• 제목/요약/키워드: promoter prediction

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PromSearch: 신경망을 이용한 코어 프로모터 예측 프로그램 (PromSearch: a core-promoter prediction program using neural networks)

  • 김병희;김윤희;남진우;임명은;심정섭;박선희;장병탁
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (2)
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    • pp.769-771
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    • 2003
  • PromSearch는 DNA 염기서열 상에서 프로모터의 위치를 예측하는 프로그램이다. 다루는 대상은 인간 DNA의 프로모터이며, 프로모터의 TSS(transcription start site, 전사시작지점)를 예측하는 것을 목표로 한다. 프로모터 영역을 세분하여 각 영역에 대한 프로파일을 PWM(position weight matrix)을 이용해 작성하며, 임의의 염기서열이 입력으로 주어지면 세분한 영역의 점수를 신경망을 이용해 통합하여 프로모터 여부와 TSS의 위치를 결정한다. 프로모터 영역의 분할은 코어 프로모터의 구성 요소인 TATA-box와 Inr, DPE(downstream promoter element), 그리고 코어 프로모터의 위쪽으로 150bp 크기의 영역 등으로 4분할하였다. Fickett의 데이터를 이용한 평가 결과 sensitivity 43%, specificity 88fp(1/376bp)의 성능을 보였다.

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Molecular Analysis of Promoter and Intergenic Region Attenuator of the Vibrio vulnificus prx1ahpF Operon

  • Lee, Hyun Sung;Lim, Jong Gyu;Han, Kook;Lee, Younghoon;Choi, Sang Ho
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제25권8호
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    • pp.1380-1389
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    • 2015
  • Prx1, an AhpF-dependent 2-Cys peroxiredoxin (Prx), was previously identified in Vibrio vulnificus, a facultative aerobic pathogen. In the present study, transcription of the V. vulnificus prx1ahpF genes, which are adjacently located on the chromosome, was evaluated by analyzing the promoter and intergenic region of the two genes. Northern blot analyses revealed that transcription of prx1ahpF results in two transcripts, the prx1 and prx1ahpF transcripts. Primer extension analysis and a point mutational analysis of the promoter region showed that the two transcripts are generated from a single promoter. In addition, the 3' end of the prx1 transcript at the prx1ahpF intergenic region was determined by a 3'RACE assay. These results suggested that the prx1ahpF genes are transcribed as an operon, and the prx1 transcript was produced by transcriptional termination in the intergenic region. RNA secondary structure prediction of the prx1ahpF intergenic region singled out a stem-loop structure without poly(U) tract, and a deletion analysis of the intergenic region showed that the atypical stem-loop structure acts as the transcriptional attenuator to result in the prx1 and prx1ahpF transcripts. The combined results demonstrate that the differential expression of prx1 and ahpF is accomplished by the cis-acting transcriptional attenuator located between the two genes and thereby leads to the production of a high level of Prx1 and a low level of AhpF.

PromSearch를 이용한 인간 염색체 22번의 프로모터 예측 (Promoter Prediction on the Human Chromosome 22 by Promsearch)

  • 김윤희;김병희;장병탁
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (B)
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    • pp.340-342
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    • 2004
  • Promsearch는 인간 DNA에서 코어 프로모터 영역을 예측하는 프로그램이며, PWM(position weight matrix)과 신경망을 기반으로 전사시작지점을 예측한다. 프로그램은 대량의 서열 데이터를 처리할 수 있도록 구성되었으며, 본 논문에서는 인간 염색체 22번에 대한 프로모터 예측 결과를 제시한다. Annotated된 936개의 유전자와 Promsearch가 예측한 프로모터간의 위치의 상관관계를 계산한 결과 87개에 대해 프로모터 예측 결과가 의미 있는 것으로 밝혀졌다. 예측의 민감도는 25%이며, Promsearch가 대규모 시퀀싱 프로젝트에서 나오는 대량의 서열 데이터를 1차적으로 분석하는 도구로서 사용될 수 있음을 확인하였다.

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Three Non-Aspartate Amino Acid Mutations in the ComA Response Regulator Receiver Motif Severely Decrease Surfactin Production, Competence Development, and Spore Formation in Bacillus subtilis

  • Wang, Xiaoyu;Luo, Chuping;Liu, Youzhou;Nie, Yafeng;Liu, Yongfeng;Zhang, Rongsheng;Chen, Zhiyi
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제20권2호
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    • pp.301-310
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    • 2010
  • Bacillus subtilis strains produce a broad spectrum of bioactive peptides. The lipopeptide surfactin belongs to one well-known class, which includes amphiphilic membrane-active biosurfactants and peptide antibiotics. Both the srfA promoter and the ComP-ComA signal transduction system are an important part of the factor that results in the production of surfactin. Bs-M49, obtained by means of low-energy ion implantation in wild-type Bs-916, produced significantly lower levels of surfactin, and had no obvious effects against R. solani. Occasionally, we found strain Bs-M49 decreased spore formation and the development of competence. Blast comparison of the sequences from Bs-916 and M49 indicate that there is no difference in the srfA operon promoter PsrfA, but there are differences in the coding sequence of the comA gene. These differences result in three missense mutations within the M49 ComA protein. RT-PCR analyses results showed that the expression levels of selected genes involved in competence and sporulation in both the wild-type Bs-916 and mutant M49 strains were significantly different. When we integrated the comA ORF into the chromosome of M49 at the amyE locus, M49 restored hemolytic activity and antifungal activity. Then, HPLC analyses results also showed the comA-complemented strain had a similar ability to produce surf actin with wild-type strain Bs-916. These data suggested that the mutation of three key amino acids in ComA greatly affected the biological activity of Bacillus subtilis. ComA protein 3D structure prediction and motif search prediction indicated that ComA has two obvious motifs common to response regulator proteins, which are the N-terminal response regulator receiver motif and the C-terminal helix-turn-helix motif. The three residues in the ComA N-terminal portion may be involved in phosphorylation activation mechanism. These structural prediction results implicate that three mutated residues in the ComA protein may play an important role in the formation of a salt-bridge to the phosphoryl group keeping active conformation to subsequent regulation of the expression of downstream genes.

누에 후부실샘 특이 발현 유전자 클로닝 (Cloning of the posterior silk glands specific-expressed gene of silkworm)

  • 박옥란;김성렬;김성완;강석우;구태원;최광호
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.44-49
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    • 2015
  • 본 연구는 누에 후부실샘에서 특이적으로 발현하는 새로운 전사체를 탐색하고 이의 프로모터 영역을 분석함으로서 향후 형질전환누에 제작용 전이벡터 시스템의 효율성 제고를 위해 활용하고자 하였다. 우선 새로운 후부실샘 특이 발현 전사체 선발을 위해 ACP-based dd-PCR 방법으로 후부실샘에서 특이적으로 발현하는 34개 PCR 증폭 산물이 선발되었는데, 이 중 지금까지 보고된 바 없는 새로운 전사체인 ACP-16(366 bp)이 선발되었다. Northern blotting hybridization 분석 결과, ACP-16은 후부실샘에서 특이적으로 발현되는 것이 확인되었으며 전사체 발현량에서는 fibroin light chain 보다는 적었으며 전사체 크기에서는 fibroin light chain 보다는 다소 큰 것으로 확인되었다. ACP-16 유전자 프로모터 영역을 클로닝 하기 위해 게놈 유전자은행으로부터 ACP-16 (366 bp)를 탐침으로 전체 17.4 kb 크기의 파이지 클론을 선발할 수 있었으며, 전사체 상류에 유전자 발현조절에 필요한 TATA box와 Cap box 구조를 확인할 수 있었다. 본 연구에서 확보된 ACP-16 유전자의 프로모터 영역은 이후 코어 프로모터 개발 연구를 통하여 효과적인 누에 형질전환 시스템 구축에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

Application of data fusion modeling for the prediction of auxin response elements in Zea mays for food security purposes

  • Nesrine Sghaier;Rayda Ben Ayed;Ahmed Rebai
    • Genomics & Informatics
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    • 제20권4호
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    • pp.45.1-45.7
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    • 2022
  • Food security will be affected by climate change worldwide, particularly in the developing world, where the most important food products originate from plants. Plants are often exposed to environmental stresses that may affect their growth, development, yield, and food quality. Auxin is a hormone that plays a critical role in improving plants' tolerance of environmental conditions. Auxin controls the expression of many stress-responsive genes in plants by interacting with specific cis-regulatory elements called auxin-responsive elements (AuxREs). In this work, we performed an in silico prediction of AuxREs in promoters of five auxin-responsive genes in Zea mays. We applied a data fusion approach based on the combined use of Dempster-Shafer evidence theory and fuzzy sets. Auxin has a direct impact on cell membrane proteins. The short-term auxin response may be represented by the regulation of transmembrane gene expression. The detection of an AuxRE in the promoter of prolyl oligopeptidase (POP) in Z. mays and the 3-fold overexpression of this gene under auxin treatment for 30 min indicated the role of POP in maize auxin response. POP is regulated by auxin to perform stress adaptation. In addition, the detection of two AuxRE TGTCTC motifs in the upstream sequence of the bx1 gene suggests that bx1 can be regulated by auxin. Auxin may also be involved in the regulation of dehydration-responsive element-binding and some members of the protein kinase superfamily.

Analysis of opposing histone modifications H3K4me3 and H3K27me3 reveals candidate diagnostic biomarkers for TNBC and gene set prediction combination

  • Park, Hyoung-Min;Kim, HuiSu;Lee, Kang-Hoon;Cho, Je-Yoel
    • BMB Reports
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    • 제53권5호
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    • pp.266-271
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    • 2020
  • Breast cancer encompasses a major portion of human cancers and must be carefully monitored for appropriate diagnoses and treatments. Among the many types of breast cancers, triple negative breast cancer (TNBC) has the worst prognosis and the least cases reported. To gain a better understanding and a more decisive precursor for TNBC, two major histone modifications, an activating modification H3K4me3 and a repressive modification H3K27me3, were analyzed using data from normal breast cell lines against TNBC cell lines. The combination of these two histone markers on the gene promoter regions showed a great correlation with gene expression. A list of signature genes was defined as active (highly enriched H3K4me3), including NOVA1, NAT8L, and MMP16, and repressive genes (highly enriched H3K27me3), IRX2 and ADRB2, according to the distribution of these histone modifications on the promoter regions. To further enhance the investigation, potential candidates were also compared with other types of breast cancer to identify signs specific to TNBC. RNA-seq data was implemented to confirm and verify gene regulation governed by the histone modifications. Combinations of the biomarkers based on H3K4me3 and H3K27me3 showed the diagnostic value AUC 93.28% with P-value of 1.16e-226. The results of this study suggest that histone modification analysis of opposing histone modifications may be valuable toward developing biomarkers and targets for TNBC.

약리 유전학적 방법을 이용한 항우울제 치료반응성의 예측 (The Use of Pharmacogenomic Method for the Prediction of Antidepressant Responsiveness)

  • 김도관;임신원
    • 생물정신의학
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    • 제9권1호
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    • pp.25-33
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    • 2002
  • 우울증 환자들에게 항우울제를 처방하는 임상의들이 흔히 겪게 되는 두 가지 어려움은 약물의 치료 반응 유무를 판단하기 위하여 처음 약물을 투여한 후 4~6주 이상을 기다려야 하는 것과 어떤 종류의 항우울제라도 처음 4~6주 이후에도 반응을 보이지 않는 환자들이 30~40% 이상이 된다는 것이다. 이와 같은 어려움을 극복하기 위해서는 환자 개개인의 항우울제에 대한 반응성을 미리 예측하는 것이 필요하다. 이 논문에서는 연구자들의 과거 실험들과 이미 발표된 연구들을 중심으로 하여 항우울제에 대한 치료 반응성을 예측하는데 약리유전학적 방법을 이용한 현재까지의 연구들과 연구 결과를 해석 할때 고려해야 할 사항을 살펴보고자 한다. 세로토닌 수송체(serotonin transporter, 5-HTT)는 항우울제가 신경세포에 작용하는 주요 작용부위 중 하나이다. 최근의 연구들에 의하면 5-HTT 유전자 promoter 부위의 기능적인 다형성(5-HTT linked polymorphism repetitive element in promoter region, 5-HTTLPR)이 항우울제에 대한 치료 반응성과 관련이 있는 것으로 알려져 있으며, 5-HTTLPR 유전형의 분포빈도는 인종들 간에서 차이가 있는 것으로 알려져 있다. 연구자들은 최근의 실험을 통하여 5-HTTLPR 유전형들의 endophenotype을 혈소판 막에 분포하는 5-HTT의 약동학적 특성으로 측정할 수 있음을 발견하였다. 흥미로운 사실은 5-HTTLPR 유전형의 분포가 인종적으로 다른 양상으로 나타났듯이, 그 endophenotype인 혈소판막의 5-HTT의 약동학적 특성 역시 전혀 반대되는 양상으로 나타났다. 하지만 이 endophenotype의 특성만으로 항우울제의 치료반응을 예측하는 것은 아직까지 한계가 있으며, 향후 이러한 과제를 해결하기 위한 방법중 약리유전학적 방법을 사용할 수 있음을 제안하였다. 예비적으로 시행한 실험을 통하여 연구자들은 세로토닌 수송체의 구조와 특징이 비슷한 생체아민 수송체들의 유전자 다형성들 간에 유의한 상관관계가 있음을 발견하였으며, 이들 유의한 상관관계가 있는 유전자형을 연합하여 조합할 때 세로토닌 수송체의 유전형만의 기여도보다도 항우울제에 대한 반응 예측도의 odds ratio가 유의하게 상승함을 발견하였다. 이러한 연구 결과들은 임상의가 항우울제를 처방 할 때에 환자들의 유전적 그리고 인종적인 배경을 고려하여 개별화된 전략을 사용하여야 한다는 가설을 뒷받침한다. 앞으로 항우울제의 작용기전과 그 대사과정에 관여하는 유전자들들 중심으로 유전자 간의 상호 작용을 밝히고 그 표현형이 약물의 치료 반응도에 미치는 기여도를 평가하는 작업들은 항우울제의 치료 반응과 그 부작용을 미리 예측할 수 있는 평가 도구를 개발할 수 있는 가장 최선의 길이 될 수 있을 것이다.

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CM에서 고객만족도에 기반한 추천의향 예측에 관한 연구 (A Study on the Prediction of Referral Intension based on Customer Satisfaction in Construction Management)

  • 정민;이강
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제11권6호
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    • pp.100-110
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    • 2010
  • CM의 특성상 기존고객에 의한 재구매나 기존고객의 추천에 의한 신규고객 유입이 CM서비스의 주요 수주경로라고 볼 때 고객만족과 고객충성도에 대한 연구는 CM기업의 경쟁력을 강화시키는 요인으로 볼 수 있다. 그럼에도 현재 CM이 도입된 지 15년이 지났지만, 그동안 CM분야에서 고객만족도와 고객충성도에 관한 연구는 미미하였다. 본 연구의 목적은 CM서비스에 대한 고객만족도를 기반으로 하여 충성고객을 예측할 수 있는 모델을 구축하는 것이다. 이를 위해 CM서비스를 경험한 135명의 의사결정자를 대상으로 CM서비스에 대한 고객만족도와 고객충성도를 측정하였다. 고객만족도는 건설단계별로 기획단계, 설계단계, 조달단계, 시공단계 및 준공후단계별로 세분화하여 측정하였다. 고객충성도는 NPS(Net Promoter Score, 순고객추천지수) 이론에 근거하여 고객의 추천의향을 측정하였으며 측정결과에 따라 비추천고객, 중립고객, 추천고객으로 분류하여 건설단계별 만족도와 다항 로지스틱 회귀분석을 실시하였다. 연구결과 고객만족도 수준에 따라 비추천고객, 중립고객, 추천고객을 예측할 수 있는 모델을 구축하였다. 또한 프로젝트 초기단계인 기획단계 만족도가 추천고객을 형성하는 데 가장 큰 영향력 있는 요인으로 나타났다. 이와 같은 연구결과는 인터넷 등 정보의 발달로 고객의 긍정적 또는 부정적인 구전이 급속도로 노출되는 환경에서 프로젝트 진행과정에서 고객의 만족도를 관리함으로써 충성고객을 확보하는데 사전 예측자료로 활용될 수 있다.

Molecular Cloning and Characterization of the Yew Gene Encoding Squalene Synthase from Taxus cuspidata

  • Huang, Zhuoshi;Jiang, Keji;Pi, Yan;Hou, Rong;Liao, Zhihua;Cao, Ying;Han, Xu;Wang, Qian;Sun, Xiaofen;Tang, Kexuan
    • BMB Reports
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    • 제40권5호
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    • pp.625-635
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    • 2007
  • The enzyme squalene synthase (EC 2.5.1.21) catalyzes a reductive dimerization of two farnesyl diphosphate (FPP) molecules into squalene, a key precursor for the sterol and triterpene biosynthesis. A full-length cDNA encoding squalene synthase (designated as TcSqS) was isolated from Taxus cuspidata, a kind of important medicinal plants producing potent anti-cancer drug, taxol. The full-length cDNA of TcSqS was 1765 bp and contained a 1230 bp open reading frame (ORF) encoding a polypeptide of 409 amino acids. Bioinformatic analysis revealed that the deduced TcSqS protein had high similarity with other plant squalene synthases and a predicted crystal structure similar to other class I isoprenoid biosynthetic enzymes. Southern blot analysis revealed that there was one copy of TcSqS gene in the genome of T. cuspidata. Semi-quantitative RT-PCR analysis and northern blotting analysis showed that TcSqS expressed constitutively in all tested tissues, with the highest expression in roots. The promoter region of TcSqS was also isolated by genomic walking and analysis showed that several cis-acting elements were present in the promoter region. The results of treatment experiments by different signaling components including methyl-jasmonate, salicylic acid and gibberellin revealed that the TcSqS expression level of treated cells had a prominent diversity to that of control, which was consistent with the prediction results of TcSqS promoter region in the PlantCARE database.