• 한국지반공학회논문집
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• 제20권7호
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• pp.69-78
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• 2004

본 논문에서는 역해석 방법 중 직접법의 성능에 큰 영향을 미치는 최적화 과정을 인공지능의 한 기법인 유전자알고리즘을 이용하여 역해석 프로그램을 구성하였다. 유전자 알고리즘 및 역해석 기법의 효용성을 검증하기 위하여 과거 역해석 연구 사례 중의 하나인 Gens et al(1987)과 동일한 암반조건을 가진 모델에 대한 역해석을 실시하여 그 결과를 비교${\cdot}$검토하였다. 경부고속철도 터널 현장의 내공변위 및 천단침하에 대한 계측자료로부터 최종 내공변위의 예측함수를 결정하는 방법으로 터널의 총 변위를 분석하였다. 이를 역해석에 필요한 입력자료로 활용하여 역해석을 실시하고 터널 주변 암반의 거동을 반영할 수 있는 지반의 특성치를 구하였다. 각 현장 시험에서 얻어진 지반의 특성치와 비교한 결과 본 연구에서 적용된 유전자 알고리즘을 이용한 역해석 방법이 유의한 수준의 결과를 도출하고 있다는 사실을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제24권12호
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• pp.1291-1300
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• 2014

본 연구에서는 참전복(Haliotis discus hannai)의 대용량 염기서열 분석을 통해 peroxiredoxin (Prx) 2 유전자의 full length의 cDNA를 동정하였다. 참전복 Prx 2 유전자의 총 길이는 1,052 bp로 597 bp의 open reading frame는 총 199개의 아미노산을 코딩하고 있으며 분자량은 22 kDa, 등전점은 7.58로 예측되었다. 참전복 Prx 2 아미노산서 열에는 typical 2-Cys Prx의 특징을 갖는 motif와 효소활성에 중요한 cysteine잔기가 매우 보존되어 있었다. 참전복 Prx 2 아미노산 서열은 다른 종의 Prx 2와 64~99% 유사하였고, 특히 패류의 Prx 2와 가장 유사성이 높았다. 참전복 Prx 2 유전자의 mRNA는 관찰된 모든 조직에서 발현하고 있었으며, 특히 외투막, 아가미, 족부, 간췌장, 소화관에서 높은 발현이 확인되었다. 참전복의 Prx 2는 비브리오균으로 감염시킨 전복의 혈구세포에서 감염 후 1시간 째 발현이 증가했다가 서서히 감소하였고, 간췌장 조직에서는 감염 6시간 경과 후 발현 정도가 최고로 증가했다가 감소하였다. 따라서 typical 2-Cys Prx의 특징을 잘 보존되어 있는 참전복 Prx 2는 병원균 감염에 따른 산화스트레스 조절에 관여하는 인자로 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.

• 미생물학회지
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• 제52권3호
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• pp.336-343
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• 2016

두 종류의 mannanases를 생산하는 Cellulosimicrobium sp. YB-43로부터 mannanase 유전자를 클로닝하고 그 염기서열을 결정하였다. Mannanase 유전자는 manB로 명명되었으며, 427 아미노 잔기로 구성된 단백질을 코드하는 1,284개 염기로 구성되었다. ManB는 추론된 아미노산 배열에 근거해서 glycosyl hydrolase family 5에 속하는 mannanase와 상동성이 높은 활성영역과 함께 2개의 탄수화물 결합영역을 포함하고 있는 다영역 효소로 확인되었다. Cellulosimicrobium sp. YB-43의 manB 유전자를 함유한 재조합 대장균의 균체 파쇄상등액으로부터 정제된 ManB의 아미노 말단 배열이 QGASAASDG로 결정되었으며 이는 SignalP4.1 server로 그람 음성균을 기준으로 예측된 signal peptide의 결과와 정확하기 일치하였다. 정제된 ManB의 최적 반응조건은 $55^{\circ}C$와 pH 6.5-7.0이며 locust bean gum (LBG), konjac과 guar gum을 가수분해 하였으며, 셀룰로스, 자일란, 전분과 para-nitrophenyl-${\beta}$-mannopyranoside에 대해서는 분해활성이 없었다. ManB의 활성은 $Mg^{2+}$, $K^+$와 $Na^+$에 의해 약간 저해되었으며 $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Mn^{2+}$과 SDS에 의해서는 크게 저해되었다. 또한 이 효소는 mannobiose 보다 큰 중합도를 갖는 만노올리고당을 가수분해하였으며, LBG와 만노올리고당을 가수분해하였을 때 mannobiose가 가장 많은 양으로 생성되었다.

• KSBB Journal
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• 제21권2호
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• pp.144-150
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• 2006

본 연구는 메타게놈 유전자 특성과 E. coli에서 정상적으로 발현되는 유전자 특성을 생물정보학 기법으로 비교 분석하고 그 결과를 메타게놈 선별 연구에 활용하고자 하는데 그 목적을 두었다. 이를 위하여 메타게놈 유래의 URF 와 숙주세포로 이용되는 E. coli이 ORF에 대한 염기구조, 발현되는 단백질의 크기 및 분자량, 아미노산의 구성 및 코돈사용은 물론 전사와 번역에 관여하는 프로모터 부위와 리보솜 결합부위의 보존서열 특성을 비교 분석하였다. 메타게놈과 E. coli가 합성하는 단백질의 크기와 분자량은 매우 비슷한 경향을 보였으나, 아미노산의 조성비, G+C 함량 및 코돈사용에서는 매우 다른 경향을 나타내었다. 특히 전사와 번역에 직접적으로 관여하는 프로모터와 RBS 영역에서의 DNA 보존서열이 상당부분 부합되지 않아 E. coli에서 메타게놈의 발현율이 현저히 낮을 것으로 예측할 수 있었다. RBS와 같이 유전자 발현에 필수적인 조절인자가 메타게놈과 E. coli에서 큰 차이를 나타내는 문제점은 메타게놈으로부터 유용한 유전자원을 탐색하는 연구에서 심도있게 개선하여야 할 사항이다. 부분적으로는 라이브러리 구축에 사용되는 벡터 및 숙주의 개량을 통하여 위의 문제를 극복할 수도 있을 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권2호
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• pp.158-166
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• 2020

Paenibacillus woosongensis의 xylanase 유전자를 클로닝하고 그 염기서열을 결정하였다. Xylanase 유전자는 xyn10A로 명명되었으며, 481 아미노잔기로 구성된 단백질을 코드하는 1,446개 뉴클레오티드로 구성되었다. 추론된 아미노산 배열에 따르면 Xyn10A는 glycosyl hydrolase family 10 xylanase와 상동성이 높은 활성영역과 카르복실 말단에 탄수화물을 결합하는 것으로 추정되는 영역이 포함된 다영역 효소로 확인되었다. DEAE-Sepharose와 Phenyl-Separose 컬럼 크로마토그래피 과정을 통해 P. woosongensis xyn10A 유전자를 함유한 재조합 대장균의 균체 파쇄상등액으로부터 Xyn10A를 정제하였다. 정제된 Xyn10A의 아미노 말단 배열이 GIANGSKF로 결정되었으며 이는 SignalP5.0 server로 예측된 signal peptide의 다음 아미노산 배열과 정확하게 일치하였다. 정제된 Xyn10A는 33 kDa 크기의 절단된 단백질이며 균체내 분해에 의해 카르복시 말단에서 CBM이 제거된 것으로 판단된다. 정제된 효소는 최적 pH와 온도가 6.0과 55-60℃이며 oat spelt xylan에 대한 반응 동력학적 계수 V_max와 K_m이 298.8 U/mg과 2.47 mg/ml로 각각 나타났다. 효소는 birchwood xylan이나 oat spelt xylan보다 arabinoxylan에 대한 활성이 높았으며 para-nitrophenyl-β-xylopyranoside에 대해 낮은 활성을 보였다. Xyn10A의 활성은 Cu²⁺, Mn²⁺과 SDS에 의해서 크게 저해되었으며 K⁺, Ni²⁺과 Ca²⁺에 의해는 상당하게 증진되었다. 또한 이 효소는 xylobiose 보다 중합도가 큰 자일로올리고당을 분해하였으며, 자일로올리고당의 최종 가수분해 산물은 xylose와 xylobiose로 확인되었다.

• 생명과학회지
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• 제33권12호
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• pp.987-994
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• 2023

이 연구는 제주도 한우집단에서 galactose mutarotase (GALM) 유전자형과 도체형질의 연관성을 시험하였다. GALM 유전자형은 3'-비해독부위(3'-UTR)의 14-bp (5'-GGTCTAATGACCAG-3') 삽입/결실 다형성을 이용하였다. 한우 비육우 집단에서 GALM 유전자의 세 가지 유전자형(LL, LS, SS)이 모두 관찰되었다. 연관성 분석결과는 근내지방의 함량과 밀접한 상관을 보이는 육질등급과 근내지방도의 수준과, 등지방두께의 수준이 유전자형에 따른 유의적인 차이를 나타내었다(p<0.05). 동형접합인 SS 유전자형을 보유한 도체에서 LL 또는 LS 유전자형인 도체에 비해 근내지방 함량 수준은 더 높고, 등지방두께도 더 얇은 수준을 보였다. 반면, 도체중, 등심단면적, 육색, 지방색 등은 GALM 유전자형에 따른 유의적인 차이는 없었다(p>0.05). 3'-UTR에서 14-bp 절편의 결실은 RNA의 2차 구조의 변형과 RNA-결합 단백질, microRNA와의 결합능력에 대한 방해를 통해 유전자 발현에 영향을 줄 수 있는 것으로 예측되었다. GALM 유전자의 3'-UTR 영역에서 14-bp 삽입/결실 다형성에 대한 이번 연구결과는 소에서 근육과 등지방 조직에서 galactose 대사에 의한 지방 축적을 통해 성장형질, 도체형질에 영향을 주는 것으로 판단된다.

• 대한화학회지
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• 제53권6호
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• pp.653-662
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• 2009

흡수, 분포, 대사, 배설 특성 및 독성을 예측하기 위한 효과적인 툴을 개발하는 것은 신약개발의 초기단계에서 NCE(new chemical entity)에 대한 가장 중요한 업무 중의 하나이다. 최근에 이런 시도중의 하나로서 ADME/T(absorption, distribution, metabolism, excretion, toxicity)관련 성질들의 예측에 support vector machine(SVM)을 이용하고 있다. 그리고 SVM은 ADME/T 성질들을 정확하게 예측하는데 많이 사용 되고 있다. 그러나 SVM 모델링에 두 가지 문제가 있다. 특성 선택(feature selection) 과 매개변수 설정(parameter setting)은 여전히 해결해야 할 과제이다. 이 두 가지 문제들은 SVM 분류의 효율성과 정확도에 결정적인 영향을 끼친다. 특히 특성 선택과 최적화된 SVM 변수의 설정은 서로 영향을 주기 때문에 동시에 다루어져야 한다. 여기서 우리는 genetic algorithm(GA) – 특성 선택에 사용 – 과 grid search(GS) method– 변수최적화에 사용 – 두 가지를 통합하는 효과적인 해결책을 제시하였다. ADME/T관련 성질 중 하나인 심장부정맥을 야기시키는 hERG 이온채널 저해제 분류 모델이 여기서 제안된 GA-GS-SVM을 위해 할당되고 테스트 되었다. 1891개의 화합물을 가지는 트레이닝 셋으로 단일 모델 3개, 앙상블 모델 3개, 총 6개의 모델을 만들었고 175개의 외부 데이터를 테스트 셋으로 사용하여 검증하였다. 데이터의 불균형 문제를 해결하기 위하여 GA-GS-SVM 단일 모델에 의한 예측 정확도와 GA-GS-SVM 앙상블 모델 예측 정확도를 비교하였으며, 앙상블모델을 사용하여 예측의 정확도를 높일 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권4B호
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• pp.354-361
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• 2011

스마트 홈 분야에 대한 관심의 증가와 기술적인 발전은 상황인지 서비스와 베이시안 네트워크 알고리즘, 트리 구조 알고리즘 그리고 유전자 추측 알고리즘과 같은 예측 알고리즘에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 상황 인지 서비스는 개별적인 사용자의 패턴을 고려한 맞춤형 서비스를 제공하는 것은 사용자의 삶의 질을 향상시키는 데 도움 주는 것을 의미한다. 하지만 상황인지 서비스를 구현 하는 것은 상황정보와의 부합성 문제와 예외적인 상황 처리가 고려하는데 어려움을 겪고 있다. 이 문제를 해결하기 위해서, 본 연구에서는 지능형 순차적 매칭 방식 알고리즘(Intelligent Sequential Matching Algorithm : ISMA)을 제안하고, 페트리 넷에 시간 개념을 추가하여 시간 페트리 넷(Timed Petri-net : TPN)으로 모델링한다. 제안한 지능형 순차적 매칭 알고리즘의 유효성을 증명하기 위하여 시나리오를 제시하고, 그것을 모델링 한다. 또한 동일한 실험 조건 아래, 기존의 예측 알고리즘과 비교를 통하여 과 제안된 알고리즘의 예측 정확도가 4~6% 우수함을 보인다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제51권9호
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• pp.964-970
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• 2008

목 적 : 메틸말로닌산뇨증과 프로피오닌산뇨증은 상염색체 열성으로 유전되는 아미노산 대사 이상 질환으로, methylmalonyl-CoA mutase와 propionyl-CoA carboxylse의 결함에 의해 발생하며 최근 유전자형에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 저자들은 단일기관에서 경험한 이 질환군의 임상 양상과 유전자형에 대해 조사하고자 하였다. 방 법 : 1993년부터 2007년까지 서울아산병원 소아과에서 유기산뇨증으로 진단된 20례를 대상으로 질병의 종류, 진단시 연령과 임상 양상, 유전자형, 검사 소견, 치료와 예후 등을 후향적으로 분석하였다. 혈장 암모니아, 소변 유기산 분석과 혈장 아미노산을 조사하였고, 유전자분석은 메틸말로닌산뇨증에서는 MUT, MMAA, MMAB 와 MMACHC 유전자를, 프로피오닌산뇨증에서는 PCCA와 PCCB 유전자를 분석하였다. 결 과 : 유기산뇨증으로 진단된 환아는 모두 20명이었으며, 그 중 메틸말로닌산뇨증이 12명(남아 8명, 여아 4명), 프로피오닌산뇨증이 8명(남아 6명, 여아 2명)이었다. 신생아 대사이상 검사로 진단된 환아가 5명이었으며, 6명은 신생아기에 급성 증상으로 발현하였고, 9명은 1개월 이후 발현한 지발형이었다. 신생아기 발현형에서는 6명 중 5명이 구토와 기면을 주증상으로 내원하였으며, 지발형에서는 구토와 기면 이외에도 발달 지연, 보행 장애, 혈소판 감소증 등 다양한 임상 양상을 보였다. 예후로는 메틸말로닌산뇨증 환아 중 2명(17%)이 2세경에 고암모니아혈증과 대사성 산증으로 사망하였으며, 7명(58%)이 정상발달을 보였다. 프로피오닌산뇨증 환아는 1명이 사망하였고, 4명(50%)이 정상 발달을 보이고 있다. 증상의 발현시기에 따라서는 신생아기 발현형에서 6명중에서 2명은 사망, 2명은 정상 발달, 2명은 발달지연을 보이고 있는 것에 비해, 증상 없이 신생아 대사이상 검사로 진단된 환아 중에는 2명(40%)이 정상발달을 보이고 있고, 지발형에서는 7명(63%)이 정상 발달을 보이고 있다. 유전자형은 메틸말로닌산뇨증 전례에서 규명되었으며 10명은 MUT 유전자에서 11종의 서로 다른 돌연변이가 발견되었는데 대부분 nonsense 돌연변이였다. 비타민 B12 반응형 환아 2명에서는 MMACHC 유전자에서 3종의 서로 다른 돌연변이가 발견되었으며 프로피오닌산뇨증에서는 16개 대립유전자 중 14개에서 PCCA와 PCCB 유전자의 돌연변이가 규명되었다. 결 론 : 유기산뇨증은 진단이 지연되면 매우 치명적이나, 조기에 의심하여 진단하고 적절히 치료하면 좋은 예후를 기대할 수 있는 질환이다. 유기산뇨증의 유전자형의 분석은 정확한 진단을 가능하게 할 뿐 아니라 유전상담, 산전 진단 및 표현형의 예측에도 도움이 된다.

• 원예과학기술지
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• 제31권4호
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• pp.473-482
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• 2013

효율적인 선발방법으로서 분자표지는 실제적인 고추(Capsicum annuum L.) 육종 과정에 사용되어 왔다. 최근에는 고추의 양적 형질로 알려진 매운맛, 색소 및 당 함량 등에 관한 다수의 유전분석 연구가 세계적으로 수행되고 있다. 또한 양적형질과 연관된 분자표지를 개발하기 위해서는 QTL mapping이 필수적이라고 보고되고 있다. 본 연구에서는 하나의 새로운 방법으로, 양친의 NGS resequencing을 통해 고추 유전자지도 상의 위치가 알려져 있는 분자표지를 일부 선발하여 SNP(HRM) 분자표지로 개발한 후 이를 이용하여 고추 유전체 전체를 포함하는 유전자지도 작성을 제안하고자 하였다. 식물재료는 C. annuum 'NB1'(모친)과 C. chinense 'Jolokia'(부친) 및 이들의 $F_2$ 세대 94개체를 사용하였다. 양친에 대해 NGS resequencing을 수행하여 각각 4.6Gbp와 6.2Gbp의 염기서열을 얻었다. 'NB1'과 'Jolokia' 간의 총 SNP 수는 429만개였으며, 그 중 확실한 SNP 수는 176만개였다. 이 중에서 고추 유전자지도 내 위치를 고려하여 145개의 SNP(HRM) 분석용 프라이머를 디자인하였으며, 그 중 116개가 성공적으로 다형성을 보여 유전자지도 작성에 사용되었다. 총 연관거리는 1,167.9cM였고, 연관군 수는 고추의 기본염색체 수와 일치하는 12개였다. 결과적으로 본 연구에서 제시된 방법은 시간적인 효율성과 예측의 정확성 면에서 새로운 고추 유전자지도 작성에 매우 적합함은 물론 작성된 유전자지도는 양친에서 차이를 보이는 특정 형질에 대한 QTL 분석을 하는데 바로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.