• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.210-210
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• 2022

Silybum marianum is an annual or biennial plant from the Asteraceae family. It can grow in low-nutrient soil and drought conditions, making it easy to cultivate. From the seed, a specialized plant metabolite called silymarin (flavonolignan complex) is produced and is known to alleviate the liver from hepatitis and toxins damages. To infer the phylogenetic placement of a Korean milk thistle, we conducted a chloroplast assembly and annotation following by a comparison with existing Chinese reference genome (NC_028027). The chloroplast genome structure was highly similar with an assembly size of 152,642 bp, an 153,202 bp for Korean and Chinese milk thistle respectively. Moreover, there were similarities at the gene level, coding sequence (n = 82), transfer RNA (n = 31) and ribosomal RNA (n = 4). From all coding sequences gene set, the phylogenetic tree inference placed the Korean cultivar into the milk thistle clade; corroborating the expected tree. Moreover, an investigation the tree based only on the ycf1 gene confirmed the same tree; suggesting that ycf1 gene is a potential marker for DNA barcoding and population diversity study in milk thistle genus. Overall, the provided data represents a valuable resource for population genomics and species-centered determination since several species have been reported in the Silybum genus.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.4-4
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• 2022

앞으로 10년간 세계의 생물다양성 보전을 위한 유엔 생물다양성협약 당사국 총회가 2022년 12월 캐나다 몬트리올에서 열린다. 전 세계 전문가와 정책입안자들이 여러 내용을 다루지만 그중에서도 염기서열 정보에 관한 내용을 집중적으로 소개한다. 우선 생물다양성협약에서의 이익공유에 관한 내용은 북아시아 원산인 콩을 현재 대량으로 재배하고 수확하고 있는 미국, 브라질 등의 사례를 선별하여 소개한다. 이어서 생물다양성협약 체결 전후의 생물자원에 대한 인식 변화로 인해 국제적으로 합의한 나고야 의정서의 주요 핵심 내용을 발표한다. 그러나, 최근의 합성생물학은 유전정보만을 가지고 설계자의 의도대로 실물 생물자원 없이 새로운 생물과 원하는 물질을 합성할 수 있기에 국제적으로 마찰이 발생하고 있다. 유전공학과 합성생물학에서 가장 기본적으로 이용하고 있는 유전정보를 생물다양성협약에서는 어떻게 정의하고 있는지, 그리고 이익을 어떻게 공유하는지 알아본다. 생물자원 이용 국가들은 유전정보는 물리적인 실체가 없기에 이익공유대상이 아님을 주장하면서 유전정보는 원하는 누구에게나 이용되어야 한다고 보고 있다. 반면 생물자원 풍부국 입장은 생명과학기술 발전으로 인해 원산지 국가의 허가 없이 생물 유전정보를 활용하는 것은 생물 주권의 침해로 보고 있으며, 유전정보를 실물 생물자원과 동일하게 취급하여 나고야 의정서상의 이익공유를 요구하고 있다. 유전정보에 대한 대한민국의 공식적인 입장과 제 14차 협약 총회에서 합의한 결정문을 소개한다. 또한, 2019년 생물다양성과학기구(IPBES)에서 지구의 생물다양성과 생태계를 평가한 보고서에서 생물 멸종의 위협요인으로 제시된 토지이용 변화, 남획, 기후변화, 오염, 외래종에 대한 문제점을 기반으로 작성된 post-2020 생물다양성협약 10개년 실행 목표를 알아보고 2022년 12월 개최하는 제15차 당사국총회의 주요 의제에 대한 전망과 최근 문제가 되고 있는 '공동의 그러나 차별적인 책임(CBDR, Common But Differentiated Responsibility)'의 개념을 소개한다.

• Clinical and Experimental Vaccine Research
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• 제13권2호
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• pp.132-145
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• 2024

Purpose: Enterovirus 71, a pathogen that causes hand-foot and mouth disease (HFMD) is currently regarded as an increasing neurotropic virus in Asia and can cause severe complications in pediatric patients with blister-like sores or rashes on the hand, feet, and mouth. Notwithstanding the significant burden of the disease, no authorized vaccine is available. Previously identified attenuated and inactivated vaccines are worthless over time owing to changes in the viral genome. Materials and Methods: A novel vaccine construct using B-cell derived T-cell epitopes from the virulent polyprotein found the induction of possible immune response. In order to boost the immune system, a beta-defensin 1 preproprotein adjuvant with EAAAK linker was added at the N-terminal end of the vaccine sequence. Results: The immunogenicity of the designed, refined, and verified prospective three-dimensional-structure of the multi-epitope vaccine was found to be quite high, exhibiting non-allergenic and antigenic properties. The vaccine candidates bound to toll-like receptor 3 in a molecular docking analysis, and the efficacy of the potential vaccine to generate a strong immune response was assessed through in silico immunological simulation. Conclusion: Computational analysis has shown that the proposed multi-epitope vaccine is possibly safe for use in humans and can elicit an immune response.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제24권8호
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• pp.85-104
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• 2024

The DNA (Deoxyribonucleic Acid) database size increases tremendously transmuting from millions to billions in a year. Ergo for storing, probing the DNA database requires efficient lossless compression and encryption algorithm for secure communication. The DNA short pattern repetitions are of paramount characteristics in biological sequences. This algorithm is predicated on probing exact reiterate, substring substitute by corresponding ASCII code and engender a Library file, as a result get cumulating of the data stream. In this technique the data is secured utilizing ASCII value and engendering Library file which acts as a signature. The security of information is the most challenging question with veneration to the communication perspective. The selective encryption method is used for security purpose, this technique is applied on compressed data or in the library file or in both files. The fractional part of a message is encrypted in the selective encryption method keeping the remaining part unchanged, this is very paramount with reference to selective encryption system. The Huffman's algorithm is applied in the output of the first phase reiterate technique, including transmuting the Huffman's tree level position and node position for encryption. The mass demand is the minimum storage requirement and computation cost. Time and space complexity of Repeat algorithm are O(N²) and O(N). Time and space complexity of Huffman algorithm are O(n log n) and O(n log n). The artificial data of equipollent length is additionally tested by this algorithm. This modified Huffman technique reduces the compression rate & ratio. The experimental result shows that only 58% to 100% encryption on actual file is done when above 99% modification is in actual file can be observed and compression rate is 1.97bits/base.

• 한국빅데이터학회지
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• 제9권1호
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• pp.141-152
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• 2024

바이오의약품 위탁생산 사업(CMO)에서 다양한 고객의 주문에 대해 납기를 만족시키는 생산 일정계획을 수립하는 것은 사업이 경쟁력 측면에서 매우 중요하다. CMO 공정에서 각 주문은 다수의 배치로 구성되어 있으며 복수 개의 생산라인에 소량의 배치 단위로 할당되어 병렬 생산할 수 있다. 본 연구는 동종 병렬설비를 보유하고 있는 CMO 공정에서 주문의 총 납기 지연을 최소화하는 일정계획을 수립하기 위한 메타휴리스틱 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 생물학적 진화에서 영감을 받아 염색체와 같은 데이터 구조를 무작위로 생성하여 특정 문제를 해결하며, 교차 및 돌연변이와 같은 작업을 사용하여 다양한 솔루션을 효과적으로 탐색한다. 국내 CMO 기업체에서 제공한 현업 데이터를 기반으로 컴퓨터 실험을 진행하여 제안한 알고리즘이 기업체에서 사용하고 있는 전문가 알고리즘과 상용 최적화 패키지보다 우수한 일정계획을 적절한 계산시간 내에 도출하는 것을 확인하였다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제15권4호
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• pp.131-137
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• 2000

최근 독성 유해물질의 환경으로의 방출로 인해 인간 및 생태계에 대한 위해성 문제가 심각하게 제기되고 있다. 독성화학물질을 포함한 여러 환경 오염물질의 위해성평가는 화학물질의 유해성과 노출량 측정을 동시에 측정함으로써 가능한데 이 경우 생물지표(biomarker)가 최근 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 동물의 행동에 관련된 신경전달물질의 생성에 결정적 역할을 하는 tyrosine hydroxylase(TH)및 그 유전자가 생물지표로서 이용 가능성이 있는지를 검토하였다. Ovary cDNA library의 PCR 스크리닝을 통한 송사리 TH유전자를 부분적으로 를론하였으며(327 bp), DNA염기서열 분석 결과 쥐 (rat)의 TH유전자와 동일한 염기서열을 보였다. 그리고 다이아지논 처리구 및 무처리구에서 송사리의 머리부분(head)및 몸통 부분(body)에서 추출된 총RNA에 TH mRNA가 존재함을 RT-PCR를 통하여 확인하였다. 그러나 다이아지논의 처리효과가 송사리의 행동에 미치는 영향을 보기 위해서는 TH의 발현을 보다 정량적으로 검토할 필요가 있을 것으로 판단된다. 생물지표로서 TH의 활성 및 mRNA의 기관별 또는 조직별 검출은 독성물질에 영향을 받는 어류 신경행동 변화를 모니터링 할 수 있는 유용한 수단이 될 것이다. 나아가 환경관리에 있어서 신경화학물질과 분자생물학적 상관관계를 통한 이상반응행동의 분석은 환경 위해성평가에 상당히 기여할 것이다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제50권2호
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• pp.95-100
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• 2007

식물성장 촉진호르몬인 auxin, 식물병원성 진균을 방제하는 siderophore 그리고 cellulase를 동시에 생산하는 PGPR균이자 생물방제균인 Bacillus licheniformis K11의 cellulase의 유전자를 PCR을 이용해 pUC18에 재조합 후 E. coli DH5${\alpha}$에 cloning하였으며, 이 형질전환 된 균주를 E. coli DH5${\alpha}$(pCW 77)라 하였다. 형질전환 균주 E. coli DH5${\alpha}$(pCW 77)는 B. licheniformis K11의 1.6kb 유전자를 포함하며, 이 cellulase는 1,479 bp, 499개의 amino acid가 암호화된 것으로 추정된다. 형질전환균주가 생산하는 cellulase(CelW)는 lac 프로모터를 이용해 발현되었으며, CMC-SDS-PAGE의 방법으로 약 55 kDa의 분자량을 확인하였다. B. licheniformis K11의 cellulase는 4종의 대표적인 Bacillus spp. 들이 생산하는 cellulase의 아미노산 배열이 97% 이상 일치하였다. CelW는 carboxymethyl-cellulose(CMC) 뿐만 아니라 불용성 섬유소인 Avicel, Filter paper(Whatman$^{\circledR}$ No. 1)는 물론이고 고추역병균 P. capsici의 건조 cell wall도 분해하였다. CMC를 기질로 60$^{\circ}C$에서 효소활성이 가장 높았으며, 최적 pH는 pH 6.0이었다. 그리고 CoCl$_2$ 또는 MnSO$_4$ 첨가시 활성이 2배 이상 증가하였지만, FeCl$_3$ 또는 HgCl$_2$ 첨가 시는 활성이 20% 이하로 떨어졌고, SDS와 sodium azide 등 여러 화학 저해제들을 첨가하여도 87% 이상의 활성을 유지하였다. 이 결과들은 B. licheniformis K11이 식물뿌리에 근권 microflora형성의 중요한 요인으로 작용할 수 있고, 생물방제력을 발휘하는 식물병원성 진균의 세포벽 분해 cellulase 기능 연구를 가능케 하여 식물병의 생물학적 방제 연구에 기초가 될 것이라 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권3호
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• pp.134-144
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• 2003

생물적 방제균인 Pseudomonas chlororaphis O6는 phenazine, protease와 HCN 등과 같은 여러 가지 2차 대사 산물들을 분비하여 식물병원균의 생육을 억제하였다. 또한 O6 균을 밀종자에 접종하였을 때, F. culmorum에 의한 뿌리 썩음병을 방제하는 효과가 있었다. 오이 뿌리 분비액내의 주 유기산은 fumaric acid, malic acid, benzoic acid, succinic acid 였고, 당으로는 glucose와 fructose가 검출되었으며, 유기산의 농도는 당의 농도보다 10배 정도 높았다. O6 균은 오이 뿌리 분비액을 영양원으로 하는 배지에서 생육하였다. 유기산을 흡수하는데 관여할 것으로 추정되는 O6 균의 dctA 유전자는 1,335 bp의 open reading frame을 가지고 있었으며, 444개의 아미노산으로 구성된 약 47 kD 의 pI가 8.2인 단백질을 암호화하였다. DctA 단백질은 10개의 putative trans-membrane domains를 가지고 있어, 세포막에 내재된 단백질로 추정되었다. 오이의 뿌리 분비액 중 유기산이 O6 균의 뿌리 정착에 중요한 물질로 작용한다면 본 연구에 의해 클로닝된 dctA 유전자는 식물 정착이나 생물적 방제균의 유용 형질의 발현을 연구하는데 중요한 유전자로 이용될 수 있을 것이다.

• 미생물학회지
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• 제55권3호
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• pp.234-241
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• 2019

효모와 곤충 간의 집중적인 상호 작용은 곤충의 먹이에 대한 유인과 발달 및 행동에 대한 관련성을 보였다. 곤충 내장에서 분리된 효모는 먹이의 소화를 돕는 셀룰라아제(셀룰로오스 분해)를 분비한다. 한국의 경기도에서 수집한 메뚜기의 장에서 셀룰로오스를 분해하는 효모 세 균주를 분리 하였다. 효모 균주의 cellulase 활성을 확인하기 위해, 카르복시 메틸 셀룰로즈(CMC)를 함유하는 배지로 플레이트상의 투명한 영역을 요오드 용액을 사용하여 관찰하였다. 효모 $ON22^T$, $G10^T$ 및 $G15^T$ 균주는 CMC-플레이트 분석에서 양성 셀룰로오스 활성을 나타냈다. Large subunit rDNA 유전자와 Internal transcribed spacer (ITS) 영역의 D1/D2 영역의 서열 분석에 기초한 계통수를 통해 $ON22^T$와 $G10^T$ 균주가 Moesziomyces aphidis JCM 10318 (D1/D2 영역에서 각 100%와 99.8%, ITS 영역에서 각 98.4% 및 99.5% 서열유사성)와 가장 가깝고 G15는 Moesziomyces antarcticus JCM $10317^T$ 종 (D1/D2 영역에서 100%, ITS에서 100% 서열 유사성)에 속한다는 것을 밝혔다. 셀룰라아제는 바이오 에탄올 생산과 같은 바이오 연료와 같은 다양한 산업 공정에서 사용되고 있다. 따라서, 셀룰로오스 분해 미생물의 분리 및 연구는 중요성을 갖게 되었다. 이 논문은 한국의 Moesziomyces 속의 셀룰로오스 분해 효모 균주인 $ON22^T$, $G10^T$, $G15^T$에 대한 첫 번째 보고이다.

• 생명과학회지
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• 제19권9호
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• pp.1218-1225
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• 2009

DFA (Difructose anhydride)는 특유의 구조적인 안정성 때문에 당뇨병 환자를 위한 당원으로써 적합하다는 연구가 보고 되어 있다. DFA에는 4가지 type이 있는데 inulin에 의한 DFA I DFA III DFAV가 있고 levan에 의한 DFA IV가 있는 것으로 알려져 있다. 특히 DFA IV는 당뇨병 환자를 위한 당원 뿐 만 아니라 rat을 이용한 연구에서 칼슘의 흡수를 도와 준다는 보고가 있었다. 이러한 DFAIV를 생성하는 데 쓰이는 Microbacterium sp. AL-210에서 유래한 LFTase (Levan fructotransferase)의 wild-type과 mutants (D63A, D195N, N85S)의 구조적 특성을 밝히기 위해 정제하였다. LFTase의 wild-type과 mutants들을 대량 발현시킨 후 흡착 크로마토그래피, 이온교환 크로마토그래피 그리고 젤 여과 크로마토그래피를 이용하여 고순도로 분리 정제하였으며 이를 SDS-PAGE를 통하여 확인하였다. 분리 정제된 단백질을 JNET 이차 구조 예측 프로그램, solubility 측정, CD (원 편광 이색성 분광편광계), fluorescence spectroscopy (형광분석법), DSC (시차주사열량계)를 이용하여 분석하였다. 또한 다중 정렬과 2차 구조 예측 프로그램을 이용하여 wild-type의 2차 구조를 분석하였다. Solubility 측정에서 가장 적합한 온도는 $55^{\circ}C$, 최상의 pH는 7.5로 나타났다. CD 분석에서 wild-type과 비교한 결과 다른 mutant에 비해 N85S의 $\alpha$-helix가 많이 감소한 것과 $\beta$ strand와 random coil이 증가한 것을 확인하였다. 또한 DSC 분석을 통해 wild-type이 다른 mutants에 비해 안정적인 구조를 지닌 것을 확인하였다. 형광분석에서 N85S가 wild-type과 가장 유사하게 나타났으며 D63A와 D195N은 wild-type에 비해 높은 강도를 나타내었다. 또한 wild-type의 sequence를 Exo-inulinase from Aspegillus awamori, a plant fructan 1-exohydrolase from Cichorium intybus 그리고 invertase from Thermotogo maritime (Tm)의 sequence와 다중 정렬한 결과 Exo-inulinase와 높은 identity를 보였다.