보고서 정보
주관연구기관 |
부산대학교 Busan National University |
연구책임자 |
조환규
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2004-06 |
과제시작연도 |
2003 |
주관부처 |
보건복지부 |
사업 관리 기관 |
한국보건산업진흥원 Korea Health Industry Development Institute |
등록번호 |
TRKO200400002028 |
과제고유번호 |
1460002747 |
사업명 |
보건산업진흥(의료정보기술개발) |
DB 구축일자 |
2013-04-18
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키워드 |
이미지 정보 처리 시스템.LIMS.표준화.유전자 조절 네트워크.Microarray LIMS.Genetic Network.MIAME.
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초록
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1. 연구목적
최근 생물정보학 분야에서는 DNA 칩, 단백질 칩 기술이 발전함에 따라 이미지 데이터와 이미지 분석 데이터들이 기하급수적으로 늘어나고 있으며 이에 따라 실험 단계에 따른 데이터의 효율적인 관리가 필요하다. 이러한 데이터들을 효율적으로 관리하기 위한 중앙 집중화된 데이터베이스 관리 시스템 및 분석한 유전자의 상호 관계를 알 수 있는 유전자 네트워크를 효율적으로 구성하여 분석할 수 있는 시스템을 통합, 개발한다.
2. 연구방법
본 시스템은 LIMS와 Genetic Network Analyzer 두 부분으로
1. 연구목적
최근 생물정보학 분야에서는 DNA 칩, 단백질 칩 기술이 발전함에 따라 이미지 데이터와 이미지 분석 데이터들이 기하급수적으로 늘어나고 있으며 이에 따라 실험 단계에 따른 데이터의 효율적인 관리가 필요하다. 이러한 데이터들을 효율적으로 관리하기 위한 중앙 집중화된 데이터베이스 관리 시스템 및 분석한 유전자의 상호 관계를 알 수 있는 유전자 네트워크를 효율적으로 구성하여 분석할 수 있는 시스템을 통합, 개발한다.
2. 연구방법
본 시스템은 LIMS와 Genetic Network Analyzer 두 부분으로 구성된다. LIMS는 데이터를 관리하는데 사용자의 편의를 제공하기 위해 마이크로어레이 결과물을 계층적으로 저장하도록 데이터 단위(Project, Experiment, Work, Shot)를 정하였다. 각 결과물에 대해 저장, 관리, 검색 및 이미지 데이터의 가시화, 백업, 복구 등의 기능을 제공한다. Genetic Network Analyzer는 현재 연구되고 있는 유전자조절 네트워크구성 방법들을 조사 및 연구하여 효과적인 조절 네트워크를 구성하며, 이러한 네트워크를 표현하기에 가장 알맞은 표준화된 format을 결정하였다. 또한 사용자(생물학자 및 실험자)의 요구에 알맞은 GUI로 구성된 네트워크 가시화 툴을 제작하였다.
3. 연구결과
연구결과는 다음과 같이 요약할 수 있다.
(1) LIMS
1) 마이크로어레이 데이터 단위 정의 : 실험에 관련된 정보에 대한 정의(Project, Experiment, Work, Shot)
2) 데이터별 자동 naming 모듈 : 데이터 저장 분류를 위한 모듈
3) 메타 파일 프로세싱 모듈 : 여러개 분석파일을 입력으로 사용자가 필요한 분석 값들을 선택하여 하나의 새로운 파일을 생성
4) 검색 모듈 : 데이터단위, 이미지, 실험별 검색을 위한 모듈
5) 데이터 백업 & 복구 모듈 : 데이터 단위별 백업과 복구를 위한 모듈
6) 관련 해외 시스템 데이터베이스 참고 모듈 : 관련 LIMS 해외 시스템 데이터베이스의 query 결과를 참고
7) 마이크로어레이 이미지 데이터 가시화 모듈 : 마이크로어레이 이미지 데이터를 웹 화면으로 가시화
8) 유전자 조절 네트워크 결과 XML 표준 정의 : 유전자조절네트워크 결과의 내용의 표준화
9) 유전자 조절 네트워크 결과의 가시화 모듈 : 유전자조절네트워크 결과를 웹 화면상에서 가시화
10) 마이크로어레이 Quality Control 결과 포맷 : 마이크로어레이 디자인의 Quality Control 결과 포맷 정의
(2) Genetic Network Analyser
1) GeNDAS(Data Generation) : Discrete domain의 변경, 정규화, Missing, value 보정, 클러스트링
2) GeNAS(Genetic Network Analysis System) : 베이시안(Bayesian) 네트워크 성능향상 및 구현
3) GeNVis (Visualization & Simulation) : 네트워크 가시화 및 편집 툴, 시뮬레이션
4) GeNForm : 네트워크 분석을 위해서 필요한 중간 및 최종 결과의 파일형식 정의
4. 기대효과
(1) LIMS
1) 컴퓨터 사용에 익숙하지 않은 생물학자들에게 데이터 자동 naming, 백업 등 데이터를 관리하기 위한 편리한 환경을 제공하여 실험 외의 부가적인 시간과 노력을 절약 가능
2) 국내에 흩어진 생물정보학 데이터들을 모으고 포맷을 통합하여 연구 결과 축적 및 연구자간 기술 공유 가능
3) 생물정보학 데이터 공유로 중복 투자의 폐해를 막음
(2) Genetic Network Analyzer
유전자의 조절관계를 알아 볼 수 있는 유전자 조절 네트워크의 구성에 관한 연구는 국내에서는 거의 이루어지지 않았고, 해외에서도 최근에 연구되어지는 분야이다. 많은 생물학자나 실험자들이 요구하는 문제 중의 하나로서 국내 기술향상은 물론 국외의 기술향상에도 많은 기여를 할수 있다. 기술수준 향상의 기여정도는 다음과 같이 요약할수 있다.
1) 국내에서 Genetic net modelig을 위해 사용가능한 소스코드의 확보
2) 향후 Genetic network 개발을 위한 Benchmark 데이터의 확보
3) Genetic Network 시스템의 기본 module들의 library화 및 component화를 통하여 향후 다른 시스템에 재사용성를 높임
4) 생물체의 가상적인 실험을 통한 simulation으로 다양한 환경에 따른 실험 결과를 얻기 위한 시간과 비용의 절감
Abstract
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As the DNA microarray technology advances, experiment researchers need software systems for supporting directly and managing lots of microarray data. Moreover, they also need to construct the genetic network from those microarray raw data sets. For microarray data management purposes, a few LIMSs(La
As the DNA microarray technology advances, experiment researchers need software systems for supporting directly and managing lots of microarray data. Moreover, they also need to construct the genetic network from those microarray raw data sets. For microarray data management purposes, a few LIMSs(Laboratory Information Management Systems) such as BASE, Argus, have been announced. For the purpose of genetic network analysis, GNA was introduced. Here we propose an integrated software system, ISMIG, for the integrated managing of microarray data and genetic network. ISMIG generates some feasible genetic networks with the given experimental microarray data. Therefore, the microarray data and its genetic network can be stored in a single data entry and users can easily retrieve the genetic network from microarray data attributes and vise versa.
ISMIG consists of two parts, microarray LIMS and genetic network analyzer. LIMS module is responsible for the management of microarray data(image files, signal/noise sheet and gene description), data import, export, visualization. backup and restoration. Also it supports various types of query processing with gene name, experimental condition, data unit et al with some backup facility. Genetic network module accepts the XML format metafile. After preprocessing the metafile for genetic network analysis, the network analysis module generates Boolean network model, Bayesian network model and Differential equation model.
목차 Contents
- 표지 ...1
- 제출문 ...2
- 목차 ...3
- Ⅰ. 연구개발결과 요약문 ...4
- 한글요약문 ...4
- SUMMARY ...6
- Ⅱ. 총괄연구개발과제 연구결과...7
- 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표...7
- 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과...11
- 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...59
- 4. 총괄연구개발과제의 연구성과...60
- 5. 연구개발결과의 파급효과...67
- 6. 참고문헌...68
- 7. 첨부서류...69
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