• 제목/요약/키워드: 유전형 분석

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선형혼합모형의 역할 및 활용사례: 유전역학 분석을 중심으로 (Linear Mixed Models in Genetic Epidemiological Studies and Applications)

  • 임정민;원성호
    • 응용통계연구
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    • 제28권2호
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    • pp.295-308
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    • 2015
  • 지난 수십 년 동안 유전형 기술(genotyping technology)의 발달로 개인별 유전자 정보를 얻기 위해 필요한 비용이 감소함에 따라, 다양한 인간 질병의 원인 유전자를 규명하기 위한 많은 유전역학 연구들이 진행되어 왔다. 예를 들어 전장유전체관련분석(genome-wide association studies)은 수백 개에 이르는 표현형(phenotypes)에 대하여 수천 개에 이르는 원인유전자를 규명하였다. 유전체 자료의 홍수로 인하여 대규모 유전체 자료를 분석할 수 있는 다양한 분석 알고리즘에 개발되었으며, 특별히 선형혼합모형은 유전율의 추정부터 관련분석(association studies)에 이르기까지 유전역학 연구에서 광범위하게 활용되고 방법론이었다. 본 논문에서는 유전역학 연구에 있어 빈번하게 활용되는 선형혼합모형의 활용 사례를 나열하고, 각 분석 모형 별 추정치들의 생물학적 의미를 논하고자 한다.

멜론 유전자원의 생육 평가와 과육색 유전형 분석 (Characterization of Phenotypic Traits and Application of Fruit Flesh Color Marker in Melon (Cucumis melo L.) Accessions)

  • 배익현;강한솔;정우진;유재황;이오흠;정희
    • 한국자원식물학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.478-490
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    • 2021
  • 멜론은 세계 각지에서 재배되는 경제적으로 중요한 작물중의 하나이다. 본 연구는 농업유전자원센터에서 수집 보관중인 멜론 유전자원을 대상으로 다양한 생육 특성을 특성을 조사하고, 멜론의 중요한 육종 형질중의 하나인 과육색의 유전형과 표현형을 조사하여 멜론 육종에 필요한 육종 재료 확보를 위한 기초 자료를 마련하고자 수행되었다. 총 219개의 멜론 유전자원을 대상으로 19개의 생육 특성과 PCA분석을 수행하고, 멜론의 중요한 육종 형질중의 하나인 과육색의 유전형을 조사하여 표현형과 비교하였다. 과육색은 오렌지색, 백색, 녹색, 유백색, 황색의 5가지로 분류하였으며, 이중 오렌지색이 87개로 가장 많았으며, 그 다음으로 백색이 75개였다. 그리고, 오렌지색과 녹색 과육 구별용 마커를 적용한 결과, 녹색 과육 21개의 경우는 표현형과 유전형 일치율이 100%였으며, 오렌지색의 경우는 98%, 백색은 97%, 유백색의 경우는 80%의 일치율을 보였다. 표현형과 유전형이 일치하는 않는 총 8개 유전자원의 염기서열을 분석한 결과, 3곳의 위치에서 단일염기다형성(SNP; single nucleotide polymorphism)이 있었다. 이러한 결과는 멜론의 과육색을 결정하는 아직 알려지지 않은 유전기작이 존재한다는 것을 제시하였으며, 본 연구에서 얻어진 다양한 유전자원의 생육조사 결과는 멜론 육종에 유용하게 쓰일 것으로 생각된다.

한국내 C형 간염바이러스의 유전적 다양성 (Genetic Diversity of Hepatitis C Virus in Korea)

  • 김현성;최준호;이효석
    • 대한바이러스학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.31-45
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    • 1996
  • C형 간염바이러스 (HCV)는 각 개체간에 뉴클레오티드 서열상의 다양성을 나타내고, 이러한 유전적 다양성이 임상병리적 증상과 밀접한 연관이 있을 것으로 고려되어 왔다. 본 연구에서는 HCV E1과 NS5B 부위의 염기서열 분석을 통해 한국의 C형 간염바이러스의 분포와 다양성에 관해 분석하고, 발생계통도를 그려 HCV간의 진화적 거리를 확인하였다. 염기서열분석은 서울대학교 병원과 충남대학교 병원으로부터 얻은 56개의 HCV-양성 혈청을 대상으로 RT-PCR과 PCR 과정을 통해 얻은 유전자 산물을 클로닝하여 수행되었다. 56개의 혈청중 53개의 샘플에서 HCV RNA가 검출되었다. 이들 53개 샘플에 대한 분석 곁과, 유전형 1a, 1b, 2a, 2b, 7a가 각각 5.7, 45.3, 45.3, 1.9, 1.9%로 분포하고 있고, 1b형과 2a형이 한국에서의 주요한 HCV 유전형으로 밝혀졌다. 본 연구는 염기서열 분석을 통해 한국에서 1b형과 마찬가지로 2a형도 높은 빈도로 분포하고 있고, 비록 분포 빈도는 낮지만 1a 형과 7a 형도 존재하고 있음을 밝힌 최초의 보고이다.

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국내 어류에서 분리된 Megalocytivirus의 유전형 분류 및 상관관계 분석 (Genetic relatedness of Megalocytivirus from diseased fishes in Korea)

  • 이은선;조미영;민은영;정승희;김광일
    • 한국어병학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.49-57
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    • 2019
  • 본 연구에서는 2012년부터 2018년 1월까지 국내 어류에서 참돔이리도바이러스병 (red sea bream iridoviral disease; RSIVD) 으로 확정 진단된 주요 분리주에 대하여 major capsid protein (MCP) 유전자의 염기서열을 바탕으로 Megalocytivirus의 유전적 관계를 명확히 했다. 또한, Megalocytivirus와 숙주 세포간 상호작용에 영향을 줄 수 있는 특이 유전자 2종, Vascular endothelial growth factor (VEGF) 및 Histidine triad motif인 HIT-like 단백질 (HIT)에 대한 염기서열 분석을 통해 유전적 상관관계를 고찰하였다. 국내 어류에서 분리된 39개의 megalocytiviruses는 2가지 유전형인 red sea bream iridovirus (RSIV)형과 turbot reddish body iridovirus (TRBIV)형으로 분류되었으며, RSIV형의 megalocytiviruses는 다시 유전아형인 RSIV-subgroup 1형과 2형으로 분류되었다. 그리고 VEGF 유전자 염기서열 분석 결과에서는 RSIV형의 바이러스에서 변이가 발생되었음을 확인할 수 있었으며, HIT-like 단백질 유전자는 RSIV형의 Megalocytivi rus에서만 발견되는 것을 알 수 있었다.

하기도 감염 환아에서 분리된 Adenovirus 1, 2, 5 혈청형의 유전체형 분석 (Genome Type Analysis of Adenovirus Serotypes 1, 2 and 5 Isolated from Children with Lower Respiratory Tract Infections in Korea)

  • 박기원;최은화;정지태;이환종;박기호
    • Pediatric Infection and Vaccine
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    • 제12권2호
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    • pp.166-177
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    • 2005
  • 목 적 : DNA 제한 효소 분석법을 이용한 아데노바이러스의 유전체형 분석 방법은 많은 연구자들이 서로 다른 종류의 제한 효소와 명명법을 사용하여 분류함으로써, 아직까지 체계적인 분류 체계가 정립되어 있지 않다. 본 연구는 Li와 Wadell이 제안한 제한 효소 분석법과 명명법을 이용하여 국내에서 최근 14년 동안 분리된 아데노바이러스 혈청형 1, 2, 5형에 대한 유전체형을 분류하고, 그 분자 역학과 유전체형 상호 간의 연관성을 밝히고자 시행하였다. 방 법 : 1990년 11월부터 2003년 2월까지 하기도 감염으로 서울대학교병원 소아과에 입원하였거나, 인접 지역의 종합병원 소아과에 입원한 소아들로부터 채취한 비인두 흡인물을 검체로 하여 HEp-2 세포주에서 배양 후 간접면역형광검사로 확인하고, 분리된 아데노바이러스를 항혈청 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 11에 대한 세포독성 효과를 관찰함으로 혈청형을 결정하였다. 혈철형 1, 2, 5형을 대상으로 DNA를 추출하고 12가지 제한 효소 BamHI, BcI, BglI, BglII, BstEII, EcoRI, HindIII, HpaI, SalI, SmaI, XbaI, XhoI로 절단한 후 전기영동 시키고 나타나는 분절 형태를 각 혈청형의 표준주와 비교하여 분석하였다. 유전체형간의 상관성을 비교하기 위하여 PCRF 분석을 시행하였다. 결 과 : 아데노바이러스 분리주 382주를 대상으로 혈청형을 확인한 결과, 1형 33(9%), 2형 45(12%), 3형 107(28%), 4형 16(4%), 5형 24(6%), 6형 8(2%), 7형 116(30%), 11형 9(2%), 그 외의 형들이 24(6%)주로 각각 나타났다. 변이 유전체형은 혈청형 1형 18종류, 2형 25종류, 5형 10종류가 분류되었으며 Ad1p1-Ad1p7, Ad1a, Ad1b, Ad1b1-Ad1b3, Ad1c, Ad1d, Ad1e, Ad1e1, Ad1e2, Ad1f; Ad2p1-Ad2p11, Ad2a, Ad2a1-Ad2a6, Ad2b, Ad2c, Ad2d, Ad2e, Ad2e1-Ad2e3; Ad5p1, Ad5p2, Ad5a, Ad5a1-Ad5a7로 명명되었다. 본 연구에서는 표준주나 이전에 보고 된 유전체형과 일치하는 유전체형은 분리되지 않았다. 대부분의 유전체형은 전 연구기간 동안 1~2주만 분리되었고 일부 유전체형들은 산발적으로 2회 이상 반복 분리되었다. 유전체형 Ad1p5나 Ad5a1와 같이 유행성으로 분포하는 유전체형도 관찰되었다. 혈청형 1형 유전체형 간의 PCRF는 79~99%로 Genomic cluster 1과 2로 구분되었고, 2형과 5형은 각각 82~99%와 84~99%로 모두 80% 이상이었다. 결 론 : 본 연구를 통하여 국내에서 분리된 아데노바이러스 혈청형 1, 2, 5형의 다양한 유전체형을 체계적으로 분석할 수 있었다. 혈청형 1, 2, 5형이 주로 산발성 감염을 일으키는 것으로 알려져 왔으나, 유전체형에 따라 역학적 특징이 다르게 나타날 수 있으며, 이는 DNA의 변형에 의한 유전체형의 변화가 바이러스의 감염력과 생존력에 변화를 일으켰을 가능성을 시사한다. 본 연구 결과는 혈청형 1, 2, 5형의 비교 자료로 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 변이 유전체형들에 대한 정보를 제공함으로써 백신 개발을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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일본 뇌염 바이러스에 대한 펩타이드 백신 후보군 도출: 생물정보학 데이터베이스를 활용한 접근법 (Selection of Peptide Vaccine Candidates against Japanese Encephalitis Virus: Approach Using Bioinformatics Database)

  • 박수지;엄효지;최재원;김학용
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2018년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.347-348
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    • 2018
  • 일본 뇌염 바이러스(Japanese encephalitis virus)는 작은빨간집모기(Culex spp.)를 매개로 사람에게 감염될 수 있으며, 인체에 치명적인 질병을 유발한다. 일본 뇌염 바이러스의 혈청형(serotype)은 1종류이지만, 유전형(genotype)은 5종류(GI, GII, GIII, GIV, GV)로 분류되고 있다. 현재 일본 뇌염 바이러스 백신은 아시아 지역에서 감염 빈도가 높은 유전형 3(GIII)에 대한 백신이며, 사백신(inactivated vaccine)과 약독화 백신(attenuated vaccine)이 주로 사용되고 있다. 본 연구에서는 기존 백신의 부작용을 줄이고 한계점을 개선하기 위하여, 생물정보학 데이터베이스를 활용한 접근법을 통해 펩타이드 백신 후보군을 선별하였다. 5가지의 유전형 중에서도 감염 빈도가 가장 높은 유전형 3(GIII) 및 최근 감염빈도가 서서히 늘어나고 있어 주의가 요구되고 있는 유전형 1(GI)을 연구 대상으로 선정하였다. 여러 종류의 생물정보학 데이터베이스를 활용하여 백신으로 활용가치가 높은 것으로 보고되고 있는 외피 단백질(envelope protein)에 대한 아미노산 상동성을 분석하고, 이를 바탕으로 공통 적용이 가능한 동시에 면역원성이 높은 펩타이드 3종을 백신 후보군으로 선별하였다. 더 나아가 이들의 3차원 구조 모델링을 통해 보다 백신으로 활용 가능성이 높은 펩타이드를 최종 도출하였다.

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플라즈마 디스플레이의 개방형 유전체 구조에서 기입방전특성을 향상시키기 위한 Vt 폐곡선 분석 (Vt Close Curve Analysis for Improving Address Discharge Characteristics in Open Dielectric Structure of AC PDP)

  • 조병권
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권1호
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    • pp.179-184
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    • 2014
  • 교류형 플라즈마 디스플레이에서의 Vt 폐곡선 측정에 기초하여 개방형 유전체 구조에서 방전 전압과 내부 벽전압 등의 방전 특성이 종래의 구조와 비교되어 조사되었다. 일반적인 교류형 플라즈마 디스플레이의 구조에서 상판은 유리, 전극, 유전체 등으로 이루어져 있는데, 개방형 유전체 구조는 상판 전극사이에 있는 유전체를 제거하여 상판에 있는 유지 전극간의 방전이 더욱 쉽게 발생하도록 하는 구조이다. 개방형 유전체 구조는 종래의 구조와 다르기 때문에 종래의 구동파형으로 구동시에 여러 가지 문제가 발생한다. 특히 상판의 두 전극인 주사와 유지전극 간 방전 개시전압이 달라지기 때문에 종래의 기입 파형을 포함한 초기화 파형도 수정되어야 한다. 본 연구에서는 종래와 개방형 유전체 구조에서 3 전극의 방전개시전압을 비교하기 위하여 Vt 폐곡선을 측정하였고 분석에 기초하여 개방형 유전체 구조에 적합하도록 구동파형이 수정되었다.

자궁경부암 파라핀 조직에서 인유두종바이러스 유전형 검사의 유용성 평가 (Evaluation of Human Papillomavirus Genotyping from Formalin-fixed Paraffin-embedded Specimens in Cervical Cancers)

  • 진현우
    • 생명과학회지
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    • 제24권9호
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    • pp.1025-1029
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    • 2014
  • 자궁경부암은 전세계 여성의 사망원인 2위를 차지하며, 인유두종바이러스 감염과 상관성이 있다. 인유두종바이러스의 백신정책, 병인론, 추적관찰, 역학에서 유전형 검사는 중요하다. 후향적 연구를 위하여 파라핀 조직에서 역교잡반응을 이용하여 인유두종바이러스의 유전형을 검사하는 것은 명확하게 증명된 것은 아니다. 본 연구에서는 자궁경부암 파라핀 조직에서 역교잡반응을 사용하여 인유두종바이러스의 유전형 검사의 유용성을 평가하였다. 총 52개의 자궁경부암 파라핀 조직을 사용하여 역교잡반응을 실시하여 인유두종바이러스의 유전형을 검출하였다. 52개의 파라핀 조직중에서 32(61.5%) 건에서 인유두종바이러스가 검출되었으며, 단순감염이 27(84.4%) 건, 복합감염이 5(15.6%) 건으로 검출되었다. 단순감염에서 인유두종바이러스 유전형은 고위험군 18(8), 58(6), 16(5), 33(1), 35(1), 39(1), 56(1) 유전형과, 저위험군 11(2), 6(1), 70(1) 유전형으로 분석되었다. 복합감염에서 인유두종바이러스 유전형은 16/18(2), 18/52(1), 16/56(1), 16/18/33(1) 유전형으로 검출되었다. 본 연구를 통하여, 파라핀 조직으로 후향적 연구를 위한 인유두종바이러스 유전형 검사가 가능할 것으로 기대된다.

혈액형지배 유전자에 의한 칡소의 유전적 특성

  • 조창연;연성흠;손동수;이호준;윤종택
    • 한국동물번식학회:학술대회논문집
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    • 한국동물번식학회 2001년도 춘계학술발표대회
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    • pp.50-50
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    • 2001
  • 혈액형을 지배하는 유전자는 진화에 대하여 중립적인 작용을 하고 있어서 집단의 유전적 구조의 특성 파악, 계통분류학 등에 많이 응용되고 있다. 본 연구는 칡소에 대한 유전학적 특성을 구명하고자 혈액형 분석기술을 응용하여 실시하였다. 공시동물은 (주)한경게놈텍 목장에서 사육중인 외모적으로 칡소의 특징을 보이는 25두를 이용하였다. 혈액은 경정맥에서 헤파린 처리된 진공 채혈관에 무균적으로 채취하여 혈장, 백혈구 및 적혈구로 원심분리한 후 냉동 혹은 냉장 보관하여 각 실험에 이용하였다. 적혈구 항원형의 검출은 2% 적혈구 부유액과 축산기술연구소에서 생산된 항혈청 11종을 이용하여 용혈반응으로 실시하였고, 혈액단백·효소를 지배하고 있는 6개의 유전자 좌위에 대하여 전분 혹은 포리아크릴 아미드겔 전기영동으로 다형 검출을 실시하였다. 용혈반응으로 검출한 적혈구 항원형의 반응양상은 검사한 11종의 항체에 대하여 6종은 50%이상의 개체에서 양성반응을 보였다. 이와 같은 결과는 일반 한우에서 보이는 양성반응율보다는 높은 것으로 판단되어진다. 전기영동법으로 분석한 6개의 혈액단백·효소 지배 유전자 좌위 중 ALB좌위을 제외한 5개 유전자 좌위에서 다형이 관찰되었다. HB, AMY-1, GC 및 PTF-2 유전자 좌위는 2개의 대립유전자가 관찰되었고, TF 유전자 좌위는 4개의 대립유전자가 관찰되었다. 표 1에서 같이 칡소에서 관찰된 각 유전자 좌위의 대립유전자 빈도의 구성은 일반적인 한우와는 상이한 결과를 보였으나 평균 이형접합도는 칡소가 0.438, 일반한우가 0.442로 계산되어 유전적 변이성은 유사한 것으로 추정되었다. 이상의 결과로 본 연구에서 분석한 칡소는 다른 한우집단과는 상이한 유전적 구조를 가지고 있으나, 유전적 다형성은 비교적 높은 것으로 시사되었다. 보다 정확하고 많은 량의 유전정보 수집을 위하여 Microsatellite DNA 및 모색 관련 유전자를 분석할 필요성이 있을 것으로 사료된다.(Table Omitted)

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선형혼합모형을 이용한 유전체 자료분석방안에 대한 연구 (Efficient strategy for the genetic analysis of related samples with a linear mixed model)

  • 임정민;성주헌;원성호
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제25권5호
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    • pp.1025-1038
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    • 2014
  • 가족 자료를 활용한 연속형 표현형의 전장유전체분석 (genome-wide association analysis)은 주로 선형혼합모형을 이용하며, 분산공분산행렬은 가족 구성원간의 유전적 거리를 고려하여 결정된다. 그러나 가족 구성원들의 표현형의 유사성은 유전적 요인과 환경적 요인에 의하여 발생함에도 불구하고, 표현형의 유사성은 단지 유전적 요인에 의해서 발생한다고 가정한다. 예를 들어 키의 경우 부부 사이에 양의 상관관계가 존재하나 유전적 요인만 고려하여 독립으로 가정한다. 선형혼합 모형에서 분산공분산 구조를 잘못 가정하는 경우, 검정통계량의 1종 혹은 2종의 오류를 적절히 관리할 수 없다. 본 논문에서는 다양한 유형의 분산공분산구조를 가정할 수 있는 선형혼합모형과 이를 기반으로 한 검정통계량을 제안하였다. 모의실험을 통하여 제안한 방법이 기존의 모형보다 통계적 검정력이 우수함을 확인하였다. 또한 체질량지수 (body mass index; BMI)의 전장유전체 분석에 적용하여 기존에 알려지지 않은 새로운 원인 유전자를 규명하였다.