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강우의 대표확률분포형 결정을 위한 Jackknife기법의 적용
이재준 금오공과대학교 대학원 2008 국내석사
In this study, basic data consist of annual maximum precipitation at 57 stations that has the precipitation records more than 30years in Korea. The 14 probability distributions which has been widely used in hydrologic frequency analysis are applied to the basic data. The Method of moments, method of maximum likelihood and Probability weighted Moments are used to estimate the parameters. And 4-tests(chi-square test, Kolmogorov-Smirnov test, Cramer von Mises test, Probability plot correlation coefficient(PPCC) test) are used to determine the goodness of fit of probability distributions. This study emphasizes the necessity for considering the variability of the estimate of T-year event in hydrologic frequency analysis and proposes a framework for evaluating probability distribution models. The variability(or estimation error) of T-year event is used as a criterion for model evaluation as well as three goodness of fit criteria (SLSC, MLL, and AIC) in the framework. The Jackknife method play important roles in estimating the variability. For the annual maxima of precipitation in Daegu, the two parameter Gamma distribition is regarded as the best one among probability distribution models with two or three parameters; in Sokcho and Seoul, the Gumbel distribution was decided; in Daejeon, the three parameter Gamma distribution was decided; in Busan, the three parameter Log-Gumbel distribution was decided.
골시멘트의 골간단부 해면골 침투에 대한 파동성 세척의 효과
시멘트형 인공 슬관절 전치환술 후 합병증의 하나인 무균성 해리를 감소시키기 위해서는 인공슬관절 내고정물의 고정에 사용되는 골시멘트와 골사이의 고정력을 강화시키는 것이 중요하다. 골시멘트와 골사이의 고정력을 강화시키는 방법으로 골절단면의 세척, 솔질, 골시멘트의 가압삽입 등이 있다. 골절단면의 세척에는 파동성세척과 고무주사기 세척이 있으며 두 세척방법에 따른 골시멘트와 골 사이의 고정력에 차이가 있을 것으로 생각된다. 고정력의 차이는 골시멘트의 해면골 침투깊이와 밀접한 관계가 있다. 약 100kg 체중의 1년된 요크셔 돼지의 대퇴골을 도살직후 채취하여 대퇴골 원위 간단부에서 1cm 두께의 골 절편을 얻고 이를 상하, 좌우로 나눈 후 골절편을 20개씩 두군으로 분류하였다. 한 군은 파동성 세척기로, 다른 한 군은 고무 주사기를 이용해 세척하고 골시멘트를 가압 삽입 하였다. 골 절편을 적당한 크기로 자른 후 조직 고정과 탈수 과정을 거친 후 플라스틱 수지에 포매하고, 조직 박편을 얻어 조직학적 관찰 및 화상 분석기를 이용해 골시멘트의 침투 깊이와 침투 면적을 분석하였다. 파동성 세척기를 이용한 군의 골시멘트 총 침투 면적은 평균 34.9mm², 침투 깊이는 평균 4.4mm로 고무주사기의 평균 20.2mm², 2.5mm에 비해 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 파동성 세척기를 이용하여 골 절단면을 세척하는 것이 고무 주사기를 이용한 방법에 비해 골시멘트의 침투 깊이와 면적을 늘리는데 유효함을 알 수 있었고 따라서 시멘트형 인공슬관절 전치환술시 파동성 세척기를 이용하여 골 절단면을 처리함으로써 내고정물의 안정성을 향상시켜 무균성 해리를 줄일 수 있을 것으로 생각된다. Aseptic loosening of cemented total knee arthroplasty is one of the complications and a major cause of late failure, which takes place at the interface between cement and bone. The strength of bone-cement interface is known to be directly related to the depth of cement penetration. This has been shown to be enhanced by modalities such as pressurization of cement, or by brushing and lavaging the transection surface of the bone. The purpose of this study is to compare the effects of pulsed lavage versus bulb syringe irrigation on cement penetration into cancellous bone of metaphysis. Bone slabs, about 1cm in thickness, taken from distal metaphysis of 10 femurs of adult pigs were used in this study. The bone slabs were sectioned in saggital and transverse plane, and they were divided into two groups. One half of the specimen was irrigated with saline by pulsed lavage, while the other half was irrigated with saline by bulb syringes. Bone cement was pressurized into the cut surface by cement gun. The trimmed bone blocks were fixed in formaldehyde, and dehydrated in ethanol. They were embedded in plastic resin(Spurr's low-viscosity medium). Contiguous section was done and then the surfaces of the sections were grinded. The penetration depth of cement, and total area of cement-bone interdigitation were analyzed using an image analysis software morphometry system. The average total area of cement-bone interdigitation was 34.9㎟ in pulsed lavage group and 20.2㎟ in bulb syringe group. The average penetration depth of cement was 4.4mm in pulsed lavage group, and 2.5mm in bulb syringe group. A significant increase in cement penetration and total area of cement-bone interdigitation were found in pulsed lavage group as compared with bulb syringe group(p < 0.05). The penetration of cement in total knee arthroplasty is significantly increased by pulsed lavage, and the use of pulsed lavage could reduce a late complication, aseptic loosening.
나노섬유형 생체고분자 블렌드의 제조와 조직유도재생 응용에 관한 연구
조직유도재생기술은 멤브레인 재료를 결손부위에 삽입하여 바람직하지 못한 세포들이 들어오는 경로를 차단하고 원하는 특정한 세포만을 재분포하여 건강한 치주 관련 조직을 재생하는 기술로 오늘날 치과영역에서 널리 사용되는 치료법이다. 그 동안 다양한 멤브레인 재료가 개발되어 왔으며, 세포친화성, 생체활성, 기계적강도, 공간유지능, 흡수속도 등의 특성을 고려해야 한다. 본 연구에서는 생분해성 고분자를 복합화한 조성과, 나노섬유형태의 미세구조를 지닌 새로운 조직유도재생 멤브레인을 개발하고자 하였다. 생체 재료로 널리 응용되는 합성 고분자인 폴리카프로락톤 (Polycaprolactone: PCL)과 조직 내 다량 분포하는 천연고분자인 콜라젠(Collagen)을 적절한 비율로 혼합하여, 우수한 세포친화성과 조직적합성을 지닌 조성을 선별하였다. 특히 나노섬유 구조를 위해 전기방사(Electrospinning)법을 이용하여 멤브레인 형태로 제조할 수 있었다. 사용된 조성 영역 (PCL:Collagen = 3:1, 1:1, 1::3)에서 모두 나노섬유가 제조되었으며, 특히 1:1 조성에서 우수한 전기방사특성을 보였다. PCL 멤브레인은 소수성으로서 수분에 잘 흡수되지 않는데 비해서 Collagen이 블랜드된 멤브레인은 완전한 친수성을 나타내며, 수분 흡수속도가 훨씬 빨랐다. 인장 강도 실험에서 PCL-Collagen 나노섬유막은 PCL에 비해 약 2.8 배까지 늘어나는 높은 연신율을 나타내었으며, 인장강도는 유사한 값을 보였다. PCL-Collagen 나노섬유에 배양된 조골세포는 PCL에 비해 우수한 초기세포부착 및 증식률을 나타내었다. 더 나아가 RT-PCR을 이용한 유전자 발현시험에서 PCL에 비해서 나노섬유에서 뼈 관련 유전자들 (osteopontin, collagen I, alkaline phoshatase)이 통계적 유의 수준 내에서 더 많이 발현되었다. 복합 나노섬유막의 쥐의 피하 층 실험에서 심각한 염증반응이 없었으며, 7일 후 섬유막 내부로 조직세포가 완전히 자라 들어온 반면, PCL 나노섬유막에서는 조직의 성장이 제한적이었다. 이상의 실험결과들로 볼 때, 본 연구에서 개발한 PCL-Collagen 고분자 나노섬유막은 유연성을 지녀 다루기 쉽고, 적합한 인장과 강도를 유지하며, 우수한 세포 및 조직 친화성을 나타낸다고 할 수 있어 향후 조직유도재생에 응용될 것으로 기대된다. Nanofibrous materials made of synthetic polymers including polycaprolactone (PCL) have been an attractive choice for the regeneration of tissues in dentistry and orthopedics. The purpose of this study is to develop nanofibrous materials which is appropriate for the regeneration of dental tissues, particularly guiding hard tissues in periodontal pockets. A novel composition made of synthetic (PCL) and natural (collagen) was exploited to improve the hydrophilicity, mechanical stability and cell and tissue responses. The nanofibrous morphology was tailored by applying an electrospinning method. Collagen was first dissolved in a co-solvent of PCL, and the resulting solution was electrospun into a nanofibrous and nonwoven membrane under controlled electrospinning conditions. A nanofibrous form was successfully generated at various compositional ratios (PCL/collagen = 1/3, 1 and 3 by weight). The addition of collagen significantly improved the water affinity, including water contact angle and water uptake capacity, overcoming the hydrophobic nature of the synthetic PCL polymer. Moreover, the tensile mechanical behavior of the collage-added PCL nanofiber membrane showed a significantly improved extension rate while maintaining the maximum tensile load in a similar range with respect to pure PCL nanofiber membrane. The osteoblastic cells cultured on the collagen-added PCL nanofiber membranne exhibited enhanced cell adhesion and growth rate than those on the PCL nanofiber membrane. Furthermore, the expression of a series of bone-associated genes, including osteopontin, collagen type I and alkaline phosphatase, was significantly up-regulated on the collagen-added PCL nanofiber membrane. When the collagen-added PCL nanofiber membrane was subcutaneously implanted in mouse tissue cells were facilitated to penetrate into the nanofibrous structure at day 7, however, no such cell penetration was observed in the pure PCL nanofiber membrane. Conclusively, the addition of collagen into the PCL nanofibrous membrane improved the water affinity, tensile extension rate, and the tissue cell responses, such as initial adhesion, growth, penetration and the expression of bone-associated genes. Based on this study, it is considered that the collagen-added PCL nanofiber membrane may be potentially applicable as a matrix for the cell growth and hard tissue regeneration.
경북 의성군 소재 농가의 재식거리 3.5×05.m 키 큰 초방추형(tall super spindle) 6년생 ‘후지’ 과원(후지 A과원), 경북 안동시 소재 농가의 재식거리 3.5×15.m 키 큰 세장방추형(tall slender spindle) 13년생 ‘후지’ 과원(후지 B과원), 경북 영천시 소재 농가의 재식거리 3.5m×1.0m에 키 큰 세장방추형으로 키운 6년생 ‘홍로’ 과원에서 수광율과 생산성, 그리고 수관 내 광환경과 과실품질을 조사 분석하였다. ‘후지 A과원’은 수고 4.01m에 수폭이 1.76m로 주당 수관용적은 4.40m3였고, ‘후지 B과원’은 수고 3.95m에 수폭 2.53m로 주당 수관용적이 14.75m3로 재식밀도가 높은 ‘후지 A과원’의 10a 당 수관용적이 25,124m3로 ‘후지 B과원’의 28,025m3에 비해 오히려 11% 적었고, 수광율에 있어서도 ‘후지 A과원’은 59.9%, ‘후지 B과원’은 64.2%였다. 그러나 단위수량은 재식밀도가 3배 높은 ‘후지 A과원’이 54.1톤/ha로 ‘후지 B과원’의 37.1톤/ha에 비해 현저히 많았다. 주간거리가 1.0m인 ‘홍로 과원’의 경우 수고 4.56m, 수폭 2.11m에 수관용적이 9.65m3에 달하였고 수광율이 64.0%였으나 단위수량이 61.2톤/ha에 달하였다. 수관 내 광 분포는 하단으로, 그리고 안쪽으로 갈수록 수광율이 현저히 떨어져 ‘후지 A과원’의 경우 수광율 40%이하가 수관용적의 약 절반에 가까웠고 하단부 안쪽 대부분은 30% 이하였다. ‘후지 B과원’은 수폭이 현저히 넓음에도 수광율 30% 이하인 수관용적이 ‘후지 A과원’과 비슷하였는데 이는 ‘후지 B과원’이 갈색무늬병에 의한 낙엽이 8월 이후 다발생했기 때문으로 보인다. 수고가 4.6m에 달한 홍로의 경우 수관 내 광 환경이 가장 불량하여 수광율 30% 이하인 부분이 약 1/2, 20%이하 수관도 약 1/4에 달하였다. 과실품질은 ‘후지 B과원’이 ‘후지 A과원’에 비해 과실이 작고 착색도 떨어졌고 ‘홍로 과원’의 경우 평균과중이 393g일 정도로 대과였으나 착색은 고유착색에 크게 미치지 못하였다. 수관위치에 따른 과실 품질을 보면 광 조건이 불량한 하단으로, 그리고 안쪽으로 갈수록 과실이 가볍고 착색이 나빠지며 당도도 떨어지는 경향이었으나 경도와 산도는 영향을 받지 않았다. 수관 위치에 따른 품질저하는 생육기 중·후반에 낙엽이 심했던 ‘후지 B과원’에서 뚜렷하게 나타났다. 수관 내 광 분포가 불량했던 ‘홍로 과원’의 경우 하단으로 내려올수록 과실이 적어질 뿐 아니라 착색이 매우 나빠져 높이 1m 이하 수관에서 수확된 사과는 아직 착색 초기단계인 정도에다 산도와 경도가 높아 중·상단부에 비해 성숙이 늦어지는 결과를 보였다. The relationship between light interception, light distribution and fruit quality within three apple orchards was studied; 6 year-old ‘Fuji’/M.9 apple trees in Uiseong planted at 3.5×0.5m spacing and trained to a tall super spindle(Fuji A orchard), 13 year-old ‘Fuji’/M.9 apple trees in Andong planted at 3.5×1.5m spacing and trained to a tall slender spindle(Fuji B orchard), and 6 year-old ‘Hongro’/M.9 apple trees in Yeongcheon planted at 3.5×1.0m spacing and trained to a tall slender spindle(Hongro orchard). ‘Fuji A orchard’ tree height is 4.01m, tree width is 1.76m and canopy volume is 4.40㎥. ‘Fuji B orchard’ tree height is 3.95m, tree width is 2.53m and canopy volume is 14.75㎥. ‘Fuji A orchard’ is high density than ‘Fuji B orchard’. ‘Fuji A orchard’ canopy volume(25,124㎥/10a)’ is 11% less than ‘Fuji B orchard’(28,025㎥/10a) and light interception of ‘Fuji A orchard’(59.9%) is less than ‘Fuji B orchard’(64.2%) but yield efficiency is ‘Fuji A orchard’(54.1ton/ha) higher than ‘Fuji B orchard’(37ton/ha). ‘Hongro orchard’ tree height is 4.56m, tree width is 2.11m and canopy volume is 9.65㎥. The distance between trees on Hongro was 1.0m and light interception 64% and yield efficiency 61.2ton/ha. Light interception value through all canopy were decreasing from the upper portion and significantly lower in the basal parts and light interception is also lower in inner but similar within each quadrant position. In case of ‘Fuji A orchard’ light distribution close to almost half of the canopy volume under 40%. and ‘Fuji B orchard’ tree width is significantly larger but tree canopy volume light distribution is under 30%, which is similar to like canopy volume of ‘Fuji A orchard’. The reason of this phenomenon in ‘Fuji B orchard’ due to leaves dropped after August because of Marssonina Blotch. In case of ‘Hongro orchard’, tree height is close to 4.6m and light distribution of canopy is poor compare than the ‘Fuji A orchard’. In ‘Fuji B orchard’ light distribution fewer than 30% part is approximately half and fewer than 20% part was almost 1/4. Fruit quality of 'Fuji B orchard' is less than ‘Fuji A orchard’ in fruit weight and skin colours. Fruit weight is the greatest for the ‘Hongro orchard’(393g) but skin colour is significantly lower than standard. Fruit quality through all canopy were decreasing from high in upper and outer canopy to low in lower and inner but firmness and acidity os not noticeable. The degradation of fruit quality by canopy position is clearly observed in ‘Fuji B orchard’, where mid to late period of life cycle many leaves were droppd in ‘Fuji B orchard’. In case of ‘Hongro orchard’, poor light distribution in the basal part of the canopy than fruit weight is down and fruit colour is also not good. Yield under 1m of the height than the fruit firmness and fruits acidity is high. It is noticeable that maturity of low position is later than middle and high position in canopy.
(A) Digital control method for interleaving critical conduction mode dc-dc converters
최근 들어 전력전자 분야는 디지털 제어가 활성화되고 있는데, 이는 아날로그 제어 방식에 사용되는 소자의 수명이 시스템 전체의 신뢰도를 떨어뜨리는 문제점과 점점 복잡해지는 제어 방법의 구현 한계 등을 극복하기 위한 자연적인 현상이다. 디지털 제어의 약점으로 꼽히던 가격경쟁력도 많이 개선 되어 학계와 산업계의 주목을 받고 있다. 따라서 본 학위 논문은 다방면의 전자기기에 들어가는 DC-DC 컨버터의 새로운 디지털 인터리빙 경계모드동작 제어 방법을 제안한다. 경계모드동작(Critical Conduction Mode-CRM)은 인덕터의 전류가 연속도통모드와 불연속도통모드의 경계에서 동작하도록 제어를 해줌으로써 스위칭 손실을 줄일 수 있는 방법이다. 일반적인 승압과 강압 전력 변환 회로에서 스위치가 도통되고 있지 않을 때 인덕터 전류가 하강하게 된다. 이 때 인덕터 전류가 영 전류에 도달하여 순간적으로 스위치의 기생 캐패시턴스와 인덕터가 공진 회로를 통해 음 전류가 되는 구간이 형성이 되며 다시 양 전류로 돌아 서는 순간까지 공진하게 된다. 이 때 스위치의 양단 전압이 최소가 되며 이 때 다시 스위치를 켜주게 되면 스위칭 손실을 최소화 할 수 있게 된다. 본 논문에서는 기존의 CRM 방법에 대해서 논의를 한 후 디지털 CRM의 구현 방법에 대해 제시한다. CRM을 하게 되면 인덕터 전류, 즉, 입출력 전류의 변동 폭이 평균 전류의 두 배가 되게 된다. 이러한 전류 리플은 전력 변환 회로의 EMI 특성을 나쁘게 해 큰 입출력 필터를 요구하게 만든다. 아울러 도통손실이 절대적으로 늘어나 컨버터의 효율이 떨어진다. 이를 해소하기 위해 여러 전력 변환 모듈을 병렬로 연결하여 위상차이를 두며 동작하게 되는 인터리빙 기법을 구사한다. 인터리빙의 핵심은 모듈 간의 위상차를 정확하게 제어하는 데에 있으며 각 모듈의 소자간 불균형과 입출력 전압 변동에 따른 천이 상태에서 오는 오차에 상당한 민감도를 보인다. 이에 본 논문에서는 기존의 인터리빙 기법들을 분석하고 효과적인 디지털 위상차 제어 방법에 대해 제시한다. 제안된 디지털 CRM 인터리빙 기법을 2개의 125W 컨버터로 구성된 250W 강압 컨버터를 통해 구현하여 효율 향상과 입력 전류 리플의 감소 효과를 확인한다. TI 사의 TMS320F28335 디지털 신호 처리 장치를 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션과 실험결과를 통해 제안된 기법의 타당성을 검증한다. Digital control in power electronics has recently been given much attention due to its advantages such as increased reliability resulted by less discrete components count and eradicated aging issues for the compensator components, higher control flexibility and faster time-to market. At the same time, some of the draw-backs of digital controllers including expensiveness in cost and limited processing speed have been ameliorated, leading to proliferation in both research and industrial applications. This thesis focuses on the methods for digitizing conventional analog control schemes for efficiency enhancement and true digitalization of power electronics systems. In this thesis, two operation methods for digitization are discussed; Critical Conduction Mode Operation and Multi-phase Interleaving Operation. Critical Conduction Mode (CRM), also known as Boundary Conduction Mode (BCM) operation, of the buck converter stage during steady state operation is known for its advantage in reducing the switching turn-on loss by soft-switching. The key in CRM is to turn on the main switch when the inductor current, which is equal to the current flowing through the switch, is zero or when the voltage across the main switch is minimal. Conventional CRM methods are explored and a novel digital CRM control method is proposed and verified by simulation and experimental implementation by a 125W buck converter and a TMS320F28335 digital signal processor (DSP). Phase synchronized interleaving of multiple converters in parallel helps reduce conduction losses by dispersion of electrical power and current. Although interleaving increases the number of components, current sharing mobilizes cheaper and smaller components with enhanced electrical characteristics. Keeping parallel converters in-phase results in deduced input and output current ripple, which can lead to significant reductions of the filter sizes. An important role of interleaving is to procure current balance among the converters. But in practice, component mismatch between the converters obstruct current balance and desired operation mode. Conventional methods for interleaving are discussed and a novel digital control scheme for interleaving CRM is proposed. The proposed method is verified by simulation and experimental implementation by a 250W 2 phase buck converter and a TMS320F28335 DSP.
대규모 단백질 서열 데이터베이스를 대상으로 하는 효과적인 후보단백질 선정 알고리즘
프로테오믹스는 단백질의 기능을 분석하고, 성질을 파악하는 학문분야이다. 단백질 동정은 단백질을 구성하는 아미노산 서열을 확인하는 과정이다. 단백질 동정은 단백질 합성 후 변이의 경우의 수와 단백질 서열 데이터베이스 크기를 고려해야 하는데 모든 변이의 경우를 고려하고, 대규모 단백질 서열 데이터베이스를 사용할 경우, 매우 많은 수행시간이 필요하다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위하여 대규모 단백질 서열 데이터베이스로부터 효율적으로 후보 단백질을 선정하는 알고리즘을 제안하고, 이 알고리즘의 성능을 기존 알고리즘과 비교 분석한다. Proteomics is the study of proteins, particularly structures, functions and interaction of proteins. Protein identification is a process that identify the alignment of amino acid sequences of protein. Protein identification need to consider the number of chemical modification of a protein after its translation and the size of protein sequence database. If we consider all possible chemical modification of a protein with large protein sequence database, then a lot of computational time is needed. In this paper, we propose an efficient candidate protein filtering algorithm in large protein sequence database to solve this problem. Thereafter, we show performance of our algorithm by compare between existing algorithm and our algorithm.
Efflux Pump Gene Expression Study Using RNA-Seq in Multidrug-Resistant Mycobacterium tuberculosis
Background: Drug resistance in Mycobacterium tuberculosis is a major global health problem. In fact, multidrug resistance (MDR) tuberculosis decreases treatment success rate and increases mortality rate. It is thus important to understand how drug resistance mechanisms work. However, still much of the resistance mechanisms in second-line anti-tuberculosis drugs used for MDR tuberculosis treatment remains unknown. Whereas MDR efflux pumps can explain many drug resistances and therefore be considered as potential therapeutic targets research on the efflux pump of M. tuberculosis is still rare. As such, this study investigated differences in the expression levels of efflux pump genes according to kanamycin and ofloxacin exposed in M. tuberculosis with/without associated mutations using RNA-seq. Materials and Methods: A total of four MDR strains were selected; two kanamycin resistance strains (M114; rrs wild-type and M125; A1401G mutant type) and two ofloxacin resistance strains (X39; gyrA wild-type and M137; codon 94 GAC (asp) →GGC (gly) mutant type). H37Rv was prepared as a control. All four MDR strains had no eis and no gyrB mutations. Each strain was inoculated at 7H9 broth with 0%, 25%, and 50% drug concentrations of MIC and RNA was extracted. RNA sequencing was performed using Illumina HiSeq 4000 (Illumina). The differentially expressed genes that showed two or more fold expression changes were taken and visualized using the KEGG pathway and hierarchical clustering with heat map. The top 12 genes with high volume value were selected and analyzed using volume plot. For comparison with previous studies, total 66 efflux pump genes were selected through literature review, and the expression level of these genes in this study were analyzed. Results: In kanamycin resistance strains, the number of differentially expressed genes (total: 2,692) in M114 was higher than that of M125 (total: 63). The largest fold changed genes which related to efflux pump mechanism in M114 under MIC25 and MIC50 kanamycin exposure was Rv3219 (whiB1). In ofloxacin resistance strains, the X39 (total: 193) expressed more genes than M137 (total: 83). The largest fold changed genes in X39 under MIC25 and MIC50 ofloxacin exposure were Rv2846c (efpA). In M125 and M137, the efflux pump related genes were not ranked in the top 12 genes. Notably, the regulator gene whiB7 also showed a large positive fold change by kanamycin exposure. Of the 66 selected efflux pump genes, 8 genes showed significant expression changes in this study. Among them, in comparison to the expression fold change with H37Rv under the kanamycin exposure condition, the greatest positive fold change was observed in Rv1258c. Conclusions: RNA-seq can be used for efflux pump research with comprehensive data to discover new efflux pump genes and regulatory genes that may contribute to drug resistance. The large changes in the expression of efflux pump genes and regulatory genes by drug exposure seen in this study may be a helpful finding to identify new resistance mechanisms. To better understand efflux pump related drug resistance mechanisms, further research on a larger group of drug-resistant M. tuberculosis would be necessary. 배경: Mycobacterium tuberculosis의 약물 내성은 세계 보건의 주요 문제이다. 다제내성결핵/광범위내성결핵균은 치료 성공률을 낮추고 사망률을 증가시키기 때문에 약물내성 기전을 이해하는 것이 중요하다. 그러나 여전히 다제내성결핵/광범위내성결핵균에 사용되는 2차 항결핵제 내성 기전의 적지 않은 부분은 밝혀져 있지 않다. 유출펌프는 많은 약물 내성을 설명할 수 있는 기전이며 잠재적인 치료 표적이 돌 수 있다. 그러나 결핵균에서 유출펌프에 대한 이해는 현재도 매우 부족하다. 이 연구에서는 다제내성 M. tuberculosis에서 kanamycin과 ofloxacin exposure하에 대표적 내성 관련 돌연변이 유무에 따른 유출펌프 유전자의 발현수준의 차이를 RNA-seq을 이용하여 결핵균의 2차약제 내성을 설명할 수 있는지 알아보았다. 대상과 방법: 단일 콜로니 단리 후 kanamycin 내성 표현형 보이면서rrs A1401G 돌연변이가 있는 균(M125)과 없는 균(M114), ofloxacin 내성 표현형을 보이면서 gyrA codon 94 GAC (asp)→GGC (gly) 돌연변이가 있는 균(M137)과 없는 균(X39), 대조 군으로 H37Rv를 준비하였다. 네 내성 균주 모두 eis와 gyrB 돌연변이는 없었다. 각 균주를 kanamycin 과 ofloxacin 각각MIC의 0%, 25%, 50%농도의 7H9 broth 에 접종하여 RNA를 추출 하였다. RNA sequencing은 Illumina HiSeq 4000을 이용하였다. 이 실험에서2배 이상 차등발현된 유전자를 KEGG pathway 와 hierarchical clustering를 이용하여 시각화 하였고, volume plot분석에서 상위 12개 유전자를 선정하여 분석하였다. 선행 연구들과 비교를 위하여 약제 저항을 유발할 가능성이 있는 유출펌프 유전자 71개를 문헌 고찰을 통하여 선별하였고, 이들 유전자가 이 연구에서 발현된 수준을 분석하였다. 결과: Kanamycin카나마이신 내성 균주 중, M114에서 차등발현 된 유전자(총: 2692)의 수는 M125(총: 63) 보다 더 많았다. Ofloxacin 내성 균주 중, X39(총: 193개)는 M137(총: 83) 보다 더 많은 유전자를 발현하였다. Kanamycin과 ofloxacin exposure 조건에서 유출펌프 기전과 관련되어 가장 높은 발현 변화를 보인 유전자는 각각, M114에서 Rv3219(whiB1), X39에서 Rv2846c 이었다. M125 및 M137에서는 상위 12개 유전자 중에 유출펌프와 관련된 유전자는 확인되지 않았다. 문헌고찰을 통해 선정된 약물 내성 연관 유출펌프 71개 유전자 중에서 8개의 유전자가 이 실험에서도 의미있는 결과를 보였으며, H37Rv의 발현 정도와 비교한 결과, kanamycin exposure 조건에서 Rc1258c가 가장 높은 발현 증가를 보였다. 결론: RNA-Seq 은 약제 내성에 기여하는 새로운 유출펌프 유전자를 연구하는데 효과적일 수 있다. 이 연구에서 이루어진 약제 exposure 조건에서 높은 발현 변화를 보인 유출펌프 유전자들은 새로운 약제 내성 기전을 밝히는데 도움이 될 것이다. 더 많은 다제내성 결핵, 광범위 약제 내성 결핵 그룹을 이용한 추가 연구는 유출펌프 관련 약물 내성 기전을 이해하는 데 기여할 것이다.