• 생명과학회지
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• 제25권3호
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• pp.357-367
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• 2015

매우 빠른 속도로 발전하고 있는 차세대 염기서열 분석 플랫폼과 최신 생물정보학적 분석도구들로 말미암아, 1,000달러 이하의 가격으로 인간 유전체 염기서열을 해독하고자 하는 궁극적인 목표가 조만간 곧 실현될 수 있을 것 같다. 차세대 염기서열 분석 분야의 급속한 기술적 진전은 NGS 데이터의 분석과 관리를 위한 통계적 방법과 생물정보학적 분석도구들에 대한 수요를 꾸준히 증대시키고 있다. NGS 플랫폼이 상용화되어 쓰이기 시작한 초창기부터, NGS 데이터를 분석하고 해석하거나, 가시화 해주는 다수의 응용프로그램이나 도구들이 개발되어 활용되어 왔다. 그러나, NGS 데이터의 엄청난 범람으로 데이터 저장, 데이터 분석 및 관리 등에 있어서 해결해야 할 많은 문제들이 부각되고 있다. NGS 데이터 분석은 단편서열과 참조서열간의 서열정렬, 염기식별, 다형성 발견, 쌍단편 서열이나 비쌍단편 서열 등을 이용한 어셈블리 작업, 구조변이 발견, 유전체 브라우징 등을 본질적으로 포함한다. 본 논문은 주요 차세대 염기서열 결정기술과 NGS 데이터 분석을 위한 생물정보학적 분석도구들에 대해 개관적으로 소개하고자 한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.796-799
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• 2009

NGS(Next Generation Storage) 시스템은 전형적인 분산파일 시스템 구조의 병목 현상을 제거하고 입출력 대역폭을 늘려 성능을 최대화 하기 위한 차세대 저장시스템으로 기존의 저장시스템과는 달리 DRAM을 기반으로 스토리지를 구성하고 있다. NGS 시스템의 대용량 지원 및 기업 내부에서의 활용을 위해서는 SAN 기반에서 활용할 수 있도록 설계되어야 하며, SAN 환경에서 성능 향상을 위한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 NGS 시스템에 대한 성능평가 및 분산 환경에서 NGS 를 활용하기 위한 성능평가도구 개발을 기술한다. 성능 도구의 활용은 전형적인 전체 시스템 아키텍처 내의 병목 현상을 제거하고 입출력 대역폭을 늘려 성능을 최대화 할 수 있어야 한다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제2권2호
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• pp.107-112
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• 2013

인간 유전체 지도 완성 후 NGS 기술의 발달로 대용량 유전체 데이터 분석에 대한 요구가 증대하였다. NGS 데이터는 대용량의 단편서열로 구성되므로 효과적인 분석을 위해 고성능 컴퓨팅 기술의 지원이 요구된다. 본 연구에서는 HPC 환경에서 NGS 데이터로부터 SNP를 탐색하는 유전체 분석 파이프라인을 구축하였다. 각 분석 단계의 CPU 이용률 분석을 통해 분석 단계 중 서열 정렬 단계가 연산 작업의 비율이 가장 높은 것을 확인하고, 공개된 병렬화 서열 정렬 도구들의 성능을 분석하여 유전체 분석를 위한 매니코어 프로세서의 활용 가능성을 확인하였다.

• 대한수혈학회지
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• 제29권3호
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• pp.310-319
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• 2018

배경: 최근 차세대염기서열분석법(Next Generation Sequencing: NGS)을 이용한 HLA 형별 분석에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 HLA 고해상도 분석법의 내재적 한계인 위상 모호성의 문제를 해결하고, 대량 검체 처리가 가능한 NGS 기반 고해상도 HLA 형별 검사법을, 자체 기술로 개발하고자 본 연구를 실시하였다. 방법: HLA NGS를 위한 핵산 추출 조건, 라이브러리 제작 및 PCR 체계 확립, 그리고 생물정보학을 이용한 HLA 형별 분석법을 개발하였다. 본 기관에서 개발한 NGS 기반 HLA 형별 검사의 정확성을 알아보기 위해 SSOP법으로 HLA 형별을 알고 있는 192개 검체와 SBT법으로 HLA 형별을 알고 있는 28개 검체에 대해 NGS 기반으로 검사한 HLA-A, -B 그리고 -DR 형별 결과를 비교해 보았다. 결과: 두 단계의 PCR을 통한 DNA 라이브러리 제작과 MiSeq (Illumina Inc., San Diego, USA) 기기를 이용한 NGS 시퀸싱 그리고 데이터 분석 시스템을 구축하였다. 기존에 HLA 형별을 알고 있는 220개 혈액 검체에 대해 NGS 기반 HLA 형별검사 결과가 모두 일치함을 확인하였다. 결론: NSG 기반 HLA 형별 검사법은 많은 검체를 효율적인 시간 내에 처리가 가능하여 조혈모세포기증 희망자 HLA 검사 등에 유용할 것으로 기대된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권4호
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• pp.411-416
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• 2016

NGS 기술은 전체 게놈 시퀀싱 및 reference 게놈에 alignment에 의해 돌연변이 표현형에 관련된 돌연변이 식별에 이용한다. 그러나 품종 및 계통들을 resequence 하였을 경우 기존의 reference 게놈에 구조적 변이가 보이며, reference와 맞지 않는 게놈지역에서 돌연변이들은 단순한 alignment로 찾을 수 없다. 본 리뷰에서는 NGS 기술을 이용하여 돌연변이체로부터 변이 관련 유전자를 식별하는 MutMap, MutMap-Gap 및 MutMap+ 방법을 기술하였고 지금까지의 연구현황에 대해 기술하였다. 아울러 이들 방법은 nucleotide-binding site-leucine rich repeat (NBS-LRR) 그룹들의 병 저항성 유전자와 같이 구조적 변이를 가진 유전자를 분리하는 등 유용성에 대해 고찰하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(C)
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• pp.25-27
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• 2012

디노버 어셈블리는 레퍼런스 시퀀스 없이 리드의 염기 서열 정보를 이용하여 원래의 전체 시퀀스(original sequence)로 추정되는 시퀀스로 리드들을 재구성하는 방식이다. 최근의 NGS(Next Generation Sequencing) 기술은 대용량 리드를 훨씬 쉽게 저비용으로 생성할 수 있다는 장점이 있어, 이를 이용한 많은 연구가 이루어지고 있다. 그러나 NGS 리드 데이터를 이용한 디노버 어셈블리에 관한 연구는 국내외적으로 매우 미흡한 실정이다. 그 이유는 NGS 리드 데이터를 이용하여 디노버 어셈블리를 수행하는 경우 대용량 데이터, 복잡한 데이터 구조 및 처리 과정 등으로 인하여 매우 많은 시간과 공간이 소요될 뿐만 아니라 아직까지 다양한 분석 툴과 노하우 등이 충분히 개발되어 있지 않기 때문이다. 본 연구에서는 NGS 리드 데이터를 이용한 어셈블리의 실효성과 정확성을 검증한다. 또한 디노버 어셈블리의 처리 시간 및 공간 오버헤드를 해결하기 위하여 유사 종과의 리드 정렬을 활용하는 방안을 제안한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제27권4호
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• pp.507-515
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• 2024

Microbial forensics is a scientific discipline for analyzing evidence related to biological crimes by identifying the origin of microorganisms. Multiple locus variable number tandem repeat analysis(MLVA) is one of the microbiological analysis methods used to specify subtypes within a species based on the number of tandem repeat in the genome, and advances in next generation sequencing(NGS) technology have enabled in silico anlysis of full-length whole genome sequences. In this paper, we analyzed unknown samples provided by Robert Koch Institute(RKI) through The United Nations Secretary-General's Mechanism(UNSGM)'s external quality assessment exercise(EQAE) project, which we officially participated in 2023. We confirmed that the 3 unknown samples were B. anthracis through nucleic acid isolation and genetic sequence analysis studies. MLVA results on 32 loci of B. anthracis were analysed by using genome sequences obtained from NGS(NextSeq and MinION) and Sanger sequencing. The MLVA typing using short-reads based NGS platform(NextSeq) showed a high probability of causing assembly error when a size of the tandem repeats was grater than 200 bp, while long-reads based NGS platform(MinION) showed higher accuracy than NextSeq, although insertion and deletion was observed. We also showed hybrid assembly can correct most indel error caused by MinION. Based on the MLVA results, genetic identification was performed compared to the 2,975 published MLVA databases of B. anthracis, and MLVA results of 10 strains were identical with 3 unkonwn samples. As a result of whole genome alignment of the 10 strains and 3 unknown samples, all samples were identified as B. anthracis strain A4564 which is associated with injectional anthrax isolates in heroin users.

• 한국육종학회지
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• 제50권4호
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• pp.364-377
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• 2018

차세대 염기 서열 분석 기술의 적용은 빠르게 식물 유전체학의 지식을 확장시킴으로 기능유전자 연구의 발전을 도모하고 있다. 특히, 밀의 기능유전체학의 발전은 기존의 염기서열 분석 기술로는 가능성이 없어 보였다. 하지만 NGS의 발전은 고품질 보통밀의 RefSeq를 완성뿐만 아니라 다양한 밀 계통들의 재염기서열분석을 가능하게 한다. 현재 이렇게 얻어진 고품질 유전정보와 유전적 다형성이 밝혀진 유전자원의 이용으로 밀 기능유전체 연구가 새로운 단계로 접어들고 있다. NGS 기술 및 reverse genetics의 발전은 앞으로 전세계에 펼쳐져 있는 야생형 밀과 재배종 밀 계통들의 유전적인 다양성 분석을 가능케 하고 밀의 유전과 진화 과정을 깊게 이해하는데 큰 도움이 될 것이다. NGS 기술의 사용과 생물정보학의 결합은 타 작물에 비해 뒤쳐진 밀의 기능유전체 연구 속도를 가속화할 것이다. 기능유전체 연구를 활용한 밀 육종의 시대가, 애기장대 및 벼 분야와 같이, 다가오고 있다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권8호
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• pp.50-58
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• 2009

4세대 이동 통신 서비스 망은 기존 서비스 기술을 포함한 포괄된 형태의 기술을 가지게 되며 이를 모두 수용할 수 있는 무선 접속 기술과 망구조로 개발되고 있다. 4세대 이동 통신 시스템에서는 고속 이동 환경과 저속 이동 환경에 적합한 새로운 고속의 무선 접속 기술을 기본으로 하고 있으며 또한, 이 두 시스템간의 자유로운 수직 핸드오버가 가능하도록 설계되고 있다. 한국전자통신연구원에서도 이러한 요구를 만족하는 4세대 이동 통신 시스템인 WiNGS(Wireless Initiative for Next Generation Service) 시스템$^{[1]}$을 설계하고 있다. 본 논문은 4세대 이동통신 시스템의 주요 기술 중 하나인 손실 없는 서비스를 위해 지역 재전송 ARQ 에이전트 설계하였다. WAGW와 WAS간의 ARQ 메커니즘에서 제안하는 WAS에서의 지역 재전송 기법은 ns-2 시뮬레이션 결과 종단간 재전송 방법 보다 패킷 전송 지연 시간 개선과 유선망에서의 불필요한 자원을 사용하지 않도록 하여 보다 안정적인 서비스를 지원할 수 있음을 보였다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제20권9호
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• pp.513-518
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• 2014

NGS 기술의 발달로 시퀀싱 비용이 급격히 하락됨에 따라 대규모 크기의 유전체 염기 서열해독을 소규모의 실험실에서 수행할 수 있게 되었다. 디노버 어셈블리는 표준 유전체가 없는 새로운 종을 시퀀싱하는 경우 리드들의 염기 서열 정보를 이용하여 재구성함으로써 원래의 전체 시퀀스를 복원하는 것이다. 최근 이와 관련된 많은 연구 결과가 보고되고 있으나, 충분한 분석 노하우와 명확한 가이드라인 등이 공개되어 있지 않기 때문에 이들 연구에서 제시하는 동일한 어셈블리 수행 과정 및 분석 툴들을 사용하더라도 만족할만한 수준의 어셈블리 결과를 얻지 못하는 경우가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 NGS 기술과 디노버 어셈블리 기술을 이용하여 아직 밝혀지지 않은 생물체의 전체 DNA의 염기 서열을 밝히기 위한 일련의 과정들을 단계별로 소개하고, 각 단계에서 필요로 하는 공개용 분석 툴의 장단점을 분석하여 제시한다. 이러한 과정별 단계를 구체적으로 설명하기 위하여 본 연구에서는 350Mbp 크기의 개 회충 게놈을 응용 사례로 사용한다. 또한 디노버 어셈블리 과정을 통해 새롭게 어셈블리된 시퀀스와 다른 유사 종과의 상동성 분석을 수행하여 어셈블리된 시퀀스에서의 유전자 영역 추출과 추출된 유전자의 기능을 예측한다.