고대 DNA의 분석과 검증

지상현,서민석,Jee, Sang-hyun,Seo, Min-seok 국립문화재연구원 2007 헤리티지:역사와 과학 Vol.40 No.-

고대 DNA분석은 인류학, 고고학, 생물학자뿐만 아니라 대중의 관심사가 될 정도로 점차 중요성이 강조되고 있다. 고고학자와 생물학자는 인류의 기원과 집단의 이주, 민족의 형성 그리고 고대인의 질병과 매장문화를 규명하는데 있어 고대 DNA분석을 접목하고 있으며, 이미 멸종된 동물의 계통진화학적인 연구에도 이를 활용하고 있다. 고대 DNA분석의 새로운 전기가 마련된 계기는 고대 시료에서 추출되는 미량의 DNA 증폭을 가능하게 한 종합효소연쇄반응(Polymerase chain reaction, PGR)법이 개발되면서였다. 그러나 고대 DNA는 탈아미노화나 절편화 등의 분자 손상 정도가 심한데 이것은 PCR에서 중합효소의 정확한 DNA 증폭을 방해하는 요인으로 작용한다. 시토신이 탈아미노화되어 우라실을 형성하는 것은 DNA의 염기치환오류를 일으킬 수 있으며, 이런 현상은 증폭 과정에서 고유의 염기서열에 대한 고정치환($C{\rightarrow}T$, $G{\rightarrow}A$)을 유도하게 된다. 또한 대부분의 고대시료는 외부 오염물에 노출되어 있는데, 특히 외부 DNA의 오염은 고대 DNA의 염기서열을 결정함에 있어서 부정확한 결과를 도출시키는 심각한 문제를 초래하곤 한다. 이와 같이 고대 시료는 오랜 기간 동안 자연 분해과정과 다양한 오염물질에 노출되어 있어 그 훼손 정도가 심한 것이 일반적이다. 고대 DNA 연구에 있어서 많은 생화학적 손상과 외부 DNA의 오염을 극복하기 위해서는 보통의 분자생물학적인 방법과 기준보다 더욱더 엄격한 검증 절차에 의하여 연구가 진행되어야 하며, 연구 결과의 신뢰성을 확보하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서 본 글에서는 고대 DNA의 손상과 오염물질에 의한 부정확한 염기서열결정과 오류를 보정하고 예방할 수 있는 연구 기준과 실험적 절차를 설명하고자 한다. The analysis of ancient DNA (aDNA) has become increasingly considerable anthropological, archaeological, biological and public interest. Although this approach is complicated by the natural damage and exogenous contamination of a DNA, archaeologists and biologists have attempted to understand issues such as human evolutionary history, migration and social organization, funeral custom and disease, and even evolutionary phylogeny of extinct animals. Polymerase chain reaction(PCR) is powerful technique that analyzes DNA sequences from a little extract of an ancient specimen. However, deamination and fragmentation are common molecular damages of aDNA and cause enzymatic inhibition in PCR for DNA amplification. Besides, the deamination of a cytosine residue yielded an uracil residue in the ancient template, and results in the misincorporation of an adenine residue in PCR. This promotes a consistent substitution (cytosine thymine, guanine adenine) to original nucleotide sequences. Contamination with exogenous DNA is a major problem in aDNA analysis, and causes oversight as erroneous conclusion. This report represents serious problems that DNA modification and contamination are the main issues in result validation of aDNA analysis. Now, we introduce several criterions suggested to authenticate reliance of aDNA analysis by many researchers in this field.

출토 인골의 분자유전학 및 조직학적 분석연구

지상현,박지희,서민석,홍종욱,정용재,Jee, Sang-hyun,Park, Ji-hee,Seo, Min-seok,Hong, Jong-ouk,Chung, Yong-jae 국립문화재연구소 2007 保存科學硏究 Vol.28 No.-

The ancient biomolecular remains are the potential source for paleobiology and paleoanthropology. Especially, ancient human specimens such as bone, teeth, and hair are powerful materials to identify historical origin and migration of ancestor population from the past. However, most excavated human specimens in archaeological sites have commonly problems as natural damage and exogenous contamination. We carried out histological and molecular analyses of excavated bone from the historic sites in South Korea from the recently discovered in tumulus of Seochun and Naju. Biological deterioration of bone was observed anatomically by optical and scanning electron microscope (SEM). We extracted degraded DNA, and amplified hyper variable region (HVR) of mitochondrial DNA (mtDNA) and amelogenin of nucleus DNA. This study applied and examined the relationships between histological preservation and DNA survival in excavated bone.

아산 명암리 출토 인골의 고유전학적 연구

지상현,김윤지,정용재,서민석,박양진,Jee, Sang-Hyun,Kim, Yun-Ji,Chung, Yong-Jae,Seo, Min-Seok,Pak, Yang-Jin 한국문화재보존과학회 2008 보존과학회지 Vol.23 No.-

오늘날 고대 DNA 분석을 통한 고유전학 연구는 인류학, 고고학, 생물학 분야의 중요한 관심사로 떠오르고 있다. 본 연구는 충청남도 아산시 탕정면 명암리 유적 9지점에서 발굴조사 된 고려 말에서 조선시대 초기 분묘 출토 인골 20개체를 대상으로 고유전학적 연구를 수행한 결과를 보고한 것이다. DNA 추출 및 PCR 과정에서 연구자에 의해 일어날 수 있는 DNA 오염을 모니터링하기 위하여 모든 실험과정은 무균작업대에서 시약과 소모품을 고온멸균 및 자외선 처리하여 진행되었으며, 음성대조군을 설정하여 결과의 신뢰성을 검증하였다. 실리카 추출 방법에 의하여 출토 인골로부터 DNA를 추출한 후, 미토콘드리아 DNA(mtDNA)의 과변이지역을 9지역으로 나누어 PCR법에 의해 부분 증폭을 실시하였다. 증폭산물에 대한 염기서열 분석을 통하여 과변이지역의 변이형을 동정하였으며, 이를 현대 한국인의 결과와 비교하였다. 아산 명암리 소규모 지역집단의 옛사람 인골 20개체를 대상으로 한 이번 연구에서 기대이상의 다양한 mtDNA haplogroup이 분석되었다. 이러한 결과는 오랜 세월 동안 생활문화 중심지로 자리 잡은 아산 명암리 유적 주변의 개방적인 지역적 조건과 이곳에 거주했던 개체군의 유전적 특성을 반영하고 있으며, 아산 지역에 널리 분포하는 선사시대에서 조선시대에 이르는 많은 유적에 대한 고고학적 발굴 성과가 이 결과를 뒷받침하고 있다. The analysis of ancient DNA (aDNA) in paleogenetics has become an increasingly important subject of archaeological, anthropological, biological as well as public interest. In this study, paleogenetic analyses were carried out on the human skeletal remains from a historical cemetery site in Myeongam-ri, Asan, Korea. Archaeological records show that this particular location had been used as a habitation or mortuary site as early as the Bronze Age and up until the Joseon Dynasty. Human remains of twenty individuals out of forty-nine tombs from the Goryeo to Joseon Dynasty were selected for the analysis of this study. In order to identify the genealogy of the population and traditional burial pattern of the cemetery, we conducted comparative analyses of the hyper variable regions (HVRs) in mitochondrial DNA (mtDNA) of each sample. A number of cautious steps were taken at all experimental stages in order to avoid erroneous recombination by the segmental and modern contaminations derived from the researchers. We sequenced segmental amplicons of HVRs andassigned relevant haplogroups according to the sequence polymorphism on the basis of the known mtDNA database. The result shows that diverse haplogroups were unexpectedly present in the small population group of the Myeongam-ri site. This diversity appears to be related to the geographical conditions and archaeological properties of the Myeongam-ri site.

망간산화물을 이용한 수용액내 Bisphenol-A의 산화 반응성 평가

지상현 ( Sang Hyun Jee ),고석오 ( Seok Oh Ko ) 한국물환경학회 2007 한국물환경학회지 Vol.23 No.5

감성모형에 기반 한 이미지 척도 평가

지상현(Jee Sang-Hyun) 한국디자인학회 2011 디자인학연구 Vol.24 No.2

산화환원효소에 의한 휴믹산의 산화중합반응

지상현(Sang Hyun Jee),김도군(Do Gun Kim),김정현(Jeong Hyun Kim),고석오(Seok Oh Ko) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.11

휴믹물질의 산화중합반응은 천연 효소나 금속산화물 촉매에 의해 유도될 수 있다. 본 연구에서는 천연 효소인 horseradish peroxidase (HRP)에 의한 휴믹산의 특성 변화와 이러한 변화된 특성이 정밀여과 공정에 미치는 영향을 평가하였다. 정제된 Aldrich 휴믹산(PAHA)이 HRP 및 과산화수소 존재 하에 산화중합되어 보다 크고 복잡한 분자를 형성하였으며, 크기배제크로마토그래피(SEC, size exclusion chromatography, SEC)에서도 평균분자량의 증가가 관찰되었다. 또한, HRP 및 H₂O₂ 주입량이 증가함에 따라 PAHA의 분자량은 더욱 증가하였다. 휴믹물질의 화학적 안정성은 산화중합반응에 기인한 휴믹 분자 상호간의 공유결합이 촉진됨에 따라 향상되었으며, 형광 분광 및 적외선 분광 분석 결과, 산화중합반응에 의한 PAHA 분자 작용기의 변화도 확인되었다. 수처리 공정에 미치는 영향을 평가하기 위해, 정밀여과를 적용한 결과, 산화중합반응 산물은 높은 분자량으로 인해 그 제거효율이 크게 향상되었다. 이는 산화중합된 자연유기물이 정밀여과에 의해 제거될 수 있음을 증명하는 것이다. Oxidative coupling reactions of humic substances (HS) can be catalyzed by a variety of natural extracellular enzymes and metal oxides. In this study, property changes of HS induced by a natural enzyme, horseradish peroxidase (HRP), and the effect of it to microfiltration (MF) were investigated. PAHA was transformed by oxidative coupling reaction with HRP and hydrogen peroxide (H₂O₂), verifying the catalytic effects of the HRP. Size exclusion chromatography (SEC) revealed that weight-average molecular weight (MWw) of PAHA was proportionally increased with the dosages of HRP and H₂O₂, indicating the transform action of HS into larger and complex molecules. An increase in the conformational stability of HS was achieved through the promotion of intermolecular covalent bondings between heterogeneous humic molecules. Spectroscopic analysis (fluorescence and infrared spectroscopy) proved that functional groups were transformed by the reaction. Additionally, HS and transformed products were undergone microfiltration (MF) to examine the treatment potential of them in a water treatment facility. Original HS could not be removed by MF but larger molecules of transformed products could be removed. Meanwhile, transformed products caused more fouling on the filtration than original HS. This results proved that natural organic matter (NOM) can be removed by MF after its increase in molecular size by oxidative coupling reaction.

NPR(Non Photo-realistic Rendering) 기술개발을 위한 고흐 인물화의 지각적 특징의 기술

지상현(Jee Sang-Hyun) 한국디자인학회 2010 디자인학연구 Vol.23 No.5

모더니즘-해체주의 척도의 디자인 양식기술 가능성

지상현(Jee Sang-Hyun) 한국디자인학회 2011 디자인학연구 Vol.24 No.2

시각 디자인에서 비인지적 정보처리와 문화적 원형의 문제

지상현(Jee Sang-Hyun) 한국디자인학회 2011 디자인학연구 Vol.24 No.2

복잡도 , Good Gestalt , 색채 지리학에 기초한 거리의 지각적 특징 기술체계개발

지상현(Sang Hyun Jee) 한국기초조형학회 2001 기초조형학연구 Vol.2 No.1

The perceptual features of street is one of major factors that determine What is the affection of a certain street. To foretell and analyze the affection of street, we need a system that can describe the perceptual feature systematically. But it is very difficult to develop the perceptual style description system because there are so many perceptual features in the street. If we knew the intervening variables that intervene between the affection and perceptual features, and can reduce the number of perceptual features, we could avoid the above mentioned difficulties. In this paper, The three intervening variables were valued as major variables, Visual Complexity, Good gestalt and Color Geography. In line with these variables, 15 sub description scales could be extracted to describe the perceptual features of street.