• 미생물학회지
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• 제39권4호
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• pp.207-215
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• 2003

주어진 염기서열에서 단백질로 코딩되는 영역을 예측하는 유전자 구조 예측은 유전자 annotation의 가장 핵심적인 부분으로 유전자 분석 및 유전체 프로젝트 전체에 큰 영향을 준다. 진핵생물의 유전자가 원핵생물의 유전자에 비해 더 복잡한 구조를 가지기 때문에 진핵생물의 유전자 구조 예측 모델 역시 원핵생물에 비해 다양하고 복잡한 모델로 구성되어 있다. 본 연구팀은 duration hidden markov model을 기본형태로 하여 진핵생물의 유전자 구조 예측 프로그램인 EGSP를 개발하였다. 이 프로그램은 각 생명체의 유전자 구조 예측에 필요한 파라메터를 생성하는 학습기능과, 이를 기반으로 핵산 서열을 입력으로 해서 단백질을 코딩하는 부위를 예측하여 출력하는 기능으로 구성되며, 최근의 프로그램들의 추세대로 복수 개 유전자 예측의 기능을 갖추고 있다. EGSP의 학습과 예측에 사용되는 각 파라메터의 전체 성능에 대한 효과 분석 등을 위해 여러 개 signal에 대한 개별 모델이 주는 효과 등을 분석하였다. 진핵생물의 유전자 구조 예측에 가장 많이 연구되는 human dataset을 이용하여 현재 개발된 유전자 구조 예측 프로그램인 GenScan과 GeneID, Morgan 등 보편적으로 사용되는 프로그램들과의 성능을 여러 가지 기준에서 비교한 결과, 본 프로그램이 실용성 있는 수준을 보여주는 것을 확인하였다. 그리고 진핵 미생물인 Saccharomyces cerevisiae로 성능을 테스트한 결과 만족할 만한 수준의 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.

• Genomics & Informatics
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• 제1권1호
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• pp.40-49
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• 2003

The genes related to specific events or pathways in bacteria are frequently localized proximate to the genome of their neighbors, as with the structures known as operon, but eukaryotic genes seem to be independent of their neighbors, and are dispersed randomly throughout genomes. Although cases are rare, the findings from structures similar to prokaryotic operons in the nematode genome, and the clustering of housekeeping genes on human genome, lead us to assess the genomic association of genes as functional subunits. We evaluated the genomic association of neighboring genes on chromosomes 4 and 5 of Arabidopsis thaliana with and without respectively consideration of the scaffold/matrix­attached regions (S/MAR) loci. The observed number of functionally identical bigrams and trig rams were significantly higher than expected, and these results were verified statistically by calculating p-values for weighted random distributions. The observed frequency of functionally identical big rams and trig rams were much higher in chromosome 4 than in chromosome 5, but the frequencies with, and without, consideration of the S/MAR in each chromosome were similar. In this study, a genomic association among functionally related neighboring genes in Arabidopsis thaliana was suggested.

• 생명과학회지
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• 제29권1호
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• pp.123-128
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• 2019

원핵생물 분류의 기본단위인 종(species)의 동정에 16S rDNA가 사용되지만 한계가 있고 원핵생물의 속(genus)에 대한 연구가 많지 않다. 본 연구에서는 보존 유전자를 확보한 COG database와 대사경로를 확보한 MetaCyc database에 공통적인 원핵생물 중 속이 같고 종이 다른 13개 속 28개의 원핵생물을 대상으로 속 수준에서 연구하였다. 전체 유전자에서 core-genome인 속 보존 유전자의 비율은 최저 27.62%(Nostoc 속)에서 71.76%(Spiribacter 속)의 범위로 평균 46.72%였다. 각 원핵생물에서 core-genome의 비율이 낮으면 특이한 생명현상을 보이거나 서식지가 다양할 수 있을 것이다. 속 수준의 공통 대사경로의 비율은 최저 58.79%(Clostridium 속)에서 최대 96.31%(Mycoplasma 속), 평균 75.86%로 core-genome의 비율보다 높았다. 비교대상을 확장하면 속 특이 보존 유전자와 대사경로는 확인할 수 없었다. 보존 유전자와 대사경로 보유 계통수에서는 대체로 같은 속의 구성원들이 가장 인접하였으며, Bacillus속과 Clostridium 속이 그룹을 형성하였고, 고세균끼리 그룹을 형성하였다. 보존 유전자 보유계통수에서는 Acidobacteria, Cyanobacteria, Proteobacteria 문(phylum)의 Granulicella, Nostoc, Bradyrhizobium의 3개 속이 하나의 그룹을 형성하였다. 본 연구 결과는 (i) 각 계통 단계에서 보존유전자와 대사경로의 확인, (ii) 수평적 유전자 전달 또는 부위 지정 돌연변이를 통한 균주의 개선 등의 분야에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제32권12호
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• pp.956-961
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• 2022

식물에서 재조합 단백질을 생산하는 것은 여러 가지 장점이 있다. 식물은 인간 병원체에 감염되지 않으며, 박테리아와 달리 내독소를 생산하지 않는다. 엽록체 형질전환은 핵 형질전환에 비해 안정적으로 많은 유전자를 발현시킬 수 있는 등 다양한 이점이 있다. 항균펩타이드(AMP)는 많은 동물들이 가지고 있는 선천면역의 일종으로, 소량이라도 항균력을 가지며, 기존 항생제와 다르게 쉽게 내성균이 생기지 않는다. 항균펩타이드인 moricin은 누에나방의 한 종류인 Bombyx mori에서 분리되었으며, C-말단은 염기성 아미노산이 모여 있고, N-말단은 α-helix 구조를 가지고 있다. Moricin을 생산할 때 SUMO와 6xHis tag를 융합하여 사용하였다. 발현된 moricin의 용해성과 안정성을 높이기 위해 SUMO를, 발현된 moricin을 정제하기 위하여 6xHis tag를 이용하였다. 본 연구에서 담배 엽록체와 대장균에서 항균펩타이드를 발현하기 위한 형질전환벡터를 제작하였다. 또한, 엽록체와 박테리아의 전사 및 번역의 유사성을 이용하여 대장균에서 단백질의 발현을 확인하였다. 발현된 moricin을 Ni 컬럼 및 SUMOase를 처리하여 정제하고 agar diffusion assay를 이용하여 항균 활성을 확인하였다.