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.
High-throughput microarray is one of the most popular tools in molecular biology, and various computational methods have been developed for the microarray data analysis. While the computational methods easily extract significant features, it suffers from inferring modules of multiple co-regulated genes. Hypernetworhs are motivated by biological networks, which handle all elements based on their combinatorial processes. Hence, the hypernetworks can naturally analyze the biological effects of gene combinations. In this paper, we introduce a hypernetwork classifier for microRNA (miRNA) profile analysis based on microarray data. The hypernetwork classifier uses miRNA pairs as elements, and an evolutionary learning is performed to model the microarray profiles. miTNA modules are easily extracted from the hypernetworks, and users can directly evaluate if the miRNA modules are significant. For experimental results, the hypernetwork classifier showed 91.46% accuracy for miRNA expression profiles on multiple human canters, which outperformed other machine learning methods. The hypernetwork-based analysis showed that our approach could find biologically significant miRNA modules.
Wang, Hai Yang;Lin, Zi Li;Yu, Xian Feng;Bao, Yuan;Cui, Xiang-Shun;Kim, Nam-Hyung
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
/
v.29
no.6
/
pp.782-792
/
2016
As the most common neurodegenerative diseases, Alzheimer's disease (AD) and Parkinson's disease (PD) are two of the main health concerns for the elderly population. Recently, microRNAs (miRNAs) have been used as biomarkers of infectious, genetic, and metabolic diseases in humans but they have not been well studied in domestic animals. Here we describe a computational biology study in which human AD- and PD-associated miRNAs (ADM and PDM) were utilized to predict orthologous miRNAs in the following domestic animal species: dog, cow, pig, horse, and chicken. In this study, a total of 121 and 70 published human ADM and PDM were identified, respectively. Thirty-seven miRNAs were co-regulated in AD and PD. We identified a total of 105 unrepeated human ADM and PDM that had at least one 100% identical animal homolog, among which 81 and 54 showed 100% sequence identity with 241 and 161 domestic animal miRNAs, respectively. Over 20% of the total mature horse miRNAs (92) showed perfect matches to AD/PD-associated miRNAs. Pigs, dogs, and cows have similar numbers of AD/PD-associated miRNAs (63, 62, and 59). Chickens had the least number of perfect matches (34). Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) pathway analyses suggested that humans and dogs are relatively similar in the functional pathways of the five selected highly conserved miRNAs. Taken together, our study provides the first evidence for better understanding the miRNA-AD/PD associations in domestic animals, and provides guidance to generate domestic animal models of AD/PD to replace the current rodent models.
In past few years, high-throughput sequencing, big-data generation, cloud computing, and computational biology are revolutionary. RNA sequencing is emerging as an attractive alternative to DNA microarrays. And the methods for constructing Gene Regulatory Network (GRN) from RNA-Seq are extremely lacking and urgently required. Because GRN has obtained substantial observation from genomics and bioinformatics, an elementary requirement of the GRN has been to maximize distinguishable genes. Despite of RNA sequencing techniques to generate a big amount of data, there are few computational methods to exploit the huge amount of the big data. Therefore, we have suggested a novel gene selection algorithm combining Support Vector Machines and Intensity-dependent normalization, which uses log differential expression ratio in RNAseq. It is an extended variation of support vector machine recursive feature elimination (SVM-RFE) algorithm. This algorithm accomplishes minimum relevancy with subsets of Big-Data, such as NCBI-GEO. The proposed algorithm was compared to the existing one which uses gene expression profiling DNA microarrays. It finds that the proposed algorithm have provided as convenient and quick method than previous because it uses all functions in R package and have more improvement with regard to the classification accuracy based on gene ontology and time consuming in terms of Big-Data. The comparison was performed based on the number of genes selected in RNAseq Big-Data.
The nsp14 protein is an exoribonuclease that is encoded by severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV). We have cloned and expressed the nsp14 protein in Escherichia coli, and characterized the nature and the role(s) of the metal ions in the reaction chemistry. The purified recombinant nsp14 protein digested a 5'-labeled RNA molecule, but failed to digest the RNA substrate that is modified with fluorescein group at the 3'-hydroxyl group, suggesting a 3'-to-5' exoribonuclease activity. The exoribonuclease activity requires $Mg^{2+}$ as a cofactor. Isothermal titration calorimetry (ITC) analysis indicated a two-metal binding mode for divalent cations by nsp14. Endogenous tryptophan fluorescence and circular dichroism (CD) spectra measurements showed that there was a structural change of nsp14 when binding with metal ions. We propose that the conformational change induced by metal ions may be a prerequisite for catalytic activity by correctly positioning the side chains of the residues located in the active site of the enzyme.
Kim, Dong-Chan;Kim, Seonlin;Hwang, Kyu-Seok;Kim, Cheol-Hee
Biomedical Science Letters
/
v.23
no.1
/
pp.8-16
/
2017
p-Coumaric acid is an organic compound that is a hydroxyl derivative of cinnamic acid. Due to its multiple biological activities p-coumaric acid has been widely studied in biochemical and cellular systems and is also considered as a useful therapeutic candidate for various neuronal diseases. However, the efficacy of p-coumaric acid on zebrafish developmental regulation has not been fully explored. In this study, therefore, we first investigated the action mechanism of the p-coumaric acid on the zebrafish development in a whole-organism model. p-Coumaric acid treated group significantly inhibited the pigmentation of the developing zebrafish embryos compared with control embryos without any severe side effects. In addition, p-coumaric acid down-regulated more effectively in a lower concentration than the well-known zebrafish's melanogenic inhibitor, phenylthiourea. We also compared the molecular docking property of p-coumaric acid with phenylthiourea on the tyrosinase's kojic acid binding site, which is the key enzyme of zebrafish embryo pigmentation. Interestingly, p-coumaric acid interacted with higher numbers of the amino acid residues and exhibited a tight binding affinity to the enzyme than phenylthiourea. Taken all together, these results strongly suggest that p-coumaric acid inhibits the activity of tyrosinase, consequently down-regulating zebrafish embryo pigmentation, and might play an important role in the reduction of dermal pigmentation. Thus, p-coumaric acid can be an effective and non-toxic ingredient for anti-melanogenesis functional materials.
Kim, Min-Kyoung;Min, Jae-Ki;Choi, Bu-Young;Lim, Hae-Young;Cho, Youl-Hee;Lee, Chul-Hoon
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.17
no.10
/
pp.1712-1716
/
2007
To generate new scaffold candidates as highly selective and potent cyelin-dependent kinase (CDK) inhibitors, structure-based drug screening was performed utilizing 3D pharmacophore conformations of known potent inhibitors. As a result, CR229 (6-bromo-2,3,4,9-tetrahydro-carbolin-1-one) was generated as the hit-compound. A computational docking study using the X-ray crystallographic structure of CDK2 in complex with CR229 was evaluated. This predicted binding mode study of CR229 with CDK2 demonstrated that CR229 interacted effectively with the Leu83 and Glu81 residues in the ATP-binding pocket of CDK2 for the possible hydrogen bond formation. Furthermore, biochemical studies on inhibitory effects of CR229 on various kinases in the human cervical cancer HeLa cells demonstrated that CR229 was a potent inhibitor of CDK2 ($IC_{50}:\;3\;{\mu}M$), CDKI ($IC_{50}:\;4.9\;{\mu}M$), and CDK4 ($IC_{50}:\;3\;{\mu}M$), yet had much less inhibitory effect ($IC_{50}:>20\;{\mu}M$) on other kinases, such as casein kinase 2-${\alpha}1$ (CK2-${\alpha}1$), protein kinase A (PKA), and protein kinase C (PKC). Accordingly, these data demonstrate that CR229 is a potent CDK inhibitor with anticancer efficacy.
Cho, Min Seok;Park, Duck Hwan;Namgung, Min;Ahn, Tae-Young;Park, Dong Suk
The Plant Pathology Journal
/
v.31
no.2
/
pp.123-131
/
2015
Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus (Cms) multiplies very rapidly, passing through the vascular strands and into the stems and petioles of a diseased potato. Therefore, the rapid and specific detection of this pathogen is highly important for the effective control of the pathogen. Although several PCR assays have been developed for detection, they cannot afford specific detection of Cms. Therefore, in this study, a computational genome analysis was performed to compare the sequenced genomes of the C. michiganensis subspecies and to identify an appropriate gene for the development of a subspecies-specific PCR primer set (Cms89F/R). The specificity of the primer set based on the putative phage-related protein was evaluated using genomic DNA from seven isolates of Cms and 27 other reference strains. The Cms89F/R primer set was more specific and sensitive than the existing assays in detecting Cms in in vitro using Cms cells and its genomic DNA. This assay was also able to detect at least $1.47{\times}10^2copies/{\mu}l$ of cloned-amplified target DNA, 5 fg of DNA using genomic DNA or $10^{-6}$ dilution point of 0.12 at $OD_{600}$ units of cells per reaction using a calibrated cell suspension.
Park, Sung Nam;Son, Young Woo;Choi, Eun Joo;You, Hyung-Keun;Kim, Min Seuk
International Journal of Oral Biology
/
v.43
no.4
/
pp.223-230
/
2018
Exosomes are Nano-sized lipid vesicles secreted from mammalian cells containing diverse cellular materials such as proteins, lipids, and nucleotides. Multiple lines of evidence indicate that in saliva, exosomes and their contents such as microRNAs (miRNAs) mediate numerous cellular responses upon delivery to recipient cells. The objective of this study was to characterize the different expression profile of exosomal miRNAs in saliva samples, periodically isolated from a single periodontitis patient. Unstimulated saliva was collected from a single patient over time periods for managing periodontitis. MicroRNAs extracted from each phase were investigated for the expression of exosomal miRNAs. Salivary exosomal miRNAs were analyzed using Affymetrix miRNA arrays and prediction of target genes and pathways for its different expression performed using DIANA-mirPath, a web-based, computational tool. Following the delivery of miRNA mimics (hsa-miR-4487, -4532, and -7108-5p) into human gingival fibroblasts, the expression of pro-inflammatory cytokines and activation of the MAPK pathway were evaluated through RT-PCR and western blotting. In each phase, 13 and 43 miRNAs were found to be differently expressed $({\mid}FC{\mid}{\geq}2)$. Among these, hsa-miR-4487 $({\mid}FC{\mid}=9.292005)$ and has-miR-4532 $({\mid}FC{\mid}=18.322697)$ were highly up-regulated in the clinically severe phase, whereas hsa-miR-7108-5p $({\mid}FC{\mid}=12.20601)$ was strongly up-regulated in the clinically mild phase. In addition, the overexpression of miRNA mimics in human gingival fibroblasts resulted in a significant induction of IL-6 mRNA expression and p38 phosphorylation. The findings of this study established alterations in salivary exosomal miRNAs which are dependent on the severity of periodontitis and may act as potential candidates for the treatment of oral inflammatory diseases.
Introduction: Non-small cell lung cancer (NSCLC) patients are particularly vulnerable to the Coronavirus Disease-2019 (COVID-19). Currently, no anti-NSCLC/COVID-19 treatment options are available. As ginsenoside Rg3 is beneficial to NSCLC patients and has been identified as an entry inhibitor of the virus, this study aims to explore underlying pharmacological mechanisms of ginsenoside Rg3 for the treatment of NSCLC patients with COVID-19. Methods: Based on a large-scale data mining and systemic biological analysis, this study investigated target genes, biological processes, pharmacological mechanisms, and underlying immune implications of ginsenoside Rg3 for NSCLC patients with COVID-19. Results: An important gene set containing 26 target genes was built. Target genes with significant prognostic value were identified, including baculoviral IAP repeat containing 5 (BIRC5), carbonic anhydrase 9 (CA9), endothelin receptor type B (EDNRB), glucagon receptor (GCGR), interleukin 2 (IL2), peptidyl arginine deiminase 4 (PADI4), and solute carrier organic anion transporter family member 1B1 (SLCO1B1). The expression of target genes was significantly correlated with the infiltration level of macrophages, eosinophils, natural killer cells, and T lymphocytes. Ginsenoside Rg3 may benefit NSCLC patients with COVID-19 by regulating signaling pathways primarily involved in anti-inflammation, immunomodulation, cell cycle, cell fate, carcinogenesis, and hemodynamics. Conclusions: This study provided a comprehensive strategy for drug discovery in NSCLC and COVID-19 based on systemic biology approaches. Ginsenoside Rg3 may be a prospective drug for NSCLC patients with COVID-19. Future studies are needed to determine the value of ginsenoside Rg3 for NSCLC patients with COVID-19.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.