• Genomics & Informatics
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• 제11권4호
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• pp.239-244
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• 2013

Somatic mutation is a major cause of cancer progression and varied responses of tumors against anticancer agents. Thus, we must obtain and characterize genome-wide mutational profiles in individual cancer subtypes. The Cancer Genome Atlas database includes large amounts of sequencing and omics data generated from diverse human cancer tissues. In the present study, we integrated and analyzed the exome sequencing data from ~3,000 tissue samples and summarized the major mutant genes in each of the diverse cancer subtypes and stages. Mutations were observed in most human genes (~23,000 genes) with low frequency from an analysis of 11 major cancer subtypes. The majority of tissue samples harbored 20-80 different mutant genes, on average. Lung cancer samples showed a greater number of mutations in diverse genes than other cancer subtypes. Only a few genes were mutated with over 5% frequency in tissue samples. Interestingly, mutation frequency was generally similar between non-metastatic and metastastic samples in most cancer subtypes. Among the 12 major mutations, the TP53, USH2A, TTN, and MUC16 genes were found to be frequent in most cancer types, while BRAF, FRG1B, PBRM1, and VHL showed lineage-specific mutation patterns. The present study provides a useful resource to understand the broad spectrum of mutation frequencies in various cancer types.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제10권12호
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• pp.547-554
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• 2021

암을 유발하는 유전자는 모든 암 환자에게 공통적인 것은 아니며, 이러한 환자 특이적 암 유발 유전자의 탐색은 개인 맟춤형 암 치료 및 항암제 개발에 있어서 매우 중요하다. 환자 특이적 암 유발 유전자를 찾기 위한 생물 정보학 연구들이 있어왔지만, 아직 정확도 면에서는 발전의 여지가 있다. 본 논문에서는 환자 특이적 암 유발 유전자를 탐색하기 위하여 NPD (Network based Patient-specific Driver gene identification)라는 방법을 제안한다. NPD는 환자 특이적 유전자 네트워크를 구축하고, 여기에 수정된 PageRank 알고리즘을 적용하여 유전자에 점수를 부여한 후, 유전적 변이 데이터를 사용한 승률 계산 방법을 통하여 암 유발 유전자를 찾는 세 단계로 이루어진다. TCGA 데이터 베이스의 여섯 개의 암 데이터에 NPD를 적용한 결과, NPD가 기존의 환자 특이적 암 유발 유전자 탐색 방법들보다 전체적으로 높은 F1 점수를 보여줌을 확인할 수 있었다.

• 대한의생명과학회지
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• 제29권1호
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• pp.11-25
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• 2023

In hepatocellular carcinoma (HCC), chromosome 4 open-reading frame 47 (C4orf47) has not been so far investigated for its prognostic value or association with infiltrating immune cells. We performed bioinformatics analysis on HCC data and analyzed the data using online databases such as TIMER, UALCAN, Kaplan-Meier plotter, LinkedOmics, and GEPIA2. We found that C4orf47 expression in HCC was higher compared to normal tissues. High C4orf47 expression was associated with a worse prognosis in HCC. The correlation between C4orf47 and infiltrating immune cells is positively associated with CD4+T cells, B cells, neutrophils, macrophages, and dendritic cells in HCC. Moreover, high C4orf47 expression was correlated with a poor prognosis of infiltrating immune cells. Analysis of C4orf47 gene co-expression networks revealed that 12501 genes were positively correlated with C4orf47, whereas 7200 genes were negatively correlated. The positively related genes of C4orf47 are associated with a high hazard ratio in different types of cancer, including HCC. Regarding the biological functions of C4orf47 gene, it mainly regulates RNA metabolic process, DNA replication, and cell cycle. The C4orf47 gene may play a prognostic role by regulating the global transcriptome process in HCC. Our findings demonstrate that high C4orf47 expression correlates with poor prognosis and tumor-infiltrating immune cells in HCC. We suggest that C4orf47 is a novel prognostic biomarker and potential immune therapeutic target for HCC.

• Molecules and Cells
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• 제42권4호
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• pp.333-344
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• 2019

Various genetic and environmental factors are known to be associated with chronic obstructive pulmonary disease (COPD). We identified COPD-related differentially expressed genes (DEGs) using 189 samples accompanying either adenocarcinoma (AC) or squamous cell carcinoma (SC), comprising 91 normal and 98 COPD samples. DEGs were obtained from the intersection of two DEG sets separately identified for AC and SC to exclude the influence of different cancer backgrounds co-occurring with COPD. We also measured patient samples named group 'I', which were unable to be determined as normal or COPD based on alterations in gene expression. The Gene Ontology (GO) analysis revealed significant alterations in the expression of genes categorized with the 'cell adhesion', 'inflammatory response', and 'mitochondrial functions', i.e., well-known functions related to COPD, in samples from patients with COPD. Multi-omics data were subsequently integrated to decipher the upstream regulatory changes linked to the gene expression alterations in COPD. COPD-associated expression quantitative trait loci (eQTLs) were located at the upstream regulatory regions of 96 DEGs. Additionally, 45 previously identified COPD-related miRNAs were predicted to target 66 of the DEGs. The eQTLs and miRNAs might affect the expression of 'respiratory electron transport chain' genes and 'cell proliferation' genes, respectively, while both eQTLs and miRNAs might affect the expression of 'apoptosis' genes. We think that our present study will contribute to our understanding of the molecular etiology of COPD accompanying lung cancer.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제37권1호
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• pp.12-24
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• 2010

식물 대사체 (plant metabolomics) 연구는 식물 세포 및 조직에 존재하는 모든 대사산물의 시간적, 공간적 변화를 추적 조사함으로써 식물의 복잡한 생리 현상을 총체적으로 이해하는 연구이다. 이와 같은 식물 대사체 연구는 최근 개발이 이루어지고 있는 여러 오믹스 연구 분야의 하나로 시스템생물학의 한 분야이다. 식물 대사체 연구는 시료로부터 순수 화합물 또는 복합물을 정제하거나 또는 정제가 이루어지지 않은 혼합액으로부터 대사체 스펙트럼 정보를 확보하여 분석이 이루어지므로 추출액 제조 및 얻어진 대사체 데이터의 분석과정의 표준화가 필수적으로 이루어져야 한다. 이는 대사체 분석 결과의 해상도 및 재현성의 확보의 핵심 요소 이다. 식물 대사체 연구는 기능유전체학의 연구 수단은 물론 식물의 종, 품종, 더 나아가 GM 식물의 식별, 대사조절 기작 규명, 유용물질 생산, 식물의 외부 환경 스트레스 요인에 대한 다양한 생리적 반응 이해 등 다양한 연구 분야에서 활용이 이루어지고 있다. 최근 식물 대사체 연구는 모델식물(벼, 애기장대)의 유전체 정보와 연계하여 돌연변이주의 분석을 통해 유전자의 기능 정의 수단으로 활용되고 있다. 따라서 향후 유전체 정보와 대사체 정보의 연계를 통해 복잡한 대사경로 규명이나 다양한 생리 현상 해석 연구가 더욱 활발하게 진행될 것으로 전망된다.

• KSBB Journal
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• 제24권2호
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• pp.113-121
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• 2009

대사체학은 동 식물, 미생물뿐만 아니라 식품, 농업, 의약품에 이르기까지 다양한 분야에서 적용될 수 있으며, 최근 미래를 선도할 학문으로서 주목 받고 있는 분야이다. 하지만 우리나라의 대사체학 연구는 아직 기초적 단계이며, 대사체학에 대한 인식도 부족한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 대사체 연구 방법에 대해서 간단히 소개하였고, 국내 외 대사체학 연구현황, 대사체 연구의 필요성과 활용방안, 대사체 연구 수행 활성화를 위한 전략들을 소개하였다. 대사체학은 활용 범위가 매우 넓은 것이 특징인데, 예를 들어 functional genomics, 생물의 계통 분류, 생물의 대사경로 규명, 생물을 이용한 유용물질 생산, 신약 및 신소재 개발, biomarker의 개발, 식품 및 천연물 제제의 품질관리, 그리고 환경 및 독성 모니터링 등에 활용될 수 있다. 그러나 국내 대사체학 연구는 초기단계에 머물러 있는 실정이므로 국내 대사체 연구의 발전을 위해서는 연구 주체간의 협력, 해외 선진 기술 습득, 연구 개발 투자, 대사체 분석 전문가 육성, metabolome database 구축 등이 필요하다. 대사체학 연구에 대한 이러한 지원이 이뤄진다면, 대사체학 분야에 있어서 국내수준과 세계수준의 격차는 줄어들 것이다. 또한 결과적으로 대사체학 연구의 발전은 한국 생명공학 분야 (BT)의 발전에도 크게 이바지할 것으로 사료된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제48권2호
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• pp.149-162
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• 2024

Ginseng, the roots of Panax species, is an important medicinal herb used as a tonic. As ginsenosides are key bioactive components of ginseng, holistic chemical profiling of them has provided many insights into understanding ginseng. Mass spectrometry has been a major methodology for profiling, which has been applied to realize numerous goals in ginseng research, such as the discrimination of different species, geographical origins, and ages, and the monitoring of processing and biotransformation. This review summarizes the various applications of ginsenoside profiling in ginseng research over the last three decades that have contributed to expanding our understanding of ginseng. However, we also note that most of the studies overlooked a crucial factor that influences the levels of ginsenosides: genetic variation. To highlight the effects of genetic variation on the chemical contents, we present our results of untargeted and targeted ginsenoside profiling of different genotypes cultivated under identical conditions, in addition to data regarding genome-level genetic diversity. Additionally, we analyze the other limitations of previous studies, such as imperfect variable control, deficient metadata, and lack of additional effort to validate causation. We conclude that the values of ginsenoside profiling studies can be enhanced by overcoming such limitations, as well as by integrating with other -omics techniques.