발생신경독성물질 검색을 위한 수정된 배아줄기세포시험법 개발

Developmental neurotoxicity is a representative area in which in vitro alternative tests are required, because the current in vivo developmental neurotoxicity (DNT) test consists of many complex and expensive tests with respect to scientific resources, time, and animal use. In conjunction with DNT, in vitro toxicity tests using embryonic stem cells are emerging as scientifically valid candidates. However, DNT tests using embryonic stem cells have not yet been developed. The embryonic stem cell test (EST) is an in vitro developmental toxicity test using mouse embryonic stem cells (mESCs). However, the current EST may not screen developmental neurotoxicants correctly because only beating cardiac cells are used as the endpoint of embryonic differentiation. In this study, to develop a neuronal end point (half maximal inhibitory concentration of neuronal differentiation, neuronal ID50) of the EST for screening developmental neurotoxicants correctly, the expression levels of microtubule-associated protein 2 (MAP2) and neuron-specific class III beta-tubulin (Tuj1) of neuronally differentiated mESCs were quantified by flow cytometry or real-time polymerase chain reaction (PCR) analysis after treatment with test chemicals. 1. Embryotoxicity of lead (II) acetate and Aroclor 1254 using a new endpoint of the EST. To investigate whether the EST can classify developmental neurotoxicants correctly, 2 representative developmental neurotoxicants, lead (II) acetate and Aroclor 1254, were tested using the traditional EST. As a result, lead (II) acetate was classified as non-embryotoxic and Aroclor 1254 as weakly embryotoxic. To obtain a new endpoint for developmental neurotoxicity, D3 cells were differentiated into neuron-like cells for 14 days using adherent monoculture differentiation with basic fibroblast growth factor (bFGF) and ascorbic acid. Flow cytometry and real-time PCR were used to quantify the inhibition of neuronal differentiation. With the new ID50 values obtained from the concentration–response curves of the ratio of MAP2-positive cells, both lead (II) acetate and Aroclor 1254 were classified as weakly embryotoxic. 2. Transferability of a modified EST using a new endpoint for developmental neurotoxicity. To maximize the likelihood of the successful development of the modified EST, a prevalidation team consisting of 3 independent laboratories was organized for the prevalidation study. First, the protocol for neuronal differentiation of D3 cells was optimized and standardized. The best growth was achieved by culturing mESCs for 12 days in N2B27 medium without bFGF or ascorbic acid. ID50 values were derived from the concentration–response curves of the ratio of Tuj1-positive cells and relative quantity of MAP2 mRNA. After optimization of the neuronal differentiation protocol, lead (II) acetate, Aroclor 1254, and penicillin G were tested using the modified EST to identify the transferability of the method among the 3 laboratories. When the new ID50 values were used in the EST, lead (II) acetate and Aroclor 1254 were classified as weakly embryotoxic and penicillin G as non-embryotoxic in all 3 laboratories. 3. Embryotoxicity assessment of developmental neurotoxicants by using a neuronal endpoint in the EST. To identify whether the modified EST with Tuj1 ID50 can be used to classify other developmental neurotoxicants, methylmercury (MeHg), valproic acid, sodium arsenate, and sodium arsenite were classified using the modified EST. Using Tuj1 ID50 in the EST instead of cardiac ID50, MeHg and sodium arsenite were classified as strongly embryotoxic, and valproic acid and sodium arsenate were classified as weakly embryotoxic. All of the negative controls (saccharin, isoniazid, and ascorbic acid) were correctly classified as non-embryotoxic. An additional neuronal endpoint (MAP2 ID50) obtained by analyzing the relative quantity of MAP2 mRNA was used to classify the same chemicals; no differences were observed in the classification results, except that for isoniazid. To support the validity of Tuj1 ID50, the results from 2 experimenters who independently tested MeHg using the modified EST were compared; significant differences were not observed between the 3 endpoint values of the 2 experimenters. In conclusion, the results indicate that the neuronal ID50, an additional endpoint of the EST, can be obtained by analyzing neuronal cells differentiated using an adherent monoculture method. These results also indicate that the modified EST not only is sufficiently sensitive and specific for developmental neurotoxicants, but also is transferable among separate laboratories. Finally, the results indicate that the modified EST can classify developmental neurotoxicants that were misclassified using the traditional EST in previous studies. Therefore, the modified EST using neuronal ID50 instead of cardiac ID50 can be used to screen developmental neurotoxicants correctly.현재 이용되고 있는 in vivo 발생신경독성 시험법은 시험방법이 복잡하고 고비용의 시험법들을 다수 포함하고 있으므로 in vitro 동물 대체 시험법 개발이 요구되는 대표적인 분야이다. 이와 관련하여 배아줄기세포가 in vitro 독성시험법 개발에 있어서 과학적으로 유용한 후보 시험계로 부상하고 있으나 배아줄기세포를 이용한 발생신경독성 시험법은 아직까지 개발되지 않은 상황이다. 배아줄기세포시험법(Embryonic Stem Cell Test, EST)은 마우스 배아줄기세포를 이용한 in vitro 발생독성 시험법이다. 그러나 이 시험법은 심근세포 분화억제 정도를 분화지표로 이용하고 있기 때문에 발생신경독성물질을 정확하게 분류하지 못할 가능성이 있다. 이 연구에서는 발생신경독성물질을 올바르게 분류하기 위한 신경 종말점(half maximal inhibitory concentration of neuronal differentiation, neuronal ID50)을 개발하기 위해, 마우스 배아줄기세포를 신경세포로 분화시키는 과정에서 발생신경독성 물질을 농도별로 처리한 다음, 신경세포 특이적 표지자인 microtubule-associated protein 2 (MAP2)와 class III beta-tubulin (Tuj1)의 발현양상을 유동 세포 분석법과 실시간 RT-PCR 분석을 통해 정량적으로 평가하였다. 1. 새로운 종말점을 이용한 lead (II) acetate 및 Aroclor 1254의 발생독성 평가. 먼저 EST가 발생신경독성물질을 올바로 분류할 수 있는지 확인하기 위해 대표적인 발생신경독성물질인 lead (II) acetate와 Aroclor 1254를 EST로 분류해 본 결과, lead (II) acetate는 비-발생독성물질로, Aroclor 1254는 약한 발생독성물질로 분류되었다. 발생신경독성물질의 올바른 분류를 위한 새로운 종말점을 개발하기 위해 D3 세포를 basic fibroblast growth factor(bFGF)와 ascorbic acid를 포함한 배지로 adherent monoculture differentiation 방법을 이용하여 14일간 신경세포로 분화시킨 다음, 유동 세포 분석법과 실시간 RT-PCR을 이용하여 MAP2 양성세포의 비율 및 MAP2 mRNA의 상대적 발현량을 측정하여 신경세포 분화 억제 정도를 정량적으로 평가하였다. 그 결과, 새로운 종말점을 이용하여 lead (II) acetate 및 Aroclor 1254 모두 약한 발생독성 물질로 분류되었다. 2. 발생신경독성 평가를 위해 수정된 배아줄기세포시험법의 이전가능성 평가. 수정된 EST의 밸리데이션 성공 가능성을 높이기 위한 전-밸리데이션(pre-validation) 시험을 수행하기 위해 세 개의 독립적인 실험실로 구성된 전-밸리데이션 팀을 운영하였다. 전-밸리데이션 팀은 bFGF의 유무 및 배양기간이 다른 여러 가지 분화 조건에서 D3 세포의 신경세포 분화 비율을 측정함으로써 신경세포 분화 프로토콜을 최적화하고 표준화하였다. 그 결과, bFGF와 ascorbic acid가 모두 포함되지 않은 N2B27 배지에서 12일간 배양한 다음 Tuj1 양성세포 비율을 측정하여 ID50를 구하는 조건을 최적 프로토콜로 설정하였다. 수정된 EST의 세 실험실간 이전가능성을 평가하기 위해 각 실험실에서 수정된 EST를 이용하여 lead (II) acetate, Aroclor 1254 및 penicillin G를 분류한 결과, 모든 실험실에서 lead (II) acetate와 Aroclor 1254는 약한 발생독성물질로, penicilline G는 비-발생독성 물질로 분류되었다. 3. 수정된 배아줄기세포시험법을 이용한 발생신경독성물질의 발생독성 평가. 수정된 EST가 발생신경독성물질을 올바르게 분류하는지 확인하기 위해 기존의 EST에 의해 비-발생독성 물질로 잘못 분류된 methylmercury 및 비소화합물 등을 시험하였다. 그 결과, methylmercury와 sodium arsenite는 강한 발생독성 물질로, valproic acid와 sodium arsenate는 약한 발생독성 물질로 분류되었다. 모든 음성대조 물질(saccharin, isoniazid, ascorbic acid)은 비-발생독성 물질로 올바르게 분류되었다. 또한 위의 시험물질을 MAP2 mRNA의 상대정량 분석을 통해 얻어진 추가적인 신경종말점(MAP2 ID50)을 이용하여 분류한 결과, isoniazid를 제외한 모든 물질의 분류결과가 Tuj1 ID50를 이용한 분류결과와 동일하였다. 새로운 종말점인 Tuj1 ID50의 EST 추가지표로서의 유용성을 뒷받침하기 위해, 두 실험자가 수정된 EST를 이용하여 methylmercury를 각각 독립적으로 평가한 실험결과를 상호 비교하였다. 그 결과, 두 실험자가 구한 세 가지 종말점 사이에는 통계적으로 유의한 차이가 없었으며 분류결과도 동일하였다. 결론적으로, 이 연구 결과는 EST에 대한 추가적인 종말점인 신경 종말점을 adherent monoculture differentiation 방법을 이용하여 구할 수 있으며, 이를 이용한 수정된 EST가 다양한 발생신경독성물질을 민감하고 특이적으로 분류하는데 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 시험방법의 실험실내 반복재현성 및 실험실간 이전가능성을 확보하였음을 의미한다. 또한 수정된 EST는 기존의 EST로는 올바로 분류하지 못한 발생신경독성물질들을 올바르게 분류함을 확인하였다. 따라서, 기존 EST의 심근세포 종말점 대신 본 연구에서 제시된 신경세포 종말점을 이용한 수정된 EST는 발생신경독성물질을 스크리닝하는 데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.Docto

행정수단과 정책유형을 기준으로

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 행정학과(행정학전공), 2012. 2. 김병섭.국문초록 신공공관리론은 이론적으로 볼 때, 신제도주의 경제학(new institutional economics)과 관리주의(managerialism)가 결합되어 있다. 그럼에도 불구하고, 신공공관리론이 행정개혁이라는 목적과 함께 발전하다보니 지금까지 관련된 연구들은 실제 운영적인 측면에서 많이 이루어졌다. 또한 이론적인 측면에서 이루어진 연구들도 신제도주의 경제학의 측면에서 주로 문제를 다루고 있다. 따라서 본 연구에서는 관리주의에서 강조하는 공무원의 재량권에 대해서 연구해보려고 한다. 이를 위해 본 연구에서는 실제 공무원들이 자신의 업무수행에 있어서 어느 정도 재량권을 행사하고 있는지를 살펴보고, 재량권의 차이가 어떠한 요인들에 의해서 발생되지를 분석한다. 공무원 재량권에 대한 기술적·탐색적 연구 결과를 바탕으로 공무원의 재량권에 영향을 미치는 요인은 무엇인가?라는 질문에 대한 답변을 찾아보는 것이 연구의 목적이다. 분석을 위한 자료로 2009년 서울대학교 행정대학원 정책지식센터가 수행한 공무원 인식조사결과를 사용하였고, 분석기법으로는 각 요인들의 집단별 차이를 파악하기 위해서 2개 이상의 집단간 차이를 검증하는 것으로써 ANOVA와 다중회귀분석을 사용하였다. 재량에 영향을 미치는 변수는 다양하게 제시되었지만, 본 연구에서는 독립변수로 정책 유형· 행정수단· 시민의 참여를 사용하려고 한다. 본 연구는 기존의 일선관료들을 대상으로 한 연구와는 달리 중앙부처 공무원을 대상으로 하고 있고, 재량을 정책대상집단과의 관계에 기초하여 파악하기 때문에 정책대상집단과 공무원의 연결 통로인 정책과 행정수단을 독립변수로 선택하였다. 우선 정책유형은 부처수준에서 추출정책, 분배정책, 규제정책, 상징정책으로 분류하고, 개인수준의 분석에서는 기획정책과 집행정책으로 정책을 유형화하였다. 행정수단은 강제성의 정도에 따라 자율규제, 설득, 지출, 규제, 공적소유로 분류하여 분석에 사용하였고, 정책대상집단의 참여와 공무원의 재량과의 관계도 살펴보았다. 분석결과 추출정책이 배분정책․상징정책과는 유의미한 차이가 나타났으나 규제정책과는 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 규제정책은 실제행정에 있어서 특허나 허가의 형태로 이루어지는데 추출정책과 비슷하게 시민의 기본권을 제한하는 성격을 지니기 때문에 공무원의 재량에 있어서 추출정책과 유의미한 차이가 나타나지 않는 것으로 판단된다. 집행정책과 기획정책 간에 있어서는 기획정책업무를 수행하는 공무원의 재량이 더 큰 것으로 나타났다. 이는 기획정책이 고객정치의 특성을 가지고 있어서 나타난 현상으로 보인다. 행정수단의 강제성과 관련하여 Model 1에서는 지출과 공적소유의 행정유형은 설득의 유형과 유의미한 차이가 나타나지 않았고, Model 2에서도 지출은 설득의 유형과 유의미한 차이가 나타나지 않았다. Model 1과 2에서 지출유형이 설득의 유형과 유의미한 차이가 나타나지 않은 것은, 강제성의 스펙트럼에서 설득유형과 지출유형이 인접하여 있기 때문에 두 유형 사이에서는 유의미한 결과가 나타나지 않은 것으로 보인다. 주목할 점은 Model 1에서 공적소유의 유형이 설득의 유형과 유의미한 차이가 나타나지 않은 점인데 이는 두 유형이 강제성의 기준으로는 분석할 수 없는 직접성과 간접성이라는 다른 차원의 성격을 지니고 있기 때문으로 판단된다. 행정수단과 관련하여 정책대상집단의 참여가 재량에 미치는 영향을 분석하였더니 정책대상집단의 참여가 활발할수록 재량이 확대되는 것으로 나타났다. 재량은 행정이 이루어지는 상황과 조건 그리고 행사주체에 따라서 다양한 형태로 나타난다. 그럼에도 불구하고 공무원의 재량에 관한 논의는 지나치게 일선 공무원들의 재량에만 집중되어 있다. 일선 공무원들과 직무 성격이 다른 중앙부처 공무원들의 재량을 일선 공무원들과 같은 방식으로 분석할 경우 누락변수편의(omitted variable bias)가 발생할 수 있다. 따라서 중앙부처 공무원의 재량을 행정조직과 시민의 관계성이라는 측면에서 행정수단과 정책유형이라는 새로운 변수를 통해서 분석하는 것은 그동안 간과되었던 재량의 측면을 새롭게 비춰본다는 점에서 본 연구의 의의가 있다.Maste

(A) scalable processing-in-memory architecture for sparse matrix multiplications

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 전산학부, 2020.2,[iv, 27 p. :]이 논문에서는 희소 행렬 간의 곱셈과 덧셈의 특징에 대해 알아보았고, 간접 메모리 접근으로 인한 성능 병목을 분석했으며, 이를 해결하기 위하여 HBM 기반의 Single Program, Multiple Data 스타일 인메모리 프로세싱 아키텍처를 제안하였다. 특히 결과 행렬의 크기를 쉽게 예측할 수 없는 희소 행렬 곱셈에서 메모리 사용량을 최소화하기 위한 알고리즘을 도입하였다. 또한 메모리 칩이라는 한정된 주소 공간 내에 들어가지 않는 큰 행렬들을 곱하기 위한 방법을 제안하였다. 제안한 아키텍처를 gem5 시뮬레이터로 구현하여 그 성능을 측정하여 기존 GPU 기반 솔루션보다 개선됨을 보였다.한국과학기술원 :전산학부

역추적 방법에 의한 랫드 시상하부 뇌실옆핵 신경세포의 확인 및 전기생리학적인 기록

Thesis (master`s)--서울대학교 대학원 :수의학과 수의생리학전공(수의약리학),2002.Maste

메모리 중심 희소 행렬 애플리케이션 가속 아키텍처

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 전산학부, 2024.2,[vii, 64 p. :]Many high-performance computing applications use sparse matrices with various operations and kernels. These applications use GPUs for parallel acceleration. However, these kernels suffer from memory I/O bottleneck, which makes it hard to utilize the total performance of GPU. It is possible to classify these memory-intensive kernels into these four categories: sparse matrix general multiplication (SpGEMM), vector-vector operations, sparse matrix-vector multiplication (SpMV), and sparse triangular matrix-vector solve (SpTRSV). Therefore, this dissertation proposes a SpGEMM accelerator architecture and a processing-in-memory (PIM) architecture for the others, which results in total hardware acceleration of sparse matrix applications. Recent SpGEMM accelerator designs advocated outer product processing, which reads sequentially and minimizes the memory read traffic. However, this study first identifies the memory bloating problem of the outer product designs, which can cause availability problems. Therefore, this study revisits an alternative inner product approach and proposes a new accelerator design called InnerSP to overcome the memory bloating problem. This study shows that row-wise inner product algorithms have a locality and exploits with a modest on-chip cache. The row-wise inner product relies on the on-chip aggregation of intermediate products with the fixed-size on-chip hash table. To deal with the variance in the size of output rows, InnerSP proposes a pre-scanning technique for row splitting and merging. For the rest of the kernels, this dissertation suggests a processing-in-memory architecture pSyncPIM to expand the compute capability of the commercial PIMs to support sparse matrix operations. These commercial PIM products execute all memory banks to access the same memory bank rows and operate simultaneously. However, these approaches could not be applied directly to sparse matrix kernels due to the uneven distribution of sparse matrices. In addition, the current DRAM interface does not allow the generation of memory commands inside the memory chip itself. Therefore, this dissertation proposes a partially synchronous execution technique that follows the lock-step manner execution of all memory banks. Still, it allows the execution of each bank to diverge in its status. On top of that, this dissertation proposes a mapping scheme of SpMV and SpTRSV kernels.한국과학기술원 :전산학부

충격 압축된 물의 온도와 부피에 대한 이론적 계산

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 화학과, 1984.2, [ iv, 40 p. ]The significant structure theory of water is applied to the shock-compressed water to obtain theoretically the Hugoniot adiabatics and temperatures. To consider the effect of pressure and temperature, an expression for the sublimation energy term appearing in the theory is derived using the spherically averaged Stillinger-Rahman ST2 potential, and the Gruneisen parameter is used for the Einstein characteristic temperature. Fairly good agreements are obtained in such an extreme condition of shock-wave.한국과학기술원 : 화학과

분자 집합체와 무한 분자계에 대한 양자 화학적 연구

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 화학과, 1987.2, [ ix, 88 p. ]The pseudo-lattice(PL) method has been reformulated for ab initio self-consistent-field(SCF) calculations. The translational symmetries of infinite systems have been applied to the finite model chain by manipulating all the intramolecular and intermolecular Fock matrices. The nuclear repulsion energy has been corrected accordingly. The method has been tested for the linear chain of lithium hydride under the constraint of equidistance between all neighboring lithium and hydrogen atoms. The calculated results of the infinite chain have been compared with those of finite chains of lithium hydride under the same geometric constraint. The equilibrium geometries, band structures, intermolecular stabilization energies, and potential curves have been studied. It has been found that the infinite systems cannot be described by considering only first nearest neighbor interactions, and the intermolecular interactions must be considered at least up to third nearest neighbors in order to obtain accurate value of force constant of infinite systems. We can conclude from band structures of infinite chains that the boundary effect of the finite model chain is effectively removed by the PL method. In addition, we have investigated about the points of similarities and differences between lithium and hydrogen bonds which are known as good objectives for studying intermolecular interactions of electron donor-acceptor type. SCF and post SCF methods were employed to study the equilibrium structures, energies, and charge transfer appearences. The structures of lithium bonded complexes were observed to be quite linear. Accordingly, dipole moments of lithium bonded complexes were found to be increased. Lithium atoms in lithium bonded complexes were more shared by two groups of both directions than hydrogen atoms in hydrogen bonded complexes. Intermolecular interaction energies of lithium bonded complexes were found to be much greater than those of hydrogen bonded complexes. The direction...한국과학기술원 : 화학과

Rules for functional microRNA targeting

MicroRNAs (miRNAs) are similar to 22nt-long single-stranded RNA molecules that form a RNA-induced silencing complex with Argonaute (AGO) protein to post-transcriptionally downregulate their target messenger RNAs (mRNAs). To understand the regulatory mechanisms of miRNA, discovering the underlying functional rules for how miRNAs recognize and repress their target mRNAs is of utmost importance. To determine functional miRNA targeting rules, previous studies extensively utilized various methods including high-throughput biochemical assays and bioinformatics analyses. However, targeting rules reported in one study often fail to be reproduced in other studies and therefore the general rules for functional miRNA targeting remain elusive. In this review, we evaluate previously-reported miRNA targeting rules and discuss the biological impact of the functional miRNAs on gene-regulatory networks as well as the future direction of miRNA targeting research.OAIID:RECH_ACHV_DSTSH_NO:T201715558RECH_ACHV_FG:RR00200001ADJUST_YN:EMP_ID:A078409CITE_RATE:3.085FILENAME:2017-Rules for functional microRNA targeting.pdfDEPT_NM:생명과학부EMAIL:[email protected]_YN:YFILEURL:https://srnd.snu.ac.kr/eXrepEIR/fws/file/556d8f34-d320-45fb-8752-9b5fe2910a7f/linkY