 정상 체중군이 과체중군과 저체중군보다 섭취율이 낮았으나(p<0.0257) 철분은 군간 유의차는 없었다. 8. 칼슘의 경우 과체중군이 저체중군이나 정상 체중군에 비해 영양소 적정비율(NAR) 값이 높았으며(p<0.0257) 철분, 단백질, 비타민 $B_1$과 $B_2$, 나이아신의 경우도 통계적으로 유의하지는 않으나 과체중군이 저체중군 또는 정상 체중군의 NAR 값이 높은 경향을 보여주었다. 9가지 영양소의 NAR을 평균한 MAR 값은 군간 유의적이지는 않으나 과체중군(0.76)이 정상체중(0.73) 또는 저체중군(0.73)에 비해 높은 값은 보여주었다. 9.

• 응용통계연구
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• 제24권6호
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• pp.1213-1224
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• 2011

관측치의 개수보다 변량의 개수가 더 많은 다변수 상황에서 정규혼합모형을 이용하여 군집분석을 하기 위해서는 비정보적인 변수들을 제거하는 과정이 필수적으로 요구된다. 이와 같은 변수선택과 군집의 동시 처리를 위한 기존 연구의 대부분은 군집별 등분산 가정 하에서 이루어져 왔으며, 비정보적인 변수를 제거하기 위해 주로 벌점화 우도 기법이 이용되었다. 본 연구에서는 약간 변형된 정규혼합모형을 기반으로 비현실적인 등분산 가정을 탈피하면서 효율적으로 비정보적인 변수를 제거하는 새로운 방법을 제공한다. 이 모형에 대한 타당성을 설명하였고, 모수 추정을 위한 EM 알고리즘을 유도하였다. 그리고 모의실험 및 실자료 실험을 통해 제안된 방법의 유효성을 보였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.830-836
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• 2005

Application of microarray technologies which monitor simultaneously the expression pattern of thousands of individual genes in different biological systems results in a tremendous increase of the amount of available gene expression data and have provided new insights into gene expression during drug development, within disease processes, and across species. There is a great need of data mining methods allowing straightforward interpretation, visualization and analysis of the relevant information contained in gene expression profiles. Specially, classifying biological samples into known classes or phenotypes is an important practical application for microarray gene expression profiles. Gene expression profiles obtained from tissue samples of patients thus allowcancer classification. In this research, molecular classification of microarray gene expression data is applied for multi-class cancer using computational biology such gene selection, principal component analysis and fuzzy clustering. The proposed method was applied to microarray data from leukemia patients; specifically, it was used to interpret the gene expression pattern and analyze the leukemia subtype whose expression profiles correlated with four cases of acute leukemia gene expression. A basic understanding of the microarray data analysis is also introduced.

• 생명과학회지
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• 제31권8호
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• pp.710-718
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• 2021

태반유래 중간엽줄기세포(PD-MSCs)는 재생의학에서 세포기반치료제로 잘 알려진 세포군이다. PD-MSCs의 손상된 부위로의 이동과 호밍 기능은 MSC 생착의 중요한 특성이다. miRNA는 최근 MSC의 증식, 생존 이동과 같은 중요한 기능을 조절하는 것으로 알려져 있다. 본 연구의 목적은 담관결찰(BDL) 쥐 모델에서 PD-MSCs 호밍에 관련된 miRNA 및 표적 유전자를 동정하는 것으로, 마이크로어레이 분석을 이용하여 PD-MSCs 호밍에 관여하는 유전자 표적 miRNA를 선별하였다. BDL 쥐모델에 PD-MSCs을 이식한 일주일 후 간 조직에서 PD-MSCs 생착여 부는 면역형광분석법과 qRT-PCR에 의한 인간 Alu유전자 발현으로 확인되었다. 저산소 및 정상조건(Hyp/Nor)에서 이동한 PD-MSC에 비하여, PD-MSCs 이식한 BDL군 간 조직에서 miRNAs 발현의 차이가 크게 나타났으며, PD-MSCs 호밍 관련 miRNA와 표적유전자를 검증하였다. miR199a-5p 및 miR-148a-3p에 대한 표적 유전자 인테그린 α4 (ITGA4)와 α5 (ITGA5)의 발현은 이식(Tx)그룹에서(p<0.05) 유의하게 상향 조절되었다. 또한 인테그린 β1 (ITGB1)과 β8 (ITGB8)의 발현은 miR-183-5p 및 miR-145-5p억제에 의하여 크게 증가되었다. 따라서 이러한 결과는 BDL에 의해 손상된 쥐간에서 PD-MSCs가 호밍효과을 위해 인테그린 그룹과 관련된 miRNA 발현 조절에 관여함을 나타내었다. 본 연구결과는 miRNA에 의한 인테그린 그룹 조절기능이 BDL에 의해 유도된 간섬유증 쥐모델에서 PD-MSCs의 치료효과에 기여할 수 있음을 시사한다.