• Genomics & Informatics
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• 제4권3호
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• pp.110-117
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• 2006

In microarray technology, many diverse experimental features can cause biases including RNA sources, microarray production or different platforms, diverse sample processing and various experiment protocols. These systematic effects cause a substantial obstacle in the analysis of microarray data. When such data sets derived from different experimental processes were used, the analysis result was almost inconsistent and it is not reliable. Therefore, one of the most pressing challenges in the microarray field is how to combine data that comes from two different groups. As the novel trial to integrate two data sets with batch effect, we simply applied standardization to microarray data before the significant gene selection. In the gene selection step, we used new defined measure that considers the distance between a gene and an ideal gene as well as the between-slide and within-slide variations. Also we discussed the association of biological functions and different expression patterns in selected discriminative gene set. As a result, we could confirm that batch effect was minimized by standardization and the selected genes from the standardized data included various expression pattems and the significant biological functions.

• 한국어병학회지
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• 제35권2호
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• pp.141-155
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• 2022

Rock bream iridovirus (RBIV) causes high mortality and economic losses in the rock bream (Oplegnathus fasciatus) aquaculture industry in Korea. Viral open reading frames (ORFs) expression profiling at different RBIV infection stages was investigated using microarray approaches. Rock bream were exposed to the virus and held for 7 days at 23 ℃ before the water temperature was reduced to 17 ℃. Herein, 28% mortality was observed from 24 to 35 days post infection (dpi), after which no mortality was observed until 70 dpi (end of the experiment). A total of 27 ORFs were significantly up- or down-regulated after RBIV infection. In RBIV-infected rock bream, four viral genes were expressed after 2 dpi. Most RBIV ORFs (26 genes, 96.2%) were significantly elevated between 7 and 20 dpi. Among them, 12 ORF (44.4%) transcripts reached their peak expression intensity at 15 dpi, and 14 ORFs (51.8%) were at peak expression intensity at 20 dpi. Expression levels began to decrease after 25 dpi, and 92.6% of ORFs (25 genes) were expressed below 1-fold at 70 dpi. From the microarray data, in addition to the viral infection, viral gene expression profiles were categorized into three infection stages, namely, early (2 dpi), middle (7 to 20 dpi), and recovery (25 and 70 dpi). RBIV ORFs 009R, 023R, 032L, 049L, and 056L were remarkably expressed during RBIV infection. Furthermore, six ORFs (001L, 013R, 052L, 053L, 058L, and 061L) were significantly expressed only at 20 dpi. To verify the cDNA microarray data, we performed quantitative real-time PCR, and the results were similar to that of the microarray. Our results provide novel observations on broader RBIV gene expression at different stages of infection and the development of control strategies against RBIV infection.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권9호
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• pp.514-526
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• 2004

최근 마이크로어레이 실험기술의 개발로 인해서 생물학자들은 한꺼번에 수천 혹은 수만 개의 유전자 발현실험이 가능하게 되었다. 마이크로어레이를 이용한 유전자 발현 패턴 분석에 필요한 이미지의 분석 작업은 사용자의 많은 수작업이 필요하며, 올바른 결과를 얻기 위해서 많은 주의가 필요하다. 그러므로 사용자의 수작업을 최소화하고 정확한 발현결과를 얻기 위해서 마이크로어레이 이미지의 자동 분석 방법이 필요하다. 일반적으로 마이크로어레이 데이타는 반점(spot) 위치의 변동이나 모양, 크기가 고르지 않는 것과 같은 다양한 문제로 인하여 자동 분석이 어렵다. 특히 블록과 반점의 주소를 결정하는 것은 마이크로어레이 분석 중 어려운 단계이며, 대부분 상용 프로그램에서는 수작업을 통해서 해결하거나, 수작업이 필요한 반자동시스템을 이용하고 있다. 본 논문에서는 균일 격자(regular grid) 구조 탐색을 이용하여 새로운 블록과 반점의 주소를 결정하는 알고리즘을 소개한다. 본 알고리즘에서는 입력된 반점들의 중심점을 이용하여, 균등 일직선 서열(equally spaced and collinear sequence)을 생성하고 이를 통하여 이미지의 기울기와 단위길이를 계산한다. 계산되어진 기울기와 단위길이를 이용하여 가상점을 허용한 균등 일직선서열을 다시 생성하고, 이를 이용하여 마이크로어레이의 주소를 결정한다. 실험 결과 다양한 실험 데이터에 대하여 매우 안정적이며, 신뢰성이 높은 결과를 얻을 수 있었다. 본 알고리즘에 대한 자세한 정보는 http://jade.cs.pusan.ac.kr/~autogrid에 정리되어 있다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제48권7호
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• pp.779-788
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• 2005

목 적 : Echinacea는 면역증강제로 이미 사용되고 있는 재래 식물로서 최근에 Echinacea의 추출물로 단구를 중심으로 면역세포들에 의한 면역증강효과에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는 단구와 수지상세포에서 Echinacea에 의해 유전자의 발현이 증가되는 면역관련 유전자들을 cDNA microarray chip을 사용하여 선별하고 이들을 토대로 Echinacea의 면역증강 효과에 대한 연구를 할 때 기초 자료가 되고자 하였다. 방 법 : 실험 1과 2는 3명의 공여자의 말초혈 단구로 실험하였는데 실험 1은 단구에 최종 농도가 $50{\mu}g/mL$ 되게 Echinacea를 첨가하여 1일간 배양하였고, 실험 2는 실험 1의 대조군으로서 Echinacea를 첨가하지 않고 배양하였다. 실험 3과 4는 2명의 공여자의 단구로 실험하였는데 실험 3은 GM-CSF와 IL-4를 첨가하여 5일간 배양시켜 수지상세포로 분화시킨 뒤 Echinacea를 첨가하여 1일간 더 배양시켰고, 실험 4는 실험 3의 대조군으로서 수지상세포로 분화시킨 뒤 Echinacea를 첨가하지 않고 1 일간 더 배양하였다. Echinacea에 의한 단구와 수지상세포의 유전자발현 효과를 알아보기 위해서 cDNA microarray chip을 이용하여 대조군에 대한 실험군의 각 유전자의 발현비를 구하였다. Echinacea를 첨가하지 않은 단구(실험 2의 단구)에 대한 Echinacea를 첨가한 단구(실험 1의 단구)의 각 유전자들의 발현 비를 구하였고, Echinacea를 첨가하지 않은 수지상세포(실험 4의 수지상세포)에 대한 Echinacea를 첨가한 수지상세포(실험 3의 수지상세포)의 각 유전자들의 발현비를 구하였다. 여기서 실험 1과 2에서는 세 공여자의 단구에서 나온 유전자 발현비의 결과를, 실험 3과 4에서는 두 공여자의 수지상세포에서 나온 유전자 발현비의 결과를 평균하여 그 발현비가 2.5 이상 되는 것을 의미있게 발현된 유전자로 보았다. 결 과 : Echinacea를 첨가하지 않은 단구를 대조군으로 하여 Echinacea를 첨가한 단구의 유전자 발현비가 2.5 이상으로 증가한 것들 중 면역과 관계된 유전자들은 17개였다. Echinacea를 첨가하지 않은 수지상세포를 대조군으로 하여 Echinacea를 첨가한 수지상세포의 유전자 발현비가 2.5 이상으로 증가한 것들 중 면역과 관계된 유전자들은 24개였고, 실험에 사용한 수지상세포들은 모두 미성숙 수지상세포의 특징적인 표면항원들을 가지고 있음을 유세포 분석으로 확인하였다. Echinacea가 단구와 수지상세포 둘 다에서 의미있게 유전자발현비가 증가된 것들이 7개 있었는데, 이들은 CD44, IFI 30, MRC 1, CCR 7, CLK 2, syntenin, cytochrome C oxidase subunit VIII 등의 유전자들이었다. 특히 발현비가 3.5 이상으로 높은 유전자들을 그 발현비 순으로 나열하면 단구에서는 IFI 30, CLK 2, syntenin, superoxide dismutase 2 등 4개의 유전자들이 있었고, 수지상세포에서는 somatomedin A, methyl-CpG binding domain protein 3, IFI 30, small inducible cytokine subfamily A(Cys-Cys), member 22, ubiquitin-conjugating enzyme E2L 6, hexosaminidase B, nuclear factor of kappa light polypeptide gene enhancer in B-cells inhibitor epsilon, CCR 7 등 8개의 유전자들이 있었다. 결 론 : 본 연구는 Echinacea가 $CD14^+$ 단구 및 수지상세포에서 발현을 증가시키는 면역관련 유전자들을 cDNA microarray chip을 이용하여 검색하였고, 향후 이 유전자들을 기초로 정량적이고 기능적으로 분석할 수 있는 토대를 마련하였다.

• BMB Reports
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• 제40권4호
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• pp.475-485
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• 2007

Methamphetamine is an illicit drug that is often abused and can cause neuropsychiatric and neurotoxic damage. Repeated administration of psychostimulants such as methamphetamine induces a behavioral sensitization. According to a previous study, Bax was involved in neurotoxicity by methamphetamine, but the function of Bax in rewarding effect has not yet been elucidated. Therefore, we have studied the function of Bax in a rewarding effect model. In the present study, we treated chronic methamphetamine exposure in a Bax-deficient mouse model and examined behavioral change using a conditioned place preference (CPP) test. The CPP score in Bax knockout mice was decreased compared to that of wild-type mice. Therefore, we screened for Bax-related genes that are involved in rewarding effect using microarray technology. In order to confirm microarray data, we applied the RT-PCR method to observe relative changes of Bcl2, a pro-apoptotic family gene. As a result, using our experiment microarray, we selected genes that were associated with Bax in microarray data, and eventually selected the Tgfbr2 gene. Expression of the Tgfbr2 gene was decreased by methamphetamine in Bax knockout mice, and the gene was overexpressed in Bax wild-type mice. Additionally, we confirmed that Creb, FosB, and c-Fos were related to rewarding effect and Bax using immunohistochemistry.

• 동의신경정신과학회지
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• 제18권1호
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• pp.95-110
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• 2007

Objective : The purpose of this study was to investigate molecular basis of neuroprotective effect in total ginsenosides. After H202 induced neurotoxicity, gene expression profiling of SH-SY5Y neuroblastoma cells treated by total ginsenosides is analyzed. Method : After SH-SY5Y cells were cultured, they were damaged by H202 induced oxidative stress. After twenty four hours, experimental group is treated by total ginsenosides and control group is treated by 0.9% saline. A high density cDNA microarray chip is used to analyze the gene expression profiling of SH-SY5Y cells. The Significance Analysis of Microarray method is used for identifying genes on a microarray. Results : 1. According to the results of microarray experiment, 17 genes were up-regulated, 38 genes were down-regulated. 2. Expression of OPHNl, KTANl, ATM, PRKCE, MAPKs genes associated with cell proliferation, neural growth, and the prevention of apoptosis were increased. 3. Change of EPX gene was the greatest among all genes. EPX gene associated with oxidative stress, and tumor suppressor gene ADAM11 were decreased. Conclusion : According to this study, molecular basis of neuroprotective effect of total ginsenosides is as followings: the increase of gene expression associated with cell proliferation, neuron growth, the prevention of apoptotsis and decrease of gene expression associated with oxidative stress and tumor suppressor.

• Communications for Statistical Applications and Methods
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• 제16권3호
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• pp.397-408
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• 2009

마이크로어레이 기술은 수만 개 유전자의 발현 패턴을 동시에 관찰하는 것을 가능하게 하였고, 이들을 하나씩 검정하여 찾아낸 특이발현 현상을 보이는 유전자를 중심으로 질병의 진단, 치료법 정립과 신약 개발을 위한 기본 정보를 확립하였다. 그러나 개별 유전자분석의 여러 문제점이 발견되면서 유전자들을 생물학적 대사경로나 염색체 위치가 같은 것끼리 묶은 집단을 분석하여 질병의 발생이나 생존에 영향을 미치는 집단을 찾는 방법이 제시되었다. 이러한 유전자 집단의 유의성에 대한 연구는 2002년에 MIT에서 비롯되어 GSEA, SAM-GS와 중심극한 정리의 개념을 이용한 모수적 방법인 PAGE 등이 사용되고 있다. 본 논문에서는 이들 통계량의 구조적 한계를 극복하고 계산이 간단한 새로운 모수적 방법을 제안하고 자료 분석을 통하여 효율성을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.2039-2044
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• 2006

생물정보는 사람의 능력을 넘어 섰으며 데이터 마이닝과 같은 인공지능기법이 필수적으로 요구된다. 한번에 수천 개의 유전자 발현 정보를 획득할 수 있는 DNA마이크로어레이 기술은 대량의 생물정보를 가진 대표적인 신기술로 질병의 진단 및 예측에 있어 새로운 분석방법들과 연계하여 많은 연구가 진행 중이다. 이러한 새로운 기술들을 이용하여 유전자의 메 커니즘을 규명하는 것은 질병의 치료 및 신약의 개발에 많은 도움을 줄 것으로 기대 된다. 본 논문에서는 마이크로어레이 실험에서 다양한 원인에 의해 발생하는 잡음(noise)을 줄이 거나 제거하는 과정인 표준화과정을 거쳐 표준화 방법들의 성능 비교를 위해 특징 추출방법 인 베이지안(Bayesian) 방법을 이용하여 마이크로어레이 데이터의 분류 정확도를 비교 평가하여 Lowess 표준화 후 95.89%로 분류성능을 향상시킬 수 있음을 보였다.

• 생명과학회지
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• 제25권4호
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• pp.376-384
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• 2015

소의 질을 평가하기 위해서는 중요한 인자인 근육내 지방(또는 마블링)을 조절하는 분자를 연구해야 한다. cDNA microarray를 사용하여 등지방 조직과 최장근의 유전자발현 차이를 비교하였다. 이 연구를 통해, 우리는 한우의 지방조직에 1211개, 근육조직에서 1346개의 특이 유전자를 확인하였다. bovine chip은 지방조직의 920개 유전자와 근육조직의 760개 유전자로 이루어진 1680개의 특이 유전자로 구성되어있다. 이 실험에서 Microarray 분석은 등지방조직(Cy3)과 최장근(Cy5)의 유전자 발현에 있어서 큰 차이를 보여준다. 차이를 보이는 많은 특이유전자 중에서, 12-리폭시게나아제 유전자와 프로스타글란딘 D 합성효소는 근육내 지방의 축적을 조절하는 중요한 효소이다. 본 연구에서, 일반적으로 발현되지만 한우의 근육과 지방 조직에서 차이를 보이는 많은 유전자를 hybridization 분석을 통해 발견하였다. 선택된 유전자의 발현 수준은 반정량적 RT-PCR을 통해 확인하였고, 그 결과는 cDNA microarray와 유사하였다.

• 한국생명과학회:학술대회논문집
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• 한국생명과학회 2003년도 제39회 학술심포지움
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• pp.67-67
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• 2003