• Journal of Intelligence and Information Systems
• /
• v.13 no.2
• /
• pp.55-68
• /
• 2007

DNA sequence alignment algorithms in computational molecular biology have been improved by diverse methods. In this paper, we proposed a DNA sequence alignment algorithm utilizing quality information and a fuzzy inference method utilizing characteristics of DNA sequence fragments and a fuzzy logic system in order to improve conventional DNA sequence alignment methods using DNA sequence quality information. In conventional algorithms, DNA sequence alignment scores were calculated by the global sequence alignment algorithm proposed by Needleman-Wunsch applying quality information of each DNA fragment. However, there may be errors in the process for calculating DNA sequence alignment scores in case of low quality of DNA fragment tips, because overall DNA sequence quality information are used. In the proposed method, exact DNA sequence alignment can be achieved in spite of low quality of DNA fragment tips by improvement of conventional algorithms using quality information. And also, mapping score parameters used to calculate DNA sequence alignment scores, are dynamically adjusted by the fuzzy logic system utilizing lengths of DNA fragments and frequencies of low quality DNA bases in the fragments. From the experiments by applying real genome data of NCBI (National Center for Biotechnology Information), we could see that the proposed method was more efficient than conventional algorithms using quality information in DNA sequence alignment.

• Proceeding of EDISON Challenge
• /
• 2015.03a
• /
• pp.99-104
• /
• 2015

DNA 복제는 굉장한 정확도를 가지고 이루어진다. 하지만 내, 외부적인 여러 요인으로 돌연변이가 일어나기도 한다. 그 중 토토머화에 의해 치환 돌연변이가 일어난다는 가설은 오래전부터 그 가능성이 논의되어 왔고, 직접적인 증거를 찾으려는 노력도 있어 왔다. 토토머화에 의하여 DNA염기가 다른 형으로 변하면 왓슨-크릭 염기쌍 (아데닌-타이민, 시토신-구아닌이 수소결합한 염기쌍)이 아닌 다른 염기쌍이 생성될 수 있다. 이 염기쌍이 기준이 되어 DNA가 복제되기 때문에 결과적으로 전이 돌연변이(transition), 혹은 전환 돌연변이(transversion)된 염기쌍이 생성될 수 있다. 우리는 이런 사례 중에 염기쌍의 전이 돌연변이를 중심으로 연구하고자 한다. A-T염기쌍중 하나가 지배적인 아민형(amine form)이 아니라 이민형(imine form)으로 존재할 때 아민형과는 다른 수소결합이 가능해지며 보통 잘 생성되지 않는 A-C, G-T결합이 생성될 수 있다. 이후 그 염기쌍이 기준이 되어 DNA가 복제될 때에는 왓슨-크릭 염기쌍이 주로 생성되어 A-T염기쌍이 G-C 염기쌍으로 치환되는 DNA가닥이 생기게 된다. 우리는 이러한 과정을 에너지와 반응속도 측면에 집중하여 분석해보았다. 계산 결과, $A-C^*$, $A^*-C$, $G-C^*$, $G^*-C$의 염기쌍 생성이 왓슨-크릭 염기쌍과 비슷하거나 더 큰 정도로 에너지 면에서 유리하였으며 대부분의 돌연변이가 에너지 측면에서 보았을 때 $A-C^*$ 염기쌍을 통하여 생김을 알 수 있었다. 계산된 값은 약 $10^{-6}$ 정도의 빈도를 보였다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
• /
• v.2 no.2
• /
• pp.61-68
• /
• 1996

In this paper we propose a new visualization technique to characterize qualitative information of a large DNA sequence. While a long DNA sequence has huge information, it is not easy to obtain genetic information from the DNA sequence. We transform DNA sequences into a polygon to compute their homology in image domain rather than text domain. Our program visualizes DNA sequences with colored random walk plots and simplify them k-convex hulls. A random walk plot represents DNA sequence as a curve in a plane. A k-convex hull simplifies a random work plot by removing some parts of its insignificant information. This technique gives a biologist an insight to detect and classify DNA sequences with easy. Experiments with real genome data proves our approach gives a good visual forms for long DNA sequences for homology analysis.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
• /
• 2003.10a
• /
• pp.64-66
• /
• 2003

DNA(Deoxyribo Nucleic Acid)컴퓨팅은 생체분자를 계산의 도구로 이용하는 새로운 계산 방법으로 DNA 정보 저장능력과 DNA의 상보적인 관계를 이용하여 연산을 수행하는 방법이다. 최근에는 DNA 분자들이 갖는 강력한 병렬성을 이용하여 NP-Complete 문제에 적용하는 연구가 많이 시도되고 있다. Adleman이 DNA 컴퓨팅을 이용해 해결한 HPP(Hamilton Path Problem)와는 달리 TSP(Traveling Salesman Problem)는 간선에 가중치가 추가되었기 때문에 DNA 염기배열로 표현하기가 어렵고 또한 염기배열의 길이를 줄이기 위해 고정길이 염기배열을 사용할 경우 가중치가 커지면 효율적이지 못하다. 본 논문에서는 스무딩 알고리즘(smoothing algorithm)을 사용하여 간선의 가중치를 일정한 비율로 줄인 다음 유전자 알고리즘을 사용하여 최적의 염기배열을 찾는 방법을 제안하였다.

• The Korean Journal of Zoology
• /
• v.36 no.1
• /
• pp.14-20
• /
• 1993

한국산 도룡농, Hvnobius leechii의 7개 집단에서 mitochondrial DNA(mtDNA)의 변이가 조사되었다. MtDNA의 크기에서의 차이는 관찰되지 않았으나 제한효소 인식 부위에서의 차이가 조사되었다. MtDNA의 절편 양상은 각 집단에서 동일하게 나타났다. 제한 효소로 처리하여 얻어진 절편의 비교에서 종내 변이는 염기 치환에 의하여 발생한 것임이 분석되어졌다. 특히 하동과 제주 집단은 몇개의 제한 효소 인식 위치에서 나머지 5개 집단과 뚜렷한 차이를 보였다. 염기치환율(p값)은 공통 절편 비율(p값)을 토대로 하여 얻어졌으며 그 값은 0.004에서 0.064의 범위 내의 값으로 측정되었다. 하동과 제주 집단을 제외한 5개 집단의 비교에서는 비교적 낮은 침의 염기 치환율을 보였으나 제주와 나머지 집단들과의 비교에서는 염기치환율이 높게 측정되었다. 염기 치환율과 관련지어 염기 분화 연대를 측정한 결과 도룡뇽 7개 집단은 3개의 group으로 나뉘어 졌으며 이들은 약 188만년전에 분화된 것으로 사료되어 진다.

• Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
• /
• 2007.05a
• /
• pp.341-350
• /
• 2007

DNA 염기 서열 배치 알고리즘은 분자 생물학 분야에서 단백질과 핵산 서열들의 분석에서 중요한 방법이다. 생물학적인 염기 서열들은 그들 사이의 유사성과 차이점을 나타내기 위해 정렬된다. 본 논문에서는 기존의 DNA 염기 서열 배치 방법을 개선하기 위하여 DP(Dynamic Programming) 알고리즘의 비용증가( O (nm) ) 문제를 해결하는 Quadrant 방법과 품질 정보 및 퍼지 추론시스템(fuzzy inference system)을 적용한 DNA 염기 서열 배치 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안한 DNA 염기 서열 배치 알고리즘은 Quadrant 방법을 적용하여 Needleman-Wunsch의 DP 기반 알고리즘에서의 행렬 생성 단계에서 발생하는 불필요한 정렬 계산을 제거하여 전체 수행 시간을 단축하고, 각 DNA 염기 서열 단편 각각의 길이 차이와 낮은 품질의 DNA 염기 빈도를 퍼지 추론 시스템에 적용하여 지능적으로 갭 비용(gap cost)을 동적으로 조정한다. 제안된 알고리즘의 성능 평가를 위해 NCBI (National Center for Biotechnology Information)의 실제 유전체 데이터로 성능을 분석한 결과, 제안된 알고리즘이 기존의 품질정보만을 이용한 알고리즘보다 개선된 것을 확인하였다.

• Food Science of Animal Resources
• /
• v.25 no.2
• /
• pp.218-225
• /
• 2005

This study was performed to determine sequence variation and RFLP of the mt DNA D-loop region using Southern blot hybridization analysis and to develop mt DNA marker affecting milk production traits in Hanwoo cows. The PCR was used to amplify an 1142 bp fragment within the D-loop region of mt DNA using specific primers. Mt DNA were digested with seven restriction enzymes and hybridized using DIG-labeled D-loop probe. The mt DNA RFLP polymorphisms were observed in the four enzymes, BamHI, RsaI, XbaI and HpaII. Nucleotide substitutions were detected at positions 441 (G/C), 469 (T/C), 503 (C/T), 569 (G/A), 614 (C/A) and 644 (C/T) of the mt DNA D-loop region between two selected lines. Significant relationship between the XbaI RFLP type and breeding value was found(p<0.05). Cows with A type had higher estimated breeding values than those with B type (P<0.05) between high and low milk production lines. Therefore, the RFLP marker of mt DNA could be used as a selection assisted tool for individuals with high milk producing ability in Hanwoo.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2002.11c
• /
• pp.1729-1732
• /
• 2002

DNA의 염기서열이 밝혀지면서 인간 생체에 대한 다양한 연구가 활발히 진행되고 있다. 응용분야 중 친자확인에 DNA 염기서열을 이용하려는 시도가 최근에 연구되고 있다. 본 연구는 DNA의 반복 염기서열을 이용하여 수작업으로 이루어지고 있는 친자 찬인 방법을 데이터베이스 기술을 이용하여 수행하는 최초의 연구이다. 방대한 양의 자료에서 친자확률을 계산하는데 걸리는 시간은 DB를 구축하는 방법에 크게 좌우된다. 본 논문에서는 친자확률을 계산하는 시간을 최소화할 수 있는 DB를 설계하고 또한 최소 시간내에 질의 결과를 획득하는 질의 구성하는 방법을 제안한다.

• Journal of Life Science
• /
• v.2 no.2
• /
• pp.108-119
• /
• 1992

근년에 개발된 효소적인 DNA증폭법을 이용하면 일차구조상의 단편적인 정보만 알면 단 수시간내 해석에 필요한 양의 DNA가 증폭되어 cDNA의 염기배열결정의 신속화, 간편화가 가능하게 되었다. 그러므로 유전자증폭법으로써 PCR법에 관해 기술한다. 그리고 리보좀 RNA는 분자시계로서 생물의 계통을 논하는 데에 있어서는 최적의 조건을 갖춘 고분자화합물이다. 이에 PCR법을 이용한 16S like 리보좀DNA의 증폭법을 다루고, PCR증폭산물의 염기배열결정법에 대해 서술한다. 또한 인위적인 leading error 등을 배제하고 신속한 자동해독과 시간적인 절약이 자동 DNA sequencer의 개발과 시판으로 가능하게 되어 cDNA의 형광색소표식 염기배열결정법에 대해서도 서술한다.

• Korean Journal of Microbiology
• /
• v.40 no.2
• /
• pp.65-72
• /
• 2004

Instability of some eukaryotic sequence propagated in prokaryotic hosts is a frequently observed phenomenon. It is well documented that long inverted repeats, AT-rich sequences with structures like Z-DNA are extremely unstable in E. coli. These sequences may either be under-represented or even lost when cloned in E. coli. When we analyzed the polymorphic pattern for several tandom repeat (TR) in human SCKI gene, we found some TR regions were frequently deleted from plasmids and had difficult problem for their sequencing. These regions may result in non-clonability of the DNA sequence. Here we have cloned two difficult TR regions under low temperature and made two library for DNA sequencing using a nebulizer or sonicator. This study will help to determine the unstable genomic elements in complex mammalian genome.