• 제목/요약/키워드: Biological signal

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생체 신호 데이터의 의미 관계 표현 (Semantic Representation of Concept of Bio-signal Data)

  • 문경실;박수현
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.292-298
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    • 2011
  • 생체신호 데이터의 의미와 그들 간의 연관관계를 정의하여 새로운 정보를 획득할 수 있는 형태의 모델링방법으로 온톨로지가 제시되고 있다. 온톨로지를 이용하여 생체신호 데이터를 지속적으로 관리함으로써 생체 신호 데이터의 체계적이고 논리적으로 표현이 가능하고, 이는 나아가 의료정보, 건강서비스 등 다양한 분야에서 질적으로 향상된 서비스를 제공하게 해주는 지식 자원으로 활용된다. 하지만 현재로는 생체 신호간의 연관 관계 중요성에 비해서 관련 연구가 활발하게 이루어지지 않고 있다. 따라서 생체 신호간의 연관관계를 찾아서 정의하고, 생체정보간의 의미표현이 필요하다. 그러기 위해서는 다양한 생체정보간의 연관 관계를 통해 체계적이고 구조화 된 정보를 만드는 것이 필요하다. 본 논문에서는 생체정보를 체계적이고 구조화 된 도메인 지식으로 활용하기 위한 모델로써 온톨로지를 이용하여 생체정보 온톨로지를 구축하고, 시나리오를 통해서 생체정보 온톨로지의 유용성을 검증하였다.

형질전환 벼 현탁세포 배양에서 hCTLA4Ig의 in situ 회수 (In situ Recovery of hCTLA4Ig from Suspension Cell Cultures of Oryza sativa)

  • 최홍열;전수환;권준영;윤보름;홍석미;김선달;김동일
    • KSBB Journal
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    • 제31권4호
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    • pp.284-290
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    • 2016
  • In this research, recombinant human cytotoxic T-lymphocyte antigen 4-immunoglobulin (hCTLA4Ig) was produced by transgenic rice cells. RAmy3D promoter was used for overcome the limitation of low expression level in transgenic plant cells, and the secretion of target protein was accomplished by signal peptide. However, the RAmy3D promoter system which can be induced only by sugar starvation causes the decrease of cell viability. As a result, cell death promotes the release of protease which degrades the target proteins. The protein stability and productivity can be significantly influenced by proteolysis activity. Therefore, development of new strategies are necessary for the in situ recovery of target proteins from cell culture media. In this study, in situ recovery was performed by various strategies. Direct addition of Protein A resin with nylon bag leads to cell death by increased shear stress and decrease in production of hCTLA4Ig by protease. Medium exchange through modified flask could recover hCTLA4Ig with high cell viability and low protease activity, on the other hand, the productivity was lower than that of control. When in situ recovery was conducted at day 7 after induction in air-lift bioreactor, 1.94-fold of hCTLA4Ig could be recovered compared to control culture without in situ recovery. Consequently, in situ recovery of hCTLA4Ig from transgenic rice cell culture could enhance productivity significantly and prevent degradation of target proteins effectively.

Self-Sufficient Catalytic System of Human Cytochrome P450 4A11 and NADPH-P450 Reductase

  • Han, Song-Hee;Eun, Chang-Yong;Han, Jung-Soo;Chun, Young-Jin;Kim, Dong-Hyun;Yun, Chul-Ho;Kim, Dong-Hak
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제17권2호
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    • pp.156-161
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    • 2009
  • The human cytochrome P450 4A11 is the major monooxygenase to oxidize the fatty acids and arachidonic acid. The production of 20-hydroxyeicosatetraenoic acid by P450 4A11 has been implicated in the regulation of vascular tone and blood pressure. Oxidation reaction by P450 4A11 requires its reduction partners, NADPH-P450 reductase (NPR). We report the functional expression in Escherichia coli of bicistronic constructs consisting of P450 4A11 encoded by the first cistron and the electron donor protein, NPR by the second. Typical P450 expression levels of wild type and several N-terminal modified mutants was observed in culture media and prepared membrane fractions. The expression of functional NPR in the constructed P450 4A11: NPR bicistronic system was clearly verified by reduction of nitroblue tetrazolium. Membrane preparation containing P450 4A11 and NPR efficiently oxidized lauric acid mainly to $\omega$-hydroxylauric acid. Bicistronic coexpression of P450 4A11 and NPR in E. coli cells can be extended toward identification of novel drug metabolites or therapeutic agents involved in P450 4A11 dependent signal pathways.

봉합테이프를 이용한 발목 외측인대 보강술이 생물학적 인대 재생에 미치는 영향 (Magnetic Resonance Imaging Analysis of Biological Ligament Healing after Suture-Tape Augmentation for Chronic Lateral Ankle Instability)

  • 조병기;안민용;김윤호;안병현
    • 대한족부족관절학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.117-125
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    • 2021
  • Purpose: The aim of this study was to evaluate biological ligament healing quantitatively after suture-tape augmentation for chronic lateral ankle instability. Materials and Methods: Thirty-two patients underwent magnetic resonance imaging (MRI) at a minimum of 2 years after lateral ligament augmentation using suture-tape. Signal/noise ratios (SNRs) and widths of anterior talofibular ligaments (ATFLs) were measured on preoperative and postoperative MRI by three researchers. ATFL biological healing degrees were analyzed using changes in SNRs and widths of ATFLs and by comparing these metrics with those of normal contralateral ankles. Clinical evaluations were performed using foot and ankle outcome scores (FAOSs), Foot and Ankle Ability Measure (FAAM) scores, and ankle stress radiographs. Results: Mean FAOS and FAAM scores improved significantly from 62.4 to 93.6 and 58.3 to 92.3, respectively, at final follow-up (p<0.001). Mean SNRs and ATFL widths improved insignificantly from 8.49 to 8.21 and 2.07 to 2.15 mm, respectively, at final follow-up (p=0.424, p=0.718). Significant differences in mean SNRs and ATFL widths were found between ipsilateral and contralateral sides (p<0.001, p=0.002). Spearman's correlation analysis revealed no significant association between clinical outcomes and degrees of biological healing of ATFLs based on MRI findings. Conclusion: Despite improvements in clinical outcome measures, the effects of suture-tape augmentation for chronic lateral ankle instability on biological ligament healing were insignificant. In addition, no significant correlation was found between clinical outcomes and degrees of biological healing of ATFLs.

Specific Biological Activity of Equine Chorionic Gonadotropin (eCG) Glycosylation Sites in Cells Expressing Equine Luteinizing Hormone/CG (eLH/CG) Receptor

  • Byambaragchaa, Munkhzaya;Cho, Seung-Hee;Joo, Hyo-Eun;Kim, Sang-Gwon;Kim, Yean-Ji;Park, Gyeong-Eun;Kang, Myung-Hwa;Min, Kwan-Sik
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제25권4호
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    • pp.199-211
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    • 2021
  • Equine chorionic gonadotropin (eCG), produced by the endometrial cups of the placenta after the first trimester, is a specific glycoprotein that displays dual luteinizing hormone (LH)-like and follicle-stimulating hormone (FSH)-like effects in non-equid species. However, in equidaes, eCG exhibits only LH-like activity. To identify the specific biological functions of glycosylated sites in eCG, we constructed the following site mutants of N- and O-linked glycosylation: eCGβ/αΔ56, substitution of α-subunit56 N-linked glycosylation site; eCGβ-D/α, deletion of the O-linked glycosylation sites at the β-subunit, and eCGβ-D/αΔ56, double mutant. We produced recombinant eCG (rec-eCG) proteins in Chinese hamster ovary suspension (CHO-S) cells. We examined the biological activity of rec-eCG proteins in CHO-K1 cells expressing the eLH/CG receptor and found that signal transduction activities of deglycosylated mutants remarkably decreased. The EC50 levels of eCGβ/αΔ56, eCGβ-D/α, and eCGβ-D/αΔ56 mutants decreased by 2.1-, 5.6-, and 3.4-fold, respectively, compared to that of wild-type eCG. The Rmax values of the mutants were 56%-80% those of wild-type eCG (141.9 nmol/104 cells). Our results indicate that the biological activity of eCG is greatly affected by the removal of N- and O-linked glycosylation sites in cells expressing eLH/CGR. These results provide important information on rec-eCG in the regulation of specific glycosylation sites and improve our understanding of the specific biological activity of rec-eCG glycosylation sites in equidaes.

단백질 인산화에 의해 매개되는 브라시노스테로이드 신호전달 연구의 최근 상황 (Update on Phosphorylation-Mediated Brassinosteroid Signaling Pathways)

  • 이유;김수환
    • 생명과학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.428-436
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    • 2012
  • 단백질 인산화는 세포의 활동을 조절하는 보편적인 과정이다. 브라시노스테로이드(brassinostreoid)에 의해 매개되는 신호전달은 브라시노스테로이드에 의해 활성화된 세포막상의 protein kinase 로부터 인산화되어 있는 전사인자들을 탈인산화하는 연속적인 인산화/탈인산화 과정이다. 브라시노스테로이드에 의해 매개되는 신호전달의 연구는 인산화에 관여하는 kinase 기질상의 아미노산을 밝히고, 그와 관련된 돌연변이체의 표현형을 알아봄으로써 급속하게 발전하였다. BRI1과 BAK1의 자기인산화(autophosphorylation), 상호인산화(transphosphorylation), 타이로신 인산화(tyrosine phosphorylation)를 밝힘으로써 그들의 조절작용을 식물의 생리학적, 발생학적 과정을 더 이해할 수 있는 장이 열렸다. 브라시노스테로이드에 의한 인산화는 수용체에 의해 매개되는 세포 내 함입(endocytosis)과 그에 뒤따르는 수용체의 파괴현상에서도 볼 수 있다. 인산화/탈인산화 과정에 관련하여 브라시노스테로이드에 의해 매개되는 신호전달은 더 연구할 여지가 많이 남아 있다. 이 총설은 단백질의 인산화/탈인산화 과정을 통한 브라시노스테로이드의 신호전달 연구의 최근 상황을 기술하였다.

HepG2 간암세포에서 미토콘드리아 경로를 통한 개똥쑥 추출물의 Apoptosis 유도 효과 (Extract from Artemisia annua Linné Induces Apoptosis through the Mitochondrial Signaling Pathway in HepG2 Cells)

  • 김보민;김근태;김은지;임은경;김상용;김영민
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제45권12호
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    • pp.1708-1716
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    • 2016
  • Akt 및 mTOR는 세포 생존에 필수적인 경로로 세포 성장과 증식 등에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 항암 및 항균 효과가 있는 것으로 알려진 개똥쑥(Artemisia annua L.)에 의한 HepG2 간암세포의 apoptosis 유도 효과를 확인하였다. 본 연구 결과에 의하면 개똥쑥 추출물의 처리 농도가 증가함에 따라 HepG2 세포의 생존율은 억제되었으며, 이는 apoptosis 유도 효과에 의한 것임을 세포의 형태적 변화와 flow cytometry를 통해 확인하였다. 그리고 mitopotential assay와 caspase-3/7 activity assay, western blotting으로 Bcl-2 family 단백질을 확인함으로써 apoptosis 경로 중 내인성 경로(intrinsic pathway)에 의해 apoptosis가 일어남을 알 수 있었다. 이러한 효과는 Akt/mTOR의 활성 저해와 연관이 있었으며 Akt/mTOR의 저해제인 LY294002/rapamycin을 개똥쑥 추출물과 병행처리하였을 경우 개똥쑥 추출물에 의한 apoptosis 효과를 더욱 증대시켰다. 따라서 Akt/mTOR의 저해는 개똥쑥 추출물의 apoptosis 효과를 상승시켰으며 이에 따라 미토콘드리아의 기능 손상과 caspase 활성의 증가를 통해 이루어짐을 확인하였다.

Role of STAT3 as a Molecular Adaptor in Cell Growth Signaling: Interaction with Ras and other STAT Proteins

  • Song, Ji-Hyon;Park, Hyon-Hee;Park, Hee-Jeong;Han, Mi-Young;Kim, Sung-Hoon;Lee, Choong-Eun
    • BMB Reports
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    • 제34권5호
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    • pp.484-488
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    • 2001
  • STATs are proteins with a dual function: signal transducers in the cytoplasm and transcriptional activators in the nucleus. Among the six known major STATs (STAT1-6), STAT3 has been implicated in the widest range of signaling pathways that regulate cell growth and differentiation. As a part of our on-going investigation on the pleiotropic functions of STAT proteins, we examined the role of STAT3 as a molecular adaptor that links diverse cell growth signaling pathways. We observed that STAT3 can be specifically activated by multiple cytokines, such as IL-3, in transformed fibroblasts and IL-4 or IFN-$\gamma$ in primary immune cells, respectively. The selective activation of STAT3 in H-ras-transformed NIH3T3 cells is associated with an increased expression of phosphoserioe STAT3 in these cells, compared to the parental cells. Notably phosphoresine-STAT3 interacts with oncogenic ras, shown by immunoprecipitation and Western blots. The results suggest the role of STAT3 in rasinduced cellular transformation as a molecular adaptor linking the Jak/STAT and Ras/MAPK pathways. In primary immune cells, IL-4 and IFN-$\gamma$ each induced (in addition to the characteristic STAT6 and STAT1 homodimers) the formation of STAT3-containing complexes that bind to GAS probes, which correspond to the $Fe{\varepsilon}$ Rll and $Fe{\gamma}$ RI promoter sequences, respectively. Since IL-4 and IFN-$\gamma$ are known to counter-regulate the expression of these genes, the ability of STAT3 to form heterodimeric complexes with STAT6 or STAT1 implies its role in the fine-tuned control of genes that are regulated by IL-4 and IFN-$\gamma$.

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지정맥 인식 시스템을 이용한 심박신호 검출 (Heart Rate Signal Extraction by Using Finger vein Recognition System)

  • 복진영;서건하;이의철
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.701-709
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    • 2019
  • 최근에 헬스케어와 관련된 다양한 분야에서 생체신호 중 하나인 심박신호가 사용되고 있다. 기존에 제안된 심박신호 검출 방법으로는 접촉식 방법이 대부분이었지만, 피사체가 장치를 접촉하고 있어야 한다는 불편함의 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해 최근 비접촉식 방법에 의한 검출 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 지정맥 인식을 위해 설계된 손가락 영상 촬영 장치를 이용해 심박 유사 신호를 얻어내는 방법을 제안한다. 검출된 심박 유사 신호는 지정맥의 위조 여부 판단과 심박 신호를 통한 다양한 응용분야에 활용될 수 있다. 제안하는 방법은 적외선을 이용한 지정맥 영상의 시간 도메인상의 밝기 값의 변화로부터 신호를 검출하고 영상처리 기반 알고리즘을 이용해 주파수 도메인으로 변환하였다. 변환 후, 대역 통과 필터링을 통해 심박신호와 관련이 없는 노이즈를 제거하였다. 신호의 정확성을 판단하기 위해 지정맥 획득 장치와 식품의약품안전처로부터 승인을 받은 접촉식 PPG 센서를 이용해 동시에 취득된 두 신호의 상관관계를 분석하였다. 결과적으로, 지정맥 영상을 통해 비접촉식으로 검출된 심박신호가 실제 심박신호의 파형과 일치함을 확인하는 것이 가능했다.

$^1H-NMR$을 이용한 계피의 t-cinnamaldehyde 정량분석 (Quantitative Analysis of t-Cinnamaldehyde of Cinnamomum cassia by $^1H-NMR$ Spectrometry)

  • 송명종;유종수;백남인
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제48권3호
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    • pp.267-272
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    • 2005
  • 계피(계지, Cinnanmomum cassia)의 주요성분인, trans-cinnamaldehyde를 $^1H-NMR$ 분광법을 이용하여 정량분석하였다. 핵자기 공명법을 이용한 정량분석의 응용가능성을 확인하기 위하여, t-cinnamaldehyde의 $^1H-NMR$ 스펙트럼에서 시료의 농도와 측정온도를 변화시킴에 따라 chemical shift의 변화와 적분값의 변화를 관찰하였다. t-Cinnamaldehyde(7.1429 mg/ml)를 19, 25, 30, 40 및 $50^{\circ}C$ 하에서 $^1H-NMR$ 측정한 결과, aldehyde methine signal(doublet)의 chemical shift가 9.7202, 9.7184, 9.7169, 9.7142 및 9.7124 ppm에서 관측되었다. 이는 측정온도는 signal의 chemical shift의 변화에 중요한 변수가 되지 않는다는 것을 의미하였다. 또한, aldehyde signal의 적분값이 $1.37(19^{\circ}C),\;1.37(25^{\circ}C),\;1.37(30^{\circ}C),\;1.37(40^{\circ}C)$$1.37(50^{\circ}C)$로써, 측정온도가 signal의 적분값에는 전혀 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 동일한 온도 $25^{\circ}C$에서 0.4464, 0.8929, 1.7857, 3.5714, 7.1429 및 14.286 mg/ml의 농도의 시료에 대한 $^1H-NMR$ 측정 결과, aldehyde기의 chemical shifts는 각각 9.7206, 9.7201, 9.7196, 9.7192, 9.7185 및 9.7174 ppm에서 나타났다. 이는 각 시료의 농도가 증가함에 따라서 aldehyde의 signal이 고자장으로 약간 이동하는 것으로 나타났다. Aldehyde기의 doublet methine signal의 적분값과 각 시료의 농도에 따른 calibration curve는 직선으로 나타났으며, 매우 높은 회귀율($r^2=1.0000$)을 보였다. t-Cinnamaldehyde와 aldehyde기를 갖는 물질로써, C. cassia의 또 다른 구성성분인 t-2-methoxycinnamaldehyde($7.1429\;mg/ml\;CDCl_3,\;25^{\circ}C$)에 대해서, $^1H-NMR$ 스펙트럼을 측정한 결과, t-cinnamaldehyde는 ${\delta}_H$ 9.7174(9.7078, 9.7270)서 관측되었다. t-2-Methoxycinnamaldehyde는 ${\delta}_H$ 9.6936(9.6839, 9.7032)에서 관측되었다. 따라서, 두 화합물의 chemical shift의 차이는 resolution 값이 0.45 Hz인 NMR 스펙트럼 상에서 충분히 구분할 수 있을 정도로 나타났다. 위의 방법을 이용하여, 추출용매에 따른 C. cassia 내의 t-cinnamaldehyde의 함량을 분석한 결과, n-hexane, $CHCl_3$ 및 EtOAc로 추출하였을 때에, 각각 94.2 mg/g(0.94%), 137.6 mg/g(1.38%), 140.1 mg/g(1.40%)으로 결정되었다.