잎은 무한생장기관으로 잎의 극성제어에 많은 유전적인 요소가 필요하다. 이들 극성은 잎의 초기발생과정에서 제어되기 시작하고, 정단분열조직과 잎기관의 원기와의 제어를 담당하는 인자들에 의해서 결정이 된다. 본 연구에서는 가늘고 바늘처럼 생긴 잎을 가진 deformed root and leaf1 (drl1) 돌연변이체를 유전학적 해석하였고, 그 결과 DRL1 유전자는 정단분열조직과 잎의 극성축을 제어하고 있는 것으로 판명되었다. 이 DRL1 유전자는 효모의 KTI12 유전자 산물과 유사한 단백질인 Elongator associate protein을 만들어 내는 것으로 판명되었다. 또한, 이 단백질의 아미노산 서열이 원핵생물에서부터 진핵생물까지 광범위하게 진화적으로 보존되고 있는 것으로 밝혀졌다. 특히, DRL1 단백질과 유사한 식물의 단백질은 계통해석 결과 단일계통을 나타내고 있는 것으로 나타났고, 이는 이 단백질들이 육상식물의 진화과정에서 잘 보존되고 있음을 시사하고 있다.
DNA 염기서열 분석기술의 진보는 많은 근본적인 생명현상을 이해하는데 기여해왔다. 유례없는 저비용에 염기서열을 대량으로 분석을 할 수 있게 되어 단일 규모의 실험실에서도 관심이 있는 종의 신규유전체를 해독할 수 있다. 게다가 유전집단의 전체 염기서열을 편향되지 않은 채 분석하여 무수한 분자마커를 발굴할 수 있게 됨에 따라 집단유전학 연구도 두드러지게 가속화되어 왔다. 그러나 식물의 유전체가 이형접합성, 반복염기서열, 배수성과 같은 복잡한 특성이 있다는 것을 고려해 볼 때 기술이 매우 빠르게 진화함에 따라 적절한 개체 혹은 집단을 확보하는 것이 식물 연구에서 주요한 문제가 되었다. 이러한 난제는 오래되었지만 매우 효율적인 기술인 반수체 육성을 통하여 극복될 수 있을 것이다. 정상적인 개체가 갖는 염색체의 절반을 보유하는 반수체 식물은 주로 자방이나 화분과 같은 배우체 세포를 배양함으로써 빠르게 구축될 수 있다. 뒤이은 반수체 식물의 염색체 배수화는 완벽한 동형접합성을 보이는 안정된 배가반수체를 만든다. 본 논문에서는 반수체 식물을 육성하고 판별하기 위한 고전적인 방법론을 요약할 것이다. 게다가 동원체의 히스톤을 후성적으로 조절함으로써 반수체를 유도하는 방법을 설명할 것이다. 마지막으로, 유전체 시대에 반수체 식물의 활용 방안을 유전체 해독과 집단 유전학의 측면에서 논의할 것이다.
스테레오 정합은 스테레오 시각 분야에서 가장 활발히 연구되는 분야이다. 본 논문에서는 물체의 위치 인식을 위한 유전 알고리즘을 이용한 스테레오 정합을 제안한다. 정합 환경을 최적화 문제로 간주하고 진화 전략을 이용하여 최적해를 탐색한다. 따라서, 유전 연산자는 스테레오 정합에 맞게 설계하였고 개체는 변위집단을 대표한다. 영상의 수평화소라인을 염색체로 간주하였다. 비용함수는 스테레오 정합에서 사용하는 일반적인 제약조건들의 조합이다. 비용함수가 명암도, 유사도, 변위 평활성으로 구성되었기 때문에 정합을 시도할 때 매 세대마다 이 모든 요소들을 한번에 다룬다. 염색체를 정의하기 위해 LoG연산자로 경계선을 추출하였으며 실험을 통하여 제안한 방법을 검증하였다.
많은 양의 유전자 정보가 유전공학의 발전과 Genome 프로젝트의 결과로 축적되고 있으며, 이러한 유전자 정보를 체계적으로 관리하고 가시화하기 위한 생물정보학 분야의 연구가 진행되고 있다. 기존의 많은 Genome Browser들이 완성된 형태의 툴로 서비스되고 있다. 이러한 툴들은 다목적의 많은 기능을 포함하고 있어 특정연구를 진행해야하는 연구자들은 너무 많은 정보로부터 원하는 것을 찾기 위해 시간과 노력이 필요하게 된다. 본 논문에서는 특정한 목적의 Gene 가시화 툴을 제작할 수 있는 Component Ware를 제안하고 이를 이용한 진화분석용 가시화 툴을 소개한다.
데이터마이닝 기법의 클러스터링 알고리즘은 생물정보학에서 데이터 셋의 사전 정보를 고려하지 않고 중요한 유전적, 생물학적 상호작용을 찾기 위하여 적용되고 있다. 그러나 다양한 형식의 수많은 알고리즘들은 바이오데이터의 다양한 특성들과 실험의 가정 때문에 다른 클러스터링 결과들을 만들 수 있다. 본 논문에서는 바이오 데이터 셋의 특성에도 적합하면서 양질의 클러스터링 결과를 만들기 위한 새로운 방법을 제안한다. 이 방법은 여러 가지 클러스터링 알고리즘의 결과들을 유전자 알고리즘의 기본 개념인 진화적 환경에서 가장 적합한 형질을 선택하는 문제와 결합하였다. 그리고 실제 데이터 셋을 이용하여 우리의 제안하는 방법을 증명하고 실험 결과로 최적의 클러스터 결과를 보인다.
국내에서 포유류는 축산학, 수의학, 실험동물학, 생태학, 유전학 등 다양한 분야에서 활발하게 연구되고 있으며, 최근 생물다양성의 중요성이 강조되면서 이들의 보전 및 관리는 국민적으로도 많은 관심을 받고 있다. 하지만 전문 연구와 국민 관심의 증가에도 불구하고 국내 포유류 연구동향을 파악한 사례는 아직까지 찾아보기 힘들다. 이 연구는 국내 포유류의 연구동향을 파악하여 향후 세부연구영역의 계획과 관련 정책 제시를 위한 기초자료 제공을 목표로 하였다. 2015년까지 국내에서 발행된 포유류 학술논문 392편을 분석 대상으로 하였으며, 최근 각광받는 연구영역을 파악하기 위해 텍스트마이닝과 동시출현단어 분석을 이용하였다. 그 결과, 국내 포유류 연구논문 발행 수는 점차 증가하였으며, 연구대상 종 역시 점차 다양해진 것으로 나타났다. 텍스트마이닝과 동시출현단어 분석을 통해 파악된 주된 포유류 연구영역은 (1)진화/계통/유전학, (2)환경/생태학, (3)발생/생식/세포생물학, (4)기생충/수의학, (5)설치류/기생충학, (6)세균/바이러스학, (7)해부/세포생물/실험동물학, (8)형태/해부수의학, (9)축산학, (10)해양포유류학, (11)익수목 연구 등 11개로 구분되었다. 환경/생태학 연구는 11개 연구영역 중에서 최근 가장 활발하였으며, 과거에 비해 연구비율이 급격히 증가한 분야로 나타났다. 환경/생태학 연구분야는 생물다양성 보전의 핵심으로, 최근 생물다양성의 중요성이 강조됨에 따라 국내 서식 포유류의 생태연구에 대한 연구자들의 관심 역시 더욱 증가한 것으로 보인다. 이 연구결과가 미래 국내 포유류 연구의 계획과 관련 정책 수립을 위한 기초자료로 유용하게 활용되기를 희망한다.
듀럼밀(Triticum durum var. hordeiforme 2n=28 AABB)에서 trisomics(2n=28+1)을 육성하여 외부형태적 형질에 발현되는 양적효과를 조사하였다. Trisomics은 각각의 잉여염색체에 존재하는 유전자의 상호작용에 의해서 외부형태적 형질에 정상식물과 명백히 상이한 양적효과를 나타내었다. 그러나 A및 B의 양 genome에 속하는 동조염색체간에는 서로 유사한 특성을 나타내어 상호 구별짓기가 매우 어려웠다. 이와 같은 현상으로 부터 몇몇의 외부형질에 관여하는 주동유전자의 염색체위치는 동조염색체상에 존재하고 있음이 시사되었으며, 이들은 같은 역할을 하는 동조유전자인 것으로 밝혀졌다. 따라서 듀럼밀의 동조성 및 연관군이 동시에 해명된 것으로 보여지며, 본 trisomics은 밀속의 A및 B genome의 각각의 염색체에 관한 유전분석 및 유전자지도 작성을 위한 연구재료로서 유익할 것이다. 또한 빵밀(Triticum aesitivum AABBDD)의 선조종인 듀럼밀(T. durum AABB)과 타루호밀(T. squarrosa DD)의 진화과정 및 비교유전분석상 매우 중요한 소재로서 이용될 것이다.
우리 나라 자생 짚신나물(Agrimonia pilosa Ledeb.) 수집종의 분포, 자생지의 환경 및 자생지에서의 형태적 특성조사를 실시하고, 자생종 짚신나물와 도입 짚신나물 간의 형태적 특성 및 유연관계를 연구한 결과는 다음과 같다. 1. 수집된 종 중에서 하동지역의 화개면 쌍계사와 청암면 청학동에서 수집된 2종은 다른 수집종에 비하여 유전적 거리지수가 가장 가까운 수치에서 나타나 근연관계로 나타났으며, 충북 영동읍 비탄재와 경기도 강화읍 수집종간에는 유전적 거리지수는 최대값이 같은 것으로 보아 유연관계가 있는 것으로 판단된다. 2. 경남거제에서 수집(No. 7)된 것과 충북 보은에서 수집(No. 21)된 2종이 유전적으로 가장 가깝게 나타나 지역적 차이에 의한 진화에도 다양함을 보이고 있어 수집지역의 확대와 이에 따른 체계적인 선발을 통해서 우량종의 선발도 가능할 것으로 판단된다 3.증폭된 DNA band pattern에 있어서 절편크기는 300∼21000p로 PCR로 증폭된 종 상호간의 1-F값은 평균 0.624였고, 최소값 0.365, 최대값 0.827이었으며, 2개 군으로 분리되어 유전적으로 상당한 차이가 있는 것으로 나타났다.
애긴노린재는 긴노린재과에 속하며 한국을 포함한 동아시아 국가의 다양한 곡물 및 관상용 식물의 주요 해충으로 여겨진다. 본 연구에서는 애긴노린재의 17,367 bp 미토콘드리아 유전체에서 13개의 protein-coding genes, 22개의 transfer RNA genes, 2개의 ribosomal RNA genes과 non-coding A+T rich region를 확인하였다. G+C content는 23%로 나타났고 다른 긴노린재과와의 염기서열 유사성이 N. cymoides (94.5%), N. fuscovittatus (91.7%)으로 높은 것을 발견하였다. 애긴노린재의 미토콘드리아 유전체 정보는 향후 긴노린재과의 진화 연구와 해충 방제를 위한 정보로 널리 사용될 수 있다.
생체 내에서 질병 발생은 다양한 요인들의 복합적인 작용에 의해 발생한다. 하지만, 대부분의 질병 관련 원인을 발견하고자하는 연구들에서는 여러 요인들의 다양한 조합들을 복합적으로 고려하여 분석하기에는 한계가 있는 경우가 많다. 단 하나의 질병 관련 요인들을 찾는 것데 그치고 있다. 본 연구에서는 유전체 정보과 임상 정보를 이용하여 질병 분류 모델 기반 인자 조합들의 진화적 학습 방법을 제안한다. 이 방법을 이용하여 본 연구에서는 질병 관련 주요 인자를 찾고, 이를 시각화할 수 있는 시스템을 만드는 것을 목적으로 한다. 본 연구를 통해 정확도 높은 당뇨병 환자군 분류 모델을 만들고, 당뇨병 발생에 중요한 영향을 미치는 인자들의 조합을 찾을 수 있었다. 또한 생뭍학적인 분석을 통해 본 연구에서 찾은 인자들의 조합이 실제로도 당뇨병 발생에 영향을 미치는 인자가 될 수 있음을 확인하고, 특히 각 인자들이 하나씩 존재할 때보다. 조합으로 존재할 경우 당뇨병 발생 가능성이 높아질 수 있음을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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