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미생물 다양성 분석을 위한 웹 기반의 생물정보도구 개발
강병철(Byeong-Chul Kang),김현진(Hyun-Jin Kim),박희경(Hee-Kyung Park),김철민(Cheol-Min Kim) 한국지능시스템학회 2004 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.14 No.1
생태학, 환경공학, 임상진단 등 여러 생물학 분야에서 미생물의 다양성 연구의 중요성이 대두되고 그 연구가 점증하고 있다. 특히 16S rRNA를 분자지표로한 DNA 염기서열 분석방법이 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 16S rRNA의 염기서열 분석과정을 각 단계별로 자동화하고, 생물학자들의 결과 판단이나 사용상의 연의를 도모하기 위하여 웹기반의 미생물 다양성 분석 어플리케이션을 개발하였다. 개발을 위하여 단계별 자동화 및 인터페이스 개발에 적합한 폴더-프로세스-필터 모델을 고안하고 적용하였다. 제공되는 생물정보분석도구는 서열입력, 서열방향교정, 다중서열정렬 및 가시화, 서열동정 등의 분석등이 있으며, 각 결과는 계통분류도구와 호환가능하도록 하였다. 또한 신생아의 장내 세균총에 대한 분석을 수행하여 개발된 도구의 유용성을 확인하였다. 개발된 웹 에플리케이션은 리눅스 시스템 상에서 Perl 과 CGI를 이용하였으며, http://home.pusan.ac.kr/~genome/tools/fat.htm 으로 접속하여 사용할 수 있다.
Chlorella sp.의 광합성과 균체 성장에 대한 kinetic model의 적합도 분석
강병철(Byeong-Chul Kang),강순태(Soon-Tae Kang),왕희지(Hui-Chih Wang),서지원(Zee-Won Sur),김창훈(Chang-Hoon Kim),조만기(Man-Gi Cho) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.5
녹색 미세조류인 Chlorella sp.를 사용하여 광도에 따른 미세조류의 비성정속도와 광합성을 측정하였고, 여러 가지 kinetic model을 이용해 실측된 자료에 가장 적합한 kinetic model을 모색하였다. Chlorella sp.는 광독립영양조건(photoautotroph condition)과 27, 54, 81, 140, 281 μ㏖/㎡·s의 광도 하에서 배양되었으며 kinetic model을 사용하여 P-I 반응선도와 μ-I 반응선도를 구하였다. Chlorella sp.의 비성장속도와 광합성은 81 μ㏖/㎡·s에서 0.35/day, 0.94 ㎎O₂/g·h로 가장 높았다. 실측된 자료를 기질속도론(Tamiya), 광포화모형(hyperbolic tangent, 포아송 함수)과 두가지 광저해모형(Steel 지수함수, Andrew 기질저해함수)을 이용하여 그에 따른 계수를 추정하고 비교 분석하였다. μ-I 반응선도에서는 포화모형의 일종인 hyperbolic tangent 모형이 적합하였으며, P-I 반응선도에서는 광저해가 현저히 관찰되어 Steele 지수함수의 적합도가 우수하였다. We investigated which is the best kinetic model for expression of microalgal growth and photosynthesis by irradiance in green microalgae, marine Chlorella sp. is cultivated under 5 light intensities (27, 54, 81, 140, and 281 μ㏖/㎡·s). The maximum of specific growth rate and photosynthesis at light intensity of 81 μ㏖/㎡·s were observed as 0.35/day and 0.94 ㎎O₂/g·h, respectively. To describe the effect of irradiance, we adapted both types for kinetic model fitting, saturation and inhibition models, Tamiya's modified Michaelis- Menten equation, hyperbolic tangent and Poisson function as saturation model, Steele's exponential and Andrew's function as the other and made the specific growth rate- irradiance response curve and photosynthesis- irradiance response curve. In case of microalgal growth, one of the saturation models, the hyperbolic tangent function was the most suitable, otherwise, the Steele's exponential function, one of the inhibition models, was suitable for photosynthesis.
강병철(Byeong-Chul Kang),김현진(Hyun-Jin Kim),박준형(Jun-Hyung Park),박희경(Hee-Kyung Park),김철민(Cheol-Min Kim) 한국지능시스템학회 2004 한국지능시스템학회논문지 Vol.14 No.5
생태학, 환경공학, 임상진단 등 생물학 분야에서 미생물의 다양성 연구의 중요성이 대두되고 그 연구가 점증하고 있다. 특히 16S rRNA를 분자지표로한 DNA 염기서열 분석방법이 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 16S rRNA의 염기서열 분석과정을 각 단계별로 자동화하고, 생물학자들의 결과 판단이나 사용상의 편의를 도모하기 위하여 웹기반의 미생물 다양성 분석 어플리케이션을 개발하였다. 이를 위하여 단계별 자동화 및 인터페이스 개발에 적합한 폴더-프로세스-필터 모델을 고안하고 적용하였다. 제공되는 생물정보분석도구는 서열입력, 서열방향교정, 다중서열정렬 및 가시화, 서열동정 등의 분석이 있으며, 각 결과는 계통분류도구와 호환가능하도록 하였다. 또한 신생아의 장내 세균총에 대한 분석을 수행하여 개발된 도구의 유용성을 확인하였다.개발된 웹 에플리케이션은 리눅스 시스템 상에서 Perl 과 CGI를 이용하였으며, http://home.pusan.ac.kr/~genome/tools/rat.htm으로 접속하여 사용할 수 있다. The study of available genotypes (biodiversity analysis) in bacterial communities is of growing importance in several fields such as ecology, environmental technology, clinical diagnostics, etc. These culture-independent genotyping techniques, especially amplifying 16S rRNA genes, attempt to overcome some shortcomings of conventional cultivation method. Biodiversity analysis based on molecular technique were laborious for base-calling chromatogram, trimming primer sites, correcting strand directions, electing representative operation taxonomic units (OTU), etc. Also, biologists wanted intuitively to confirm results of the above processes. For making up these demands, we developed the web application based on Folder-Process-Filter (FPF) modeling with correspondence to classical Model-View-Controller model. The model of web application leads to keep virtues of simplicity and directness for development and management of the stepwise web interfaces. The web application was developed in Perl and CGI on Linux workstation. It can be freely accessed from http://home.pusan.ac.kr/~genome/tools/rat.htm.
신창진(Chang-Jin Shin),강병철(Byeong-Chul Kang),박준형(Jun-Hyung Park),신동훈(Dong-Hoon Shin),김철민(Cheol-Min Kim) 한국지능시스템학회 2004 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.14 No.1
본 연구는 유전자 기능예측에 있어서 유사성 검색과 비교유전체학이 가진 한계를 극복하기 위하여 9종의 Human Herpesvirus를 대상으로 COG와 계통유전학적 방법을 적용하여 향상된 유전자 기능예측을 하고자 하였다. COG의 방법을 이용하여 114 HCOGs (Human Herpesvvirus COGs)를 구축하고. HCOGs를 바탕으로 유전자 컨텐츠트리를 제작하였다. 이 트리를 통하여 각 HCOG는 α-특이적 그룹. β-특이적 그룹 α, β, r-특이적 그룹 중 하나에 속함을 보였다. 계통유전체학의 적용을 위하여 α, β, r-특이 그룹에 속하는 ORF중 DNA polymerase를 이용하여 종트리를 제작하였다. SDI (Speciation and Duplication) 알고리즘을 통하여 148개의 당단백질에서 47개의 복제점을 예측하였고 초기 HCOG의 제작에서 제외되었던 7 ORF는 당단백질과 관련된 5개의 HCOG로 재 정의 하였다. 이 연구를 통하여 COG는 ortholog 그룹을 클러스터렁 하는데 효과적인 방법이며, 이를 더욱 보완할 수 있는 방법으로 비교유전체학이 사용될 수 있음을 확인하였다. 이는 비교유전체학의 방법과 계통유전체학적 방법을 조화시켜 유전자 기능 예측을 보완할 수 있음을 보여 주었다.
김상봉(Sang-Bong Kim),감병오(Byoung-Oh Kam),강병철(Byeong-Chul Kang),김동규(Dong-Kyu Kim) 한국해양공학회 1998 韓國海洋工學會誌 Vol.12 No.2
This paper introduces a network system for monitoring coastal oceanographic data. The network system consists of three parts such as the buoy to observe oceanographic data, the local site to collect data transferred from buoys, and the host site to construct the oecangraphic data-base and to share the information for monitoring coastal oceanographic data. The buoy has a one-board microcomputer to manage and to acquire coastal environment data in real-time. A wireless and wire communication technique is employed in order to transfer data measured by buoys and to link local and host sites, respectively. In measuring coastal environment data, this system shows more cost-effective way than the presents conventional. In addition, the real-time monitoring system continuously from various sites with the network systems.