• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2004.04b
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• pp.247-249
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• 2004

마이크로어레이 기술은 근래에 개발된 신기술로써 동시에 수천-수만 개의 유전자 발현을 측정할 수 있어 다양한 생물학적 연구에 이용되고 있다. 여러 단계의 실험 과정과 이를 통해 얻은 다량의 데이터를 처리하기 위해서는 이를 효율적으로 관리. 저장, 분석할 수 있는 통할 정보 관리 시스템을 필요로 한다. 현재 외국에서는 몇몇 관리시스템이 개발되어 있고. 국내에서도 WEMA 등이 있지만 아직 데이터 관리부분에 기능이 치우쳐 있다. 따라서 우리는 복잡한 자료구조를 가지는 마이크로어레이의 실험 정보와 각 단계별 처리 정보 등을 사용자의 관점에서 효과적이고 체계적으로 관리할 수 있고, 데이터 정규화 및 다양한 통계적 분석 기능을 갖춰 불필요한 시간과 비용을 줄임으로써 마이크로어레이 연구에 도움을 주고자 통합 분석관리 시스템 cMAMS (cDNA Microarray Analysis and Management System)를 개발하였다. 웹 기반으로 구현된 cMAMS는 데이터를 저장, 관리하는 부분과 데이터를 분석하는 부분, 그리고 모든 관련 점보가 저장되는 데이터베이스 부분으로 구성되어 있다 데이터관리부분에서는 WEMA의 계층적 데이터구조론 도입해 관리의 효율성을 높이고 시스템의 이용자를 시스템운영자, 프로젝트관리자, 일반사용자로 구분하여 데이터 접근을 제한함으로써 보안성을 높였다. 통계처리 언어 R로 구현된 데이터분석 부분은 7 단계의 다양한 분석(전처리 정규화, 가시화, 군집분석. 판별분석, 특이적 발현 유전자 선뿐, 마이크로어레이 간의 상판분석)이 가능하도록 구현하였고, 분석결과는 데이터베이스에 저장되어 추후에 검토 및 연구자간의 공유가 가능하도록 하였다. 데이터베이스는 실험정보가 저장된 데이터베이스, 분석결과가 저장된 데이터베이스, 그리고 유전자 정보 탐색을 위한 데이터베이스로 분류해 데이터를 효율적으로 관리할 수 있게 하였다. 본 시스템은 LiNUX를 운영체계로 하고 데이터베이스는 MYSQL로 하여 JSP, Perl. 통계처리 언어인 R로 구현되었다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2012.04a
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• pp.923-925
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• 2012

대용량 고차원의 생물학 데이터가 매우 빠른 속도로 생산되는 현재, 단순히 고전적인 알고리즘들로는 풀 수 없는 문제들을 맞이하게 되었다. 이러한 문제들의 경우 시스템 생물학의 관점으로 다양한 생물 데이터의 융합을 통하여 접근할 경우 효율적으로 Computational Infeasibility(계산 불가능)를 해결함은 물론 그 해석 및 새로운 정보 획득에 매우 유리하다. 인간 DNA의 고차원 SNP 정보들의 군집화 및 질병 발현 패턴 분석은 그 조합의 수가 입력 데이터의 차원수에 따라 지수적(Exponentially)으로 증가하지만 PPI(단백질 상호작용) 네트워크 정보에 결합하여 필요한 중요부위를 선택적으로 이용할 경우 효율적으로 필요 SNP들의 선택 및 이로 인한 공간 축소가 가능하다.

• 월간산업보건
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• s.247
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• pp.16-19
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• 2008

파라티온(Parathion)은 폭넓고 다방면으로 사용되는 유기 인계 해충 진드기의 살충제이다. 파라티온의 첫 번째 생물학적 반응은 콜린에스테라아제 효소의 활성도 저감이다. 파라티온의 다양한 수준의 동물 노출 실험 결과, 경구 투여량 0.5-6 mg/kg 수준에서 악영향이 관찰되었다. 인간의 경우 파라티온 0.1 mg/kg 이하 수준에서는 RBC 콜린에스테라아제 효소의 활성도 감소가 나타나지 않았다. $0.2-0.8\;mg/m^3$의 작업장 노출 수준에서는 RBC 콜린에스테라아제 효소의 감소가 관찰되었다. 본 연구 결과에 근거하여 흡입 노출농도 $0.35\;mg/m^3$에 해당되는 0.05 mg/kg 이하 용량에서는 파라티온과 관련한 건강상의 생물학적 장애 증상이 유발되지 않았다. 따라서 흡입성 에어로졸과 증기상 형태로 $0.05\;mg/m^3$의 TLV-TWA가 파라티온의 작업장 노출기준으로 권고되었다. 이 노출기준은 부교감 신경의 이상과 다른 생물학적 장애 증상을 예방하는 목적에서 설정되었다. 이 수치는 인간을 대상으로 한 연구에서 얻어진 NOAEL로부터 근거를 둔 것이고, 작업자들의 RBC 콜린에스테라아제 효소의 활성도 저하를 방지하는 용량에 해당되는 것으로 예상된다. 이러한 접근은 RBC 콜린에스테라아제 효소의 억제가 단독 사용자에게서는 나타나지 않는다는 것을 확인하는데 이용되는 Biological Exposure Index의 활용과 일치된다. 인간에게 있어 파라티온 피부노출이 죽음까지도 이를 수 있다는 임상적 증세와 연관되어 있기 때문에 피부경고주석이 권고되었다. 쥐들을 대상으로 한 사료 공급 연구들에서 파라티온의 노출을 통한 명확한 종양의 발생 증가가 관찰되지 않아 비발암성 물질(A4)로 설정하였다. 파라티온의 TLV-STEL과 SEN notation을 설정하기에는 아직 충분한 데이터가 확보되어 있지 않고 있으며 파라티온의 작업 노출 모니터링에 대한 자세한 정보를 얻으려면 아세털콜린에스터라제 억제 농약의 BEI 문서들을 참고하는 것이 필요하다.

• The KIPS Transactions:PartB
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• v.16B no.5
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• pp.359-366
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• 2009

Analysis of 3-dimensional (3D) protein structure plays an important role of structural bioinformatics. The protein structure alignment is the main subjects of the structural bioinformatics and the most fundamental problem. Protein Structures are flexible and undergo structural changes as part of their function, and most existing protein structure comparison methods treat them as rigid bodies, which may lead to incorrect alignment. We present a new method that carries out the flexible structure alignment by means of finding SSPs(Similar Substructure Pairs) and flexible points of the protein. In order to find SSPs, we encode the coordinates of atoms in the backbone of protein into RDA(Relative Direction Angle) using local similarity of protein structure. We connect the SSPs with Floyd-Warshall algorithm and make compatible SSPs. We compare the two compatible SSPs and find optimal flexible point in the protein. On our well defined performance experiment, 68 benchmark data set is used and our method is better than three widely used methods (DALI, CE, FATCAT) in terms of alignment accuracy.

• Proceedings of the Korean Society for Bioinformatics Conference
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• 2006.02a
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• pp.57-61
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• 2006

Microarray란 유리, 실리콘, 플라스틱 등의 매체위에 생체분자를 집적하여 만든 플랫폼을 의미한다. 현재 이러한 플랫폼에 DNA, 화학물질, 유기물질 등 바이오소재를 집적하여 다양한 연구용 제품들이 출시되어 있으며, 수년간 Microarray를 이용한 연구가 진행되어 최근에는 질병진단/예후예측 등의 포괄적인 정보를 포함하는 임상용 microarray제품도 등장하고 있다. 디지탈지노믹스(주)는 2000년 이후로 6년의 기간동안 연구자에게 다양한 종류의microarray를 공급하여 왔으며, 현재 국내에서 가장 많은 종류의 microanay 분석 시스템을 확보하고 있다. 따라서 다양한 연구자들에게 가장 적합한 microarray를 소개할 수 있음은 물론, 그 결과분석 데이터를 제공함으로써 양질의 데이터와 서비스를 제공하고 있다. 특히 디지탈지노믹스(주)에서는 최근에 Combimatrix사의 microarray 시스템을 도입하여, 연구자가 원하는 맞춤형 microarray를 제작할 수 있는 새로운 형태의 차세대 플랫폼을 제공할 수 있게 되었다. 이 기술은 연구자의 목적에 맞게 microarray 제작이 가능하도록 가변적인 특성을 가지고 있으며 높은 민감도 및 재현성을 보여주는 우수한 기술력을 보여준다. Microarray 분야는 그 플랫폼과 분석기술이 나날이 발전하고 있으며, 그 응용범위도 날로 넓어 지고 있다. 그 활용범위의 예를 보면, 1) 유전체 수준에서 발현양상 분석, 2) 약물에 대한 반응성 분석, 3) 질환에 대한 원인 유전자 규명 및 진단제 개발, 4) 독성유전체에서의 약효 및 유효성 분석, 5) 대량의 SNP 분석, 6) 대량의 단백질 수준에서의 발현분석 등이 있으며, 일일이 다 언급하기 힘들 정도로 그 응용범위가 넓어지고 있다. 이러한 microarray기술은 관심 있는 대상에 대한 검색(screening)의 기능과 더불어 분석된 데이터를 기초로 제품화 플랫폼으로써 다시 활용될 수 있는 장점을 가지고 있다. 디지탈지노믹스(주)에서는 구축되어 있는 microarray 분석 시스템을 이용하여 질병 진단, 약물반응성 진단 및 플랫폼 개발에 대한 내부연구도 심도 있게 수행하고 있으며, microarray 기술을 응용하여 산업화, 제품화 할 수 있는 구체적인 사례와 모범답안을 만들기 위해 노력하고 있다.

• Korean Journal of Environmental Biology
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• v.29 no.3
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• pp.225-235
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• 2011

The change of microbial communities during cyanobacterial bloom was comparatively analyzed by 16S rDNA PCR-DGGE in Daechung Reservoir during 2003~2005. Morphological analysis showed that Cyanophyceae dominated algal community in the bloom. Dominant cyanobacteria were Microcystis, Planktothrix (Oscillatoria), Phormidium and Anabaena. We used 16S rDNA-denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) profiles and phylogenetic affiliations of the DGGE bands to analyze the community structure and diversity of the predominant microbial community. The DGGE band patterns demonstrated that the most frequent bands were identified as Microcystis during the monitoring periods, Planktothrix also dominated on September 2003 and 2004, whereas Anabaena was showed a peak on September 2005 and Aphanizomenon on August 2003. DGGE and phylogenetic analysis provided us new information that could not be obtained by traditional, morphological analysis. The relationship between cyanobacteria and other aquatic bacteria can be traced and their genetic diversity also identified in detail.

• The Zoological Society Korea : Newsletter
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• v.18 no.2
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• pp.26-32
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• 2001

동물에서 맛을 느끼는 것과 의사소통이 라는 행위는 생명을 유지하는데 있어 매우 중요한 수단이다. 섭취 할 수 있는 것과 먹어서는 안 되는 물질을 가려내고, 위험으로부터 벗어 날 수 있는 정보를 가장 빠르게 전달 할 수 있는 수단이다. 이러한 기능을 가지고 있는 몸 안의 기관으로는 혀가 있는데, 다양한 근육과 신경의 분포를 이용해서 위에서 언급한 기능을 수행하게 된다. 혀의 다양한 기능과 특징적인 구조에도 불구하고 현재까지는 혀의 감각기관으로써의 기능과 구조에 대한 연구가 대부분인 실정이다. 물론 발생학적 측면에서 다양한 접근이 이루어지고 있으나, 이 또한 신경의 분화와 유도에 대해서 초점을 맞추고 있는 것 이 사실이다. 생물학에 있어서 가장 중요한 초점은 항상 그 구조와 기능이지만 이러한 구조와 기능을 보다 정확하게 이해하기 위해서는 발생학적인 측면에서의 접근이 반드시 필요하고, 특히 Epithelium과 Mesenchyme의 interaction으로 생기는 외배엽성 기원 기관의 하나로써 혀의 papillae에 대한 고찰을 하고자 한다 (Jung et al 1998). 또한 현재까지 진행되어진 신경분포와 감각기관으로의 혀의 역할과 발생 과정에 대해서도 알아보고 이러한 현시점의 발생학과 형태학을 이해하는데 필요한 하나의 Model system으로써의 혀에 대해 이야기하고자 한다.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.54 no.3
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• pp.151-155
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• 2021

The application of environmental DNA in the domestic ecosystem is also accelerating, but the processing and analysis of the produced data is limited, and doubts are raised about the reliability of the analyzed and produced biological taxa identification data, and the sample medium (target sample, water, air, sediment, Gastric contents, feces, etc.) and quantification and improvement of analysis methods are also needed. Therefore, in order to secure the reliability and accuracy of biodiversity research using the environmental DNA of the domestic ecosystem, it is a process of actively using the database accumulated through ecological taxonomy and undergoing verification procedures, and experts verifying the resolution of the data increased by gene sequence analysis. This is absolutely necessary. Environmental DNA research cannot be solved only by applying molecular biology technology, and interdisciplinary research cooperation such as ecology-taxa identification-genetics-informatics is important to secure the reliability of the produced data, and researchers dealing with various media can approach it together. It is an area in desperate need of an information sharing platform that can do this, and the speed of development will proceed rapidly, and the accumulated data is expected to grow as big data within a few years.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2008.11a
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• pp.356-359
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• 2008

최근 생물정보학 분야에서 인간 유전체에 존재하는 CNV(copy number variation)에 관한 연구가 주목 받고 있다. CNV 영역은 1kbp-3Mbp 사리의 서열이 반복되거나 결실되는 변이 영역으로 정의된다. 우리는 선행연구에서 기가 시퀀싱(giga sequencing)의 결과 산출되는 DNA 서열조각인 리드(read)를 레퍼런스 시퀀스에 서열 정렬하여 CNV 영역을 찾아내는 새로운 CNV 검색 방식을 제안하였다. 후속 연구로서 본 논문에서는 DNA 서열에 존재하는 repeat 영역 문제를 해결하기 위한 새로운 방안을 제안하고, 리드의 출현 빈도 정보를 분석하여 CNV 영역을 찾아내는 CNV 영역 검색 알고리즘을 보인다. 제안된 알고리즘 Gaussian 분포를 갖는 출현 빈도 정보로부터 통계적 유의성을 갖는 영역을 추출하여 CNV 영역후보로 하고, 다음 경제 과정을 거쳐 최종의 CNV 영역을 추출한다. 성능 평가를 위하여 프로토타임 시스템을 개발하였으며, 시뮬레이션 실험을 수행하였다. 실험 결과에 의하여 제안된 방식은 반복되거나 결실되는 형태의 CNV 영역을 효율적으로 검출하며, 또한 다양한 크기의 CNV 영역을 효율적으로 검출할 수 있음을 입증한다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.26 no.4
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• pp.217-224
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• 2014

Cochlodinium polykrikoides is a typical harmful algal species which generates the red-tide in the coastal zone, southern Korea. Accurate algal growth model can be established and then the prediction of the red-tide occurrence using this model is possible if the information on the optimal growth model parameters are available because it is directly related between the red-tide occurrence and the rapid algal bloom. However, the limitation factors on the algal growth, such as light intensity, water temperature, salinity, and nutrient concentrations, are so diverse and also the limitation function types are diverse. Thus, the study on the algal growth model development using the available laboratory data set on the growth rate change due to the limitation factors are relatively very poor in the perspective of the model. In this study, the growth model on the C. polykrikoides are developed and suggested as the optimal model which can be used as the element model in the red-tide or ecological models. The optimal parameter estimation and an error analysis are carried out using the available previous research results and data sets. This model can be used for the difference analysis between the lab. condition and in-situ state because it is an optimal model for the lab. condition. The parameter values and ranges also can be used for the model calibration and validation using the in-situ monitoring environmental and algal bloom data sets.