High-throughput construction of multiple <i>cas9</i> gene variants <i>via</i> assembly of high-depth tiled and sequence-verified oligonucleotides

Cho, Namjin,Seo, Han Na,Ryu, Taehoon,Kwon, Euijin,Huh, Sunghoon,Noh, Jinsung,Yeom, Huiran,Hwang, Byungjin,Ha, Heejeong,Lee, Ji Hyun,Kwon, Sunghoon,Bang, Duhee Oxford University Press 2018 Nucleic acids research Vol.46 No.9

<P><B>Abstract</B></P><P>Selective retrieval of sequence-verified oligonucleotides (oligos) from next-generation sequencing (NGS) flow cells, termed megacloning, promises accurate and reliable gene synthesis. However, gene assembly requires a complete collection of overlapping sense and nonsense oligos, and megacloning does not typically guarantee the complete production of sequence-verified oligos. Therefore, missing oligos must be provided <I>via</I> repetitive rounds of megacloning, which introduces a bottleneck for scaled-up efforts at gene assembly. Here, we introduce the concept of high-depth tiled oligo design to successfully utilize megacloned oligos for gene synthesis. Using acquired oligos from a single round of the megacloning process, we assembled 72 of 81 target Cas9-coding gene variants. We further validated 62 of these <I>cas9</I> constructs, and deposited the plasmids to Addgene for subsequent functional characterization by the scientific community. This study demonstrates the utility of using sequence-verified oligos for DNA assembly and provides a practical and reliable optimized method for high-throughput gene synthesis.</P>

원전 보수 도장재 개발을 위한 DBA시험 평가

조남진(Cho Namjin),황수진(Hwang Sujin),권중돈(Kwon Jungdon),조태연(Cho Teayeon),이정임(Lee Junglim) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.6

원전 격납건물 내부 라이너플레이트에는 부식방지 등의 목적으로 방호도장이 시공되어 있다. 라이너플레이트는 설계기준사고 발생 시 방사성물질 누설 등을 방지하는 역할을 수행한다. 라이너플레이트에는 부식을 방지하기 위해 방호도장이 칠해져있다. 방호도장은 격납건물 내부의 온도, 습도, 방사선, 화재 등에 영향을 받아 경년열화 가능성이 있다. 경년열화로 인한 방호도장의 결함을 보수하기 위해서는 보수 도장재가 필요하다. 하지만 원전 건설 당시 검증된 도장들의 생산이 중단되면서 보수 도장재 개발의 필요성이 대두되었다. 본 연구에서는 관련 코드에서 요구하는 열화시험, 방사선조사시험, 설계기준사고시험, 부착력시험을 통해 보수 도장재를 개발하였다. 시험을 통해 개발된 보수 도장재는 각 원전의 온도 및 습도, 방사선 조건이 동일한 원전에 보수 도장재로서 시공이 가능하다. A protective coating is applied to the liner plate (CLP) inside the containment building of a nuclear power plant. The liner plate prevents leakage of radioactive materials when a Design Basis Accident occurs. The liner plate is coated with a protective coating to prevent corrosion. The protective coating may deteriorate with age due to the influence of factors such as temperature, humidity, and radiation, inside the containment building. In order to repair defects caused by aging, repair coating materials are required. However, as the production of proven coatings stopped at the time of nuclear power plant construction, a need to develop new repair coating materials emerged. In this study, repair coating materials were developed using deterioration tests, irradiation tests, DBA tests, and adhesion tests as required in the related code. The repair coating material developed through these tests can be applied at nuclear power plants having the same temperature, humidity, and radiation conditions.

전산유체해석에 의한 원전 정비편의시설의 위험성 평가

조남진(Cho, Namjin):임동수(Im, Dongsu),김도형(Kim, Dohyung),윤기열(Yun, Kiyoul) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.1

원자력 시설물은 화재발생 시 대규모 피해를 가져 올 수 있는 특수 시설물로서 다른 산업 시설물에 비해 매우 엄격한 안전 확보 기준에 따라 운영되고 있다. 본 논문에서는 화재해석 프로그램 중의 하나인 CFAST(Consolidated Fire And Smoke Transport model)를 사용하여 원자력 발전소에 추가로 설치된 정비편의시설의 임시가연물로 인한 화재를 가정하고 이에 따른 원자력발전소의 안전을 평가하였다. NUREG-1934 및 NUREG/CR-6850에 기초하여 화재시뮬레이션을 수행하였으며, 그 결과로 Hot Gas Layer 높이, 온도, 복사열 등을 분석하여 화재에 따른 케이블의 손상 여부를 평가하였다. 이를 통해 원자력 발전소의 안전성 확보를 위한 정보를 제공하고자 한다. Nuclear facilities are operated according to very strict safety standards compared to other industrial facilities because they are special facilities that can cause massive damage in case of fire. In this paper, CFAST (Consolidated Fire and Smoke Transport model), one of the fire analysis programs, is used to evaluate the safety of nuclear power plants by assuming a fire due to temporary combustibles in the maintenance facilities installed in nuclear power plants. Fire simulation was performed based on NUREG-1934 and NUREG / CR-6850. As a result, damage of cables due to fire was evaluated by analyzing hot gas layer height, temperature, radiant heat and so on. This will provide information for securing the safety of nuclear power plants.

CFD코드를 이용한 HPSI Pump Room의 화재안전성 평가

조남진(Cho, Namjin),임동수(Im, Dongsu),서효석(Seo, Hyoseok),조태연(Cho, Teayeon),윤기열(Yun, Kiyoul) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.4

원전은 드물게 화재가 발생되며, 화재사고 시 원자로의 정지 유발과 동시에 안전정지 기기 등을 손상시켜 방사능 유출이라는 대규모 피해를 야기 시킬 수 있어 차별화된 화재 안전 설계 조건이 요구된다. 본 연구에서는 원전의 다양한 펌프실 중 중요 펌프의 케이블들이 관통해서 지나가는 고압안전주입펌프실에 대해서 CFD 전산코드를 통해 화재의 거동을 예측하고 안전성을 검증하고자 하였다. 고압안전주입펌프실의 화재 안전성평가를 위한 화재모델은 FDS (Fire Dynamics Simulator)를 이용하였으며 NUREG-1934, NUREG/CR-6850 등에 기초하여 화재시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과로 화재발생 시 각 배기의 방화댐퍼닫힘 시간을 확인하였고, 케이블의 손상 시간을 평가하였으며, 이를 통해 원자력 발전소의 안전성 평가 및 확보를 위한 정보를 제공하고자 한다. Although fire accidents in nuclear power plants rarely occurs, it may cause a stoppage of a nuclear reactor and damage of safety devices and cause massive damage such as radiation leakage. Therefore, nuclear power plants require specialized fire safety design conditions. In this study, CFD code is used to predict fire behavior and verify safety for HPSI (High Pressure Safety Injection) Pump Room passing through cables of important pump among various pump rooms of nuclear power plant. Fire simulation was performed based on NUREG-1934, NUREG / CR-6850, etc. using Fire Dynamics Simulator (FDS) as a fire model for fire safety evaluation of HPSI Pump Room. As a result, the fire damper closing time of each exhaust was checked and the damage time of the cable was evaluated. This will provide information for safety assessment and assurance of nuclear power plants.

원전내 방폭형 RFID 기술적용에 관한 연구

조남진(Cho, Namjin),임동수(Im, Dongsu),권중돈(Kwon, Jungdon),조태연(Cho, Teayeon),이정임(Lee, Junglim) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.2

원전에는 인화성 가스 및 액체가 저장, 사용되고 있어 화재폭발의 위험이 항상 존재한다. 화재폭발을 방지하기 위해 방폭기기가 설치되어 있으나 유지관리가 일부 미흡하다. 유지관리의 미흡은 오히려 방폭기기가 점화원으로 작용할 수 있어 원자로의 안전정지를 위한 안전 관련 기기들에 영향을 미칠 수 있다. 유지관리의 편리성 및 효율성을 높이기 위해서는 RFID 기술도입을 검토 해야한다. 이에 원전에 사용이 가능한 방폭형 RFID 를 분석하고 비교하였으며 사용을 권고하였다. Nuclear power plants store and use flammable gases and liquids and consequently risk explosions. Therefore, nuclear plants employ explosion-proof equipment; however, this equipment is not always sufficiently maintained. This lack of maintenance can affect the safety-related equipment intended to shut down the reactor, because the explosion-proof equipment itself can act as an ignition source. Radio-frequency identification (RFID) technology should be explored as a tool to improve both the convenience and efficiency of maintenance. We analyzed and compared explosion-proof RFID technology that can be used in nuclear power plants.

비콘을 이용한 위치기반 스마트 캠퍼스 애플리케이션

조남진(Namjin Cho),조경철(Kyeongchul Cho),유채린(Chaerin Yu),허건영(Geonyeong Heo),유준(Joon Yoo) 한국정보과학회 2016 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2016 No.12

제1종 시멘트를 이용한 원전 콘크리트 시편 개발에 관한 연구

조남진(Cho, Namjin),황수진(Hwang, Sujin),방현욱(Bang, Hyunwook),조태연(Cho, Teayeon),이정임(Lee, Junglim) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.5

원자력발전소 격납건물 내부의 콘크리트 표면은 화재, 온도, 습도 등의 영향으로 인한 열화 가능성 방지 및 제염용이성 등의 사유로 방호도장이 되어 있다. 특히 격납건물 내부는 설계기준사고(Design Basis Accident) 발생 시 도장의 탈락 등을 방지하고, 결함으로 인한 도장 손상시에 보수도장 사용 후 적정성과 건전성을 유지해야한다. 지금까지는 콘크리트 시편에 대한 방호도장재 시험은 ASTM D5139에 명시된 제2종 중용열 포틀랜드 시멘트(Moderate Heat Portland type II)를 사용하여 시험해 왔다. 하지만 2종 시멘트는 현재 생산 및 사용이 극히 제한되어 있어 시험편을 제작하기 어려운 상태이다. 본 연구에서는 국내에서 널리 사용되고 있는 제1종 보통 포틀랜드 시멘트(Normal portland cement type I)을 사용한 콘크리트 시편을 제작하고, 방호도장재를 시편에 도장하여 시험하였다. 이를 위해 열화시험, 방사선조사시험, 부착력시험, 설계기준사고시험을 통해 콘크리트 방호도장재의 개발을 원활히 하고자 제1종 시멘트 재질의 콘크리트 시편을 개발하였다. Concrete surfaces inside containment buildings in nuclear power plants are painted with a protective coating to prevent deterioration due to the influence of fire, temperature, and humidity, and for ease of decontamination. In particular, it is necessary to prevent the degrading of the coating inside the containment building when design basis accidents occur and to maintain the adequacy and integrity of the coating in case of damages due to defects after repairing the coating. Until now, the protective coating materials for concrete specimens have been tested using the Moderate Heat Portland Cement Type II specified in ASTM D5139. However, it is difficult to produce specimens, as Cement Type II cement is currently extremely limited in production and use. In this study, concrete specimens were prepared using Normal Portland Cement Type I, which is widely used in Korea, and the specimens were coated with protective coatings and tested. Concrete specimens of Cement Type 1 were developed to facilitate the development of concrete protective coating materials through degradation tests, irradiation tests, adhesion tests, and design basis accident tests.

혼잡 및 무선 구간 손실의 차별적 처리를 통한 WTCP 성능 개선

조남진(Namjin Cho),이성창(Sungchang Lee) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.45 No.9

유선망을 가정하여 설계된 기존의 TCP를 무선망이 혼재된 망에서 그대로 사용하면 무선구간의 랜덤 손실도 유선구간의 혼잡 손실과 동일하게 간주하게 된다. 이러한 잘못된 판단과 조치는 대역폭을 낭비하여 전체 네트워크의 처리량(throughput)을 저하하게 된다. 이러한 문제를 하기 위한 노력들이 많이 있었다. 본 논문에서는 유선망 혼잡과 무선구간 손실을 판별할 개선된 방법을 사용하여 망 상황 진단의 정확도를 높이고, 판단된 각 상황에 대해서 망 처리량을 높일 수 있는 개선된 제어 방법을 제안하였다. 또한, 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘의 성능을 TCP Westwood, TCP Veno와 비교하여 평가하였다. The traditional TCP was designed assuming wired networks. Thus, if it is used networks consisting of both wired and wireless networks, all packet losses including random losses in wireless links are regarded as network congestion losses. Misclassification of packet losses causes unnecessary reduction of transmission rate, and results in waste of bandwidth. In this paper, we present WTCP(wireless TCP) congestion control algorithm that differentiates the random losses more accurately, and adopts improved congestion control which results in better network throughput. To evaluate the performance of proposed scheme, we compared the proposed algorithm with TCP Westwood and TCP Veno via simulations.

확장칼만필터를 이용한 영구자석 동기기의 속도추정성능 비교

김남진(Namjin Kim),서석훈(Suhk-Hoon Suh),조승환(Seung Hwan Cho) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.12

고정자 전압과 전류로부터 추출된 회전속도 정보는 회전속도 센서를 사용하지 않는 모터드라이브 제어에 사용된다. 본 논문에서는 확장칼만필터를 이용한 영구자석동기기(PMSM)의 속도 추정기법을 제시한다. 확장칼만필터는 측정된 전압, 전류를 이용하여 회전속도를 추정한다. Matlab을 이용하여 컴퓨터 모의실험을 수행하였으며, 모의실험 결과로부터 제안된 확장칼만필터 기반 속도추정성능을 검증 하였다. The rotational speed information extracted from the stator voltage and current is used for motor drive control without using the rotational speed sensor. In this paper, we present the speed estimation for PMSM using Extended Kalman filter (EKF). The extended Kalman filter estimates the rotation speed using the measured voltage and current. Computer simulation conducts usng Matlab, the simulation results confirms the proper operations of the proposed EKF based sensorless control method.

Highly selective retrieval of accurate DNA utilizing a pool of <i>in situ</i> -replicated DNA from multiple next-generation sequencing platforms

Lim, Hyeonseob,Cho, Namjin,Ahn, Jinwoo,Park, Sangun,Jang, Hoon,Kim, Hwangbeom,Han, Hyojun,Lee, Ji Hyun,Bang, Duhee Oxford University Press 2018 Nucleic acids research Vol.46 No.7

<P><B>Abstract</B></P><P>Scalable and cost-effective production of error-free DNA is critical to meet the increased demand for such DNA in the field of biological science. Methods based on ‘Dial-out PCR’ have enabled the high-throughput error-free DNA synthesis from a microarray-synthesized DNA pool by labeling with retrieval PCR tags, and retrieving error-free DNA of which the sequence is identified via next generation sequencing (NGS). However, most of the retrieved products contain byproducts due to background amplification of redundantly labeled DNAs. Here, we present a highly selective retrieval method of desired DNA from a pool of millions of DNA clones from NGS platforms. Our strategy is based on replicating entire sequence-verified DNA molecules from NGS plates to obtain population-controlled DNA pool. Using the NGS-replica pool, we could perform improved and selective retrieval of desired DNA from the replicated DNA pool compared to other dial-out PCR based methods. To evaluate the method, we tested this strategy by using 454, Illumina, and Ion Torrent platforms for producing NGS-replica pool. As a result, we observed a highly selective retrieval yield of over 95%. We anticipate that applications based on this method will enable the preparation of high-fidelity sequenced DNA from heterogeneous collections of DNA molecules.</P>