COG 알고리즘을 통한 해양성 Euryarchaeota의 유전적 조성 분석

이재화,이동근,김철민,이은열 한국생명과학회 2003 생명과학회지 Vol.13 No.3

고세균 (Archaea)의 보존적 유전자를 파악하고 각 분류 단계별로 추가되는 보존적 유전자를 밝히기 위해 그리고 해양성 Euryarchaeota와 육지성 Euryarchaeota의 유전자 조성을 비교하기위해 COG (clusters of orthologous groups of proteins) 알고리즘을 이용하였다. 총 9종의 고세균이 공통적으로 보유하는 보존적 유전자는 340개로 나타났고 8종의 Euryarchaeota는 388개의 유전자가 보존적이었다. Euryarchaeota 각 종이 보유하는 orthologous에 대한 보존적 유전자의 비율은 20.73∼31.54%로 나타났다. 세균과 S.cerevisiae에는 없고 고세균 수준에서만 공통적인 265개 COG의 조성은 유전정보의 보존과 처리에 관여하는 COG가 94개 (35.5%)이고 대사에 관여하는 COG가 82개 (30.9%)로 유전정보와 물질대사와 관여하는 COG의 보존성이 높은 것으로 나타나 고세균이 독특한 생명체계를 이루고 있는 것으로 사료되었다. Euryarchaeota를 Crenarchaeota와 비교하면 핵산대사에서는 상당한 차이를 보이며 유전정보의 저장과 처리에서는 큰 차이가 없는 것으로 판단되었다. 해양성 Euryarchaeota의 보존적 COG는 기능분류별 종류가 육지성 Euryarchaeota와 달랐고 물질대사 관련 COG의 경우 육지성이 해양성보다 다양한 것을 알 수 있었다. 그리고 육지성과 해양성 Euryarchaeota는 탄수화물대사 등을 비롯한 생리적 측면에서 서로 차이가 있을 가능성이 높을 것으로 사료되었다. 본 연구는 해양 극한미생물인 해양성 Euryarchaeota의 기원과 분류단계에 따른 보존적 유전자를 파악하는데 도움을 줄뿐만 아니라 향후 해양미생물 등의 유용유전자 탐색 등에서도 Manco (Arch. Biochem. Biophy. 373, 182 (2000)) 등의 보고와 같이 충분한 연구가치가 있는 것으로 사료되었다. To figure out the conserved genes and newly added genes at each phylogenetic level of Archaea, COG (clusters of orthologous groups of proteins) algorithm was applied. The number of conserved genes within 9 species of Archaea was 340 and that of 8 species of Euryarchaeota was 388. Many of conserved 265 COGs, which are specific to Archaea and absent in Bacteria and S. cerevisiae, were concerned with 'information storage and processing' (94 COG, 35.5%) and 'metabolism' (82 COG, 30.9%). COGs related to these functions were assumed as highly conserved and permit peculiar life form to Archaea. It seemed that there was some difference in 'nucleotide transport and metabolism' and there was little difference in 'information storage and processing' between Euryarchaeota and Crenarchaeota. Marine-origin Euryarchaeota showed different conserved COGs with terrestrial Euryarchaeota. Conserved COGs, related to carbohydrate transport and metabolism and others, were different between marine- and terrestrial-origin Euryarchaeota. Hence it was assumed that their physiology might be different. This study may help to understand the origin and conserved genes at each phylogenetic level of marine-origin Euryarchaeota and may help in the mining of useful genes in marine Archaea as Manco et al. (Arch. Biochem. Biophy. 373, 182 (2000)).

원핵생물 1,309종의 보존적 유전자

이동근(Dong-Geun Lee) 한국생명과학회 2022 생명과학회지 Vol.32 No.6

원핵생물 1,309종(species)에 보존적인 유전자(ortholog)를 파악하기 위해 1,309종을 대상으로 COG (Cluster of Orthologous Groups of proteins) 기법을 적용하였으며, 그 결과 ribosome protein S11 (COG0100)을 확인하였다. 1,308, 1,307, 1,306 및 1,305종에서 보존된 ortholog의 수는 각각 2, 5, 5 및 6개였다. 1,303종 이상에서 보존된 유전자는 29개였고, 이들은 23개의 리보솜 단백질, 3개의 tRNA 합성효소, 2개의 번역 인자 및 1개의 RNA 중합효소 소단위체 유전자였다. 대부분이 단백질 합성과 연관되어 원핵생물에서 단백질 발현이 중요한 것으로 판단되었다. 29개의 COG 중에서 ribosome protein S12 (COG0048)가 보존성이 가장 높았다. 29개의 보존된 COG는 대개 하나의 원핵생물에 하나의 단백질이 분포하였다. COG0090은 보존성이 가장 낮았으며 phylogenetic distance value의 표준편차도 가장 컸다. COG0090은 리보솜의 구성원 기능 외에 복제와 전사의 조절자 역할을 하기에, 각 원핵생물이 다양한 환경에서 생존하기 위해 변이가 큰 것으로 추론되었다. 이 연구는 기초 과학과 종양 조절 및 항균제 개발에 필요한 데이터를 제공할 수 있을 것이다. As a result of applying the COG (Cluster of Orthologous Groups of Protein) algorithm to 1,309 species to confirm the conserved genes of prokaryotes, ribosomal protein S11 (COG0100) was identified. The numbers of conservative genes were 2, 5, 5, and 6 in 1,308, 1,307, 1,306, and 1,305 species, respectively. Twenty-nine genes were conserved in over 1,302 species, and they encoded 23 ribosomal proteins, 3 tRNA synthetases, 2 translation factors, and 1 RNA polymerase subunit. Most of them were related to protein production, suggesting the importance of protein expression in prokaryotes. The highest conservative COG was COG0048 (ribosomal protein S12) among the 29 COGs. The 29 conserved genes usually have one protein for each prokaryote. COG0090 (ribosomal protein L2) had not only the lowest conservation value but also the largest standard deviation of phylogenetic distance value. As COG0090 is not only a member of the ribosome, but also a regulator of replication and transcription, it could be inferred that prokaryotes have large variations in COG0090 to survive in various environments. This study could provide data necessary for basic science, tumor control, and development of antibacterial agents.

COG pathways에서 원핵생물 1,309종의 대사경로

이동근,김주희,이상현 한국생명과학회 2022 생명과학회지 Vol.32 No.3

Metabolism is essential for survival and reproduction, and there is a metabolic pathways entry in the clusters of orthologous groups of proteins (COGs) database, updated in 2020. In this study, the metabolic pathways of 1309 prokaryotes were analyzed using COGs. There were 822 COGs associated with 63 metabolic pathways, and the mean for each taxon was between 200.50 (mollicutes) and 527.07 (cyanobacteria) COGs. The metabolic pathway composition ratio (MPCR) was defined as the number of COGs present in one genome in relation to the total number of COGs constituting each metabolic pathway, and the number of pathways with 100% MPCR ranged from 0 to 26 in each prokaryote. Among 1309 species, the 100% MPCR pathways included murein biosynthesis associated with cell wall synthesis (922 species); glycine cleavage (918); and ribosomal 30S subunit synthesis (903). The metabolic pathways with 0% MPCR were those involving photosystem I (1263 species); archaea/vacuolar-type ATP synthase (1028); and Na+-translocation NADH dehydrogenase (976). Depending on the prokaryote, three to 49 metabolic pathways could not be performed at all. The sequence of most highly conserved metabolic pathways was ribosome 30S subunit synthesis (96.1% of 1309 species); murein biosynthesis (86.8%); arginine biosynthesis (80.4%); serine biosynthesis (80.3%); and aminoacyl-tRNA synthesis (82.2%). Protein and cell wall synthesis have been shown to be important metabolic pathways in prokaryotes, and the results of this study of COGs related to such pathways can be utilized in, for example, the development of antibiotics and artificial cells. 대사는 생존과 번식에 필수적이다. 2020년에 업그레이드된 COG (cluster of orthologous proteins) 데이터베이스에는 "pathways" 항목이 있다. 본 연구에서는 COG pathways를 이용하여 1,309개의 원핵생물의 대사 경로를 분석하였다. 63개의 대사경로와 관련된 822개의 COG가 있었고, 각 분류단위의 대사관련 COG의 평균은 200.50개(phylum Mollicutes)에서 527.07개(phylum Cyanobacteria)의 사이였다. MPCR을 대사경로구성율(하나의 게놈에 존재하는 COG 수 / 각 대사 경로를 구성하는 COG의 총 수)로 정의하였다. MPCR이 100%인 대사경로의 수는 원핵생물에 따라 0에서 26의 범위였다. 다수의 원핵생물에서 100% MPCR인 대사경로는 세포벽 합성과 관련된 murein biosynthesis (922종), glycine cleavage (918종), ribosome 30S subunits (903종) 등이었다. MPCR이 0%인 대사경로(종의 수)는 photosystem I (1,263종), A/V (archaea/vacuolar)-type ATP synthase (1,028종) 및 Na+- translocation NADH dehydrogenase (976종) 등이었다. 원핵생물에 따라 3~49개의 대사경로를 전혀 수행할 수 없었다. MPCR의 보존성이 높은 대사경로의 순서는 ribosome 30S subunit (1,309종의 96.1%), murein biosynthesis (86.8%), arginine biosynthesis (80.4%), serine biosynthesis (80.3%) 및 aminoacyl-tRNA synthetases (82.2%) 등이었다. 단백질과 세포벽 합성이 원핵생물에서 중요한 대사경로인 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과와 원핵생물 사이의 대사경로와 관련된 COG는 항생제 및 인공세포의 개발 등에 활용될 수 있을 것이다.

고세균 122종의 보존적 COG pathways와 유전자

이동근,이상현 한국생명과학회 2023 생명과학회지 Vol.33 No.11

이 연구의 목적은 122종의 고세균 종에 보존된 대사 경로와 보존된 유전자를 확인하는 것이었다. 각각의 122개 고세균이 63개의 COG 대사 경로, 이를 구성하는 822개의 COG, 총 4,877개의 COG를 보유하고 있는지 분석했다. 대사경로에서는 archaeal ribosomal proteins만이 가장 보존적이었다. 122종의 고세균 모두에 공통적인 COG는 7개의 COG pathways에서 46개, 그리고 그 외가 20개였다. COG pathways에서는 ribosome을 구성하는 29개, tRNA synthetase와 전사인자가 각각 5개, RNA polymerase를 구성하는 3개, 그리고 tRNA modification에 관련된 2개의 COG가 공통적이었다. COG pathways에 속하지 않고 122종의 고세균에 공통적인 보존적 유전자까지 고려하면 외부와 세포질을 구분 짓는 세포벽과 세포외기질의 합성, 복제, 전사, 번역, 단백질 대사에 관련된 유전자들 중에서 일부가 공통적이었다. 계통수에서 구한 각 고세균의 distance value를 분류단위로 보면 Euryarchaeota 문의 Halobacteria강의 평균이 가장 낮았고 표준편차는 Thaumarchaeota 문의 Nitosospharia강, 강을 알 수 없는 Thaumarchaeota문의 고세균, Euryarchaeota 문의 Halobacteria 강, Crenarchaeota 문의 Thermoprotei 강, 기타 고세균(OA)이 높았다. 계통수 분석으로 6가지의 공통점을 찾았다. 본 연구결과는 보존된 유전자에 관한 자료 외에도 의약품 개발, 균주 개선을 위한 유전자의 선택 등에 활용될 수 있을 것이다. The purpose of this study was to identify conserved metabolic pathways and conserved genes in 122 archaeal species. Using the Clusters of Orthologous Groups of Proteins (COG) database of conserved genes, we analyzed whether 122 species had 63 COG metabolic pathways, the 822 COGs that compose them, and a total of 4,877 COGs. Archaeal ribosomal proteins were the most conserved in metabolic pathways. 46 COGs in seven COG pathways among 63 COG pathways and 20 COGs in others were conserved in 122 species. Some genes involved in cell wall and extracellular matrix synthesis, replication, transcription, translation, and protein metabolism were common to all 122 species. When the distance value of the phylogenetic tree was analyzed at the phylum level or class level, the average was the lowest at the class Halobacteria of the phylum Euryarchaeota. Standard deviation was high for the class Nitosospharia of the phylum Thaumarchaeota, the unclassified members of phylum Thaumarchaeota, the class Halobacteria of the phylum Euryarchaeota, the class Thermoprotei of the phylum Crenarchaeota, and other archaea. Furthermore, the phylogenetic tree analysis revealed six commonalities. The results of this study, along with data on conserved genes, could be used for drug development and gene selection for strain improvement.

원핵생물 711종의 보존적 유전자 탐색

이동근(Dong-Geun Lee),이상현(Sang-Hyeon Lee) 한국생명과학회 2015 생명과학회지 Vol.25 No.9

원핵생물체의 생명유지에 중요한 역할을 담당하는 유전자들을 밝히기 위해 미생물 유전체들 사이의 공통적 유전자를 파악하는 COG 알고리즘을 이용하였다. 원핵생물 711종 모두에 보존적인 것은 COG0080 (Ribosomal protein L11) 1개였다. 708종 이상의 원핵생물에 보존적인 22개의 ortholog 중 전사관련 2개, tRNA synthetase 관련 4개, ribosamal large subunit 8개, ribosomal small subunit 7개였다. 700종 이상의 원핵생물에 보존적인 COG는 58개였다. 이중 리보좀을 구성하는 소단위체 등 번역 관련 COG가 50개(86.2%), 전사관련 COG가 4개(6.9%)로 나타나 생명현상에서의 단백질의 중요성을 알 수 있었다. 58개의 COG 중 보존성은 COG0060 (Isoleucyl tRNA synthetase)이 가장 높았고 COG0143 (Methionyl tRNA synthetase)이 가장 낮았다. 문(phylum)과 강(class) 수준에서 보존적 유전자들의 평균과 분산으로 유전체 분석을 수행한 결과 변이가 큰 고세균은 진정세균과 구분되었으며 편차는 일부 진정세균이 고세균보다 컸다. 보존적 유전자를 탐색하는 본 연구의 기법은 기초과학 연구와 함께 항균제 개발과 항암요법 개발 등에도 유용할 것이다. A COG (Cluster of Orthologous Groups of proteins) algorithm was applied to detect conserved genes in 711 prokaryotes. Only COG0080 (ribosomal protein L11) was common among all the 711 prokaryotes analyzed and 58 COGs were common in more than 700 prokaryotes. Nine COGs among 58, including COG0197 (endonuclease III) and COG0088 (ribosomal protein L4), were conserved in a form of one gene per one organism. COG0008 represented 1356 genes in 709 of the prokaryotes and this was the highest number of genes among 58 COGs. Twenty-two COGs were conserved in more than 708 prokaryotes. Of these, two were transcription related, four were tRNA synthetases, eight were large ribosomal subunits, seven were small ribosomal subunits, and one was translation elongation factor. Among 58 conserved COGs in more than 700 prokaryotes, 50 (86.2%) were translation related, and four (6.9%) were transcription related, pointing to the importance of protein-synthesis in prokaryotes. Among these 58 COGs, the most conserved COG was COG0060 (isoleucyl tRNA synthetase), and the least conserved was COG0143 (methionyl tRNA synthetase). Archaea and eubacteria were discriminated in the genomic analysis by the average distance and variation in distance of common COGs. The identification of these conserved genes could be useful in basic and applied research, such as antibiotic development and cancer therapeutics.

원핵생물 1,309종에 분포된 COGs (Clusters of Orthologous Groups of proteins) 연구

이동근(Dong-Geun Lee),이상현(Sang-Hyeon Lee) 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.9

저자들은 이전에 711개의 원핵생물에서 COG (Clusters of Orthologous Groups of proteins)를 분석한 결과를 보고하였다. COG 데이터베이스는 2020년에 1,309개의 원핵생물 게놈들을 사용하여 대폭 업데이트되었다. 이에 COG와 원핵생물 측면에서 업데이트된 4,877개의 COG를 구성하는 3,455,853개의 단백질들에 대한 분석 결과를 보고한다. 각 원핵생물이 보유한 COG 종류의 수는 97에서 2,281개의 사이였으며, 평균은 1,430.0개이고 표준편차는 414.2개였다. 문(phylum) 수준에서 보유 COG의 평균 수는 Mollicutes가 497.86개로 최소였고, Cyanobacteria가 1,642.90개로 최대였다. 가장 높은 보유 COG 개수를 가진 상위 10개 종은 모두 Proteobacteria였으며, 하위 10개 중 9개는 시험관 내에서 배양할 수 없는 Candidatus 구성원이었다. 각 COG에 속하는 단백질의 수는 2개에서 22,048개 사이였으며, 상위 11위 COG들은 12,000개 이상의 단백질을 포함하였다. 상위 11개 중 5개는 DNA에 결합하고 유전자 발현에 관여하는 COG로, 원핵생물에서 유전자 발현 조절의 중요성을 알 수 있었다. COG 데이터베이스는 게놈에 포함된 유전자를 식별하고 균주 개선을 위한 유전자를 선택하는 데 사용할 수 있어 많은 활용이 기대된다. Authors previously reported the results of analyses of COGs (Clusters of Orthologous Groups of proteins) in 711 prokaryotes. The data of COGs were significantly updated for 2020 using 1,309 prokaryotic genomes. Here, we report the results of analyses of 3,455,853 proteins comprising 4,877 updated COGs in terms of COGs and prokaryotes. The numbers of COGs in each prokaryote ranged from 97 to 2,281, with an average of 1,430.0 and a standard deviation of 414.2. Mean numbers of COGs at the phylum level were minimal 497.86 for Mollicutes and maximal 1,642.90 for Cyanobacteria. The top 10 species with the highest COG retention numbers were all Proteobacteria, and 9 out of the bottom 10 were those that could not be cultured in vitro. The numbers of proteins belonging to each COG ranged from 2 to 22,048, with over 12,000 proteins up to the top 11. Five of the top 11 were COGs that bind to DNA and were involved in the gene expression, indicating the importance of regulating gene expression in prokaryotes in a changing environment. COG data are expected to be widely utilized as they can be used for the identification of genes included in the genome and the selection of genes for the strain improvement.

유전자 보유 계통수를 이용한 원핵생물 680종의 분석

이동근(Dong-Geun Lee),이상현(Sang-Hyeon Lee) 한국생명과학회 2016 생명과학회지 Vol.26 No.6

게놈분석이 완료된 680개의 세균의 공통 유전자 보유 정도와 유연관계를 파악하기 위해 4,631개의 COG (Clusters of Orthologous Groups of protein) 보유 유사도와 COG 보유 계통수를 작성하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 균주별 COG 보유개수는 103~2,199개 사이였고 평균 1377.1개 였다. 곤충과 절대공생성인 Candidatus Nasuia deltocephalinicola str. NAS-ALF가 최저였고 기회성병원균인 Pseudomonas aeruginosa PAO1가 최대였다. 2개의 세균들 사이에 나타내는 COG 보유 유무의 유사도는 49.30~99.78% 사이였고 평균 72.65%였다. 초고온성이며 자가영양생활을 하는 Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661과 중온성이며 공생생활을 하는 Mesorhizobium loti MAFF303099 사이가 최소였다. 유전자 보유 정도가 생물이 각 서식지에 적응하는 정도를 나타내므로 이 결과는 원핵생물 진화의 역사 혹은 현재 지구의 원핵생물 서식지 범위를 나타내는 것일 수도 있다. COG 보유계통수를 통하여 첫째 진정세균인 Chloroflexi문의 일부는 진정세균보다 고세균과 유연관계가 높았고, 둘째 16S rRNA유전자에서 동일한 문(phylum)이나 강(class)으로 분류되지만 COG 보유 계통수에서는 일치하지 않는 경우가 많았으며, 셋째 delta-와 epsilon-Proteobacteria는 다른 Proteobacteria와 다른 분계(lineage)를 이루었다. 본 연구결과는 생물의 기원 파악과 기능적 연관성 파악 그리고 유용유전자 탐색 등에 이용할 수 있을 것이다. To determine the degree of common genes and the phylogenetic relationships among genome-sequenced 680 prokaryotes, the similarities among 4,631 clusters of orthologous groups of protein (COGs)’ presence/absence and gene content trees were analyzed. The number of COGs was in the range of 103–2,199 (mean 1377.1) among 680 prokaryotes. Candidatus Nasuia deltocephalinicola str. NAS-ALF, an obligate symbiont with insects, showed the minimum COG, while Pseudomonas aeruginosa PAO1, an opportunistic pathogen, represented the maximum COG. The similarities between two prokaryotes were 49.30–99.78 % (mean 72.65%). Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661 (hyperthermophilic and autotrophic, Euryarchaeota phylum) and Mesorhizobium loti MAFF303099 (mesophilic and symbiotic, alpha-Proteobacteria class) had the minimum amount of similarities. As gene content may represent the potential for an organism to adapt to each habitat, this may represent the history of prokaryotic evolution or the range of prokaryotic habitats at present on earth. COG content trees represented the following. First, two members of Chloroflexi phylum (Dehalogenimonas lykanthroporepellens BL-DC-9 and Dehalococcoides mccartyi 195) showed a greater relationship with Archaea than other Eubacteria. Second, members of the same phylum or class in the 16S rRNA gene were separated in the COG content tree. Finally, delta- and epsilon-Proteobacteria were in different lineages with other Proteobacteria classes in neighbor-joining (NJ) and maximum likelihood (ML) trees. The results of this study would be valuable to identifying the origins of organisms, functional relationships, and useful genes.

Uridylate kinase를 이용한 원핵생물의 분류

이동근,김철민,김상진,하배진,하종명,이상현,이재화 한국생명과학회 2003 생명과학회지 Vol.13 No.6

원핵생물 (Procaryote)의 분류에 16S rRNA유전자가 많이 이용되어 있으나 제한된 해상력과 유전자의 수에 차이가 있는 등의 문제가 있어 이를 보완할 수 있는 새로운 생체분자를 찾고 그 분류 결과를 16S rRNA의 결과와 비교하였다. COG (Clusters of Orthologous of protein) 방법을 이용하여 43종의 미생물중에서 진핵생물을 제외한 42종의 원핵생물 (procaryote)에서만 발견되는 3종류의 COG인 Transcription elongation factor인 COG0195과 bacterial DNA primase인 COG0358 그리고 uridylate kinase인 COG0528를 구하였다. 이중 유사도와 유전자 수를 바탕으로 새로운 분류의 키로 uridylate kinase를 설정하여 분석한 결과, 같은 속 (genus)에 속하는 세균들은 아주 높은bootstrap value를 갖고 분류도에서 같은 위치에 분포하고 고세균 (Archaebacteria) 내부의 응집성이 높은 등의 유사성을 보였다. 한편 alpha와 epsilon 그룹의 Proteobacteria가 분류도에서 다르게 위치하고 진정세균 (Eubacteria)의 Spi-rochaetales에 속하는 Treponema pallidum (Tpa)와 Borrelia burgdorferi (Bbu)가 고세균과 유연관계가 높게 나타나는 등 차이점도 보였다. Uridylate kinase를 이용한 분류는, 아주 높은 보존성에 의해서 생기는 16S rRNA 유전자를 이용한 문제점을 보완하여 원핵생물의 정확한 분류에 기여할 수 있을 것으로 사료되었다. The 16S rRNA gene is the most common gene in the phylogenetic analysis of procaryotes. However very high conservative of 16S rRNA has limitation in the discrimination of highly related organisms, hence other molecule was applied in this study and the result was compared with that of 16S rRNA. Three COGs (Clusters of Orthologous of protein) were only detected in 42 procaryotes ; transcription elongation facto. (COG0195), bacterial DNA primase (COG0358) and uridylate kinase (COG0528). Uridylate kinase gene was selected because of the similarity and one single copy number in each genome. Bacteria, belong to same genus, and Archaebacteria were same position with high bootstrap value in phylogenetic tree like the tree of 16S rRNA. However, alpha and epsilon Proteobcteria showed different position and Spirochaetales of Eubarteria was grouped together with Archaebacteria unlike the result of 16S rRNA. Uridylate kinase may compensate the problem of very high conservative of 16S rRNA gene and it would help to access more accurate discrimination and phylogenetic analysis of bacteria.

퍼스널 모빌리티(Personal Mobility)의 주행안전성 평가지표 연구

박범진,노창균,김지수 한국ITS학회 2018 한국ITS학회논문지 Vol.17 No.5

세그웨이를 시작으로 다양한 형태의 퍼스널 모빌리티(PM)가 판매 및 이용되고 있다. PM이갖춘 편의성으로 인해 급격히 보급되고 있으며, 이와 함께 안전사고도 급증하고 있는 추세이다. 이와 같은 추세에 발맞추어 PM과 관련된 다양한 연구 및 제도가 마련되고 있다. 그러나안전도 향상을 위한 방안으로는 제품 자체의 기능적 인증분야로 한정되어 있으며, 탑승자의주행 안전성에 대한 평가기준 및 지표 마련은 이루어진 바 없다. 본 논문에서는 PM의 주행안전성 평가에 적용 가능한 지표를 검토하였으며, 도출된 지표를 이용하여 3종의 PM과 보행에대해 안전성 평가를 수행하여 결과를 제시하였다. 타 분야에서 활용되고 있는 지표 중 최종선정한 지표는 COG(Center of the gravity)와 SM(Stability Metric)이다. COG는 무게중심이 중력방향에서 벗어난 정도를 평가하는 지표이며 SM은 PM이 움직일 때 발생되는 힘을 내부의 힘, 각운동량, 지면반발력으로 보고 정규화한 값으로 움직이지 않을 때는 0이 되며 음의 값은 전복됨을 의미하므로 PM의 주행안전성 평가에 활용 가능하다. COG의 경우 평균값과 분산값을 기준으로 안전도를 평가하여 결론을 제시하였다. 3종의 PM 중 Scooter의 경우 탑승형태를 입식과 좌식으로 구분하여 시행하였으며, 그 결과 COG의 움직임으로 평가하였을 경우 wheel chair 가 평균 6.54mm로 가장 안전하며 kickboard가 가장 불안전한 것으로 분석되었다. SM분석 결과, wheel chair가 가장 안전하며, 좌식 탑승의 형태가 입식보다 안전한 것으로 평가되었다. 이와같은 분석 방법을 이용하여 향후 보다 다양한 제품군에 대한 주행안전성 평가가 필요할 것으로 판단되며, 운전자 중심 뿐만 아니라 기기 자체에 대한 주행안전성 평가가 함께 이루어져야할 것이다. Divers types of Personal Mobility(PM) are appeared on the market after the Segway is introduced. PMs have propagated very rapidly with their ease of use, and accidents related with PM show a sudden increase. Many studies on the PM are performed as its trend, but dring safety of passengers are excluded. In this study, criteria which can be adopted for PM’s driving safety evaluation are reviewed. Also result of driving safety evaluation on 3 types of PM(wheel chair, kickboard, scooter(seating/standing) and walking using deducted criteria is given. COG(Center of the gravity) and SM(Stability Metric) are finally selected two criteria among many of them used in other fields. COG indicates how the center of mass deviates from the direction of the gravity. SM is a normalized value of generated force when PM moves as internal force, angular momentum, and ground reaction force. 0 means stop, and negative value means rollover, so it can be used for safety evaluation of PM. Average and standard deviation of measurement are standard of safety on the COG analysis. Wheel chair is the most safe and kickboard is the most unstable on the COG analysis. Wheel chair is also ranked as top safe on the SM analysis. Among two riding types(seating and standing) on the scooter, seating type is evaluated more safer than standing type. It is proposed that more various type of PMs are need to get safety evaluation for drivers and devices themselves together.

A Mild Form of COG5 Defect Showing Early-Childhood-Onset Friedreich’s-Ataxia-Like Phenotypes with Isolated Cerebellar Atrophy

김영옥,윤미선,정재호,최성민,김슬기,윤웅,박춘구,홍영진,우영종 대한의학회 2017 Journal of Korean medical science Vol.32 No.11

Progressive cerebellar ataxias are rare diseases during childhood, especially under 6 years of age. In a single family, three affected siblings exhibited Friedreich's-ataxia-like phenotypes before 2 years of age. They had progressive cerebellar atrophy, intellectual disability, and scoliosis. Although their phenotypes were similar to those observed in patients with autosomal recessive cerebellar ataxias, other phenotypes (e.g., seizure, movement disorders, ophthalmologic disturbance, cardiomyopathy, and cutaneous disorders) were not noted in this family. Whole-exome sequencing of the family members revealed one potential heterozygous mutation (c.1209delG, NM_181733.2; p.Met403IlefsX3, NP_859422.2) of the gene encoding conserved oligomeric Golgi complex subunit 5 (COG5). The heterozygous deletion at the fifth base in exon 12 of COG5 caused a frameshift and premature stop. Western blotting of COG5 proteins in the skin tissues from an affected proband showed a significantly decreased level of full length COG5 and smaller, aberrant COG5 proteins. We reported a milder form of COG5 defect showing Friedreich's-ataxia-like phenotypes without hypotonia, microcephaly, and short stature that were observed in most patients with COG5 defect.