Efficient and specific genome editing in human cells using CRISPR/Cas system

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 화학부(생화학전공), 2014. 2. 김진수.Programmable nucleases based on the FokI nuclease domain have been used widely for genome targeting in various cells and organisms. Recent identification of a prokaryotic immune system called CRISPR shows that a CRISPR/Cas system has the prospect of being another programmable nuclease for genome targeting in other higher eukaryotes. In this study, I have used a CRISPR/Cas system as a programmable RNA-guided endonucleases (RGENs), which cleave DNA in a targeted manner for genome engineering in human cells. These enzymes can induce site specific double strand breaks (DSBs) in chromosomal DNA and the repair of DSBs gives rise to targeted genome modifications via non-homologous end joining or homologous recombination. In this study, RGENs can induce efficient mutations at frequencies of up to 75% in human K562 cells. Compared to ZFNs or TALENs, the specificity of RGENs can easily be customized by synthesizing new guide-RNA molecules. Furthermore, I investigated off-target effects of RGENs. Off-target cleavage at unwanted loci can cause genetic instability including tumorigenesis or chromosome structural variations. The present study demonstrates that RGENs can efficiently discriminate on-target sites from off-target sites that differ by two bases. Indeed, exome sequencing analysis shows that RGEN-induced mutant clone without off-target mutations can be isolated. These features will make RGENs the most powerful and applicable tool for genome engineering.Abstract Table of Contents List of Figures List of Tables List of Abbreviations I. Introduction II. Materials and methods 1. Construction of Cas9 expression plasmid 2. Construction of guide-RNA transcription plasmid 3. Cas9 protein purification 4. Preparation of guide-RNA 5. In vitro cleavage assay 6. Cell culture and transfection 7. Preparation of nuclear extract and western blotting 8. Validation of mutations 9. Immunostaining 10. Targeted deep sequencing and analysis 11. Exome sequencing and analysis III. Results 1. Establishment of RGENs for genome targeting a. In vitro cleavage assay b. RGEN-mediated mutagenesis in human cells c. Guide-RNA structure 2. Analysis of off-target effects of RGENs a. Analysis of RGEN-induced cytotoxicity b. Analysis of RGEN specificity using mismatched guide-RNA c. Analysis of off-target effects of RGENs at homologous sites d. Extended analysis of off-target effects of RGENs e. Analysis of clonal exome sequencing IV. Discussion V. References Abstract in KoreanDocto

(The) Relationship between Goal Orientations, Self-Regulated Learning Strategies and Self-Efficacy of Elementary School Children

The purpose of this study is to explore the relationships between goal orientations, self-regulated learning strategies and self-efficacy of elementary school children. To achieve this purpose, each theory was reviewed. The research problems based on each theory were as follows: 1. How are the relationships between children's goal orientations(mastery goal orientations, performance goal orientations) and self-regulated learning strategies? 2. How are the relationships between children's goal orientations(mastery goal orientations, performance goal orientations) and self-efficacy? In order to investigate these research problems, 378 students were sampled from J elementary school of Sung-Book Gu in Seoul. Data from 218 were used in the final analysis. The instruments used in this study are 'Motivated Strategies for Learning Questionnaire(MSLQ) which investigated 'self-regulated learning levels' as well as 'self-efficacy' and 'Goal Orientations Scale'. Data analyses were conducted using SAS(Ver6.04), SPSS/PC+(Ver6.0). Correlation analysis, regression analysis, analysis of variance were used to verify the research problems in this study. The results of this study were as follows: 1. There are higher correlation between mastery goal orientations and self-regulated learning strategies than between performance goal orientations and self-regulated learning strategies (P<.001). Mastery goal orientations were a better predictor than performance goal orientations for self-regulated learning strategies. The students with high mastery goal orientations use more self-regulated learning strategies than the students with low mastery goal orientations. In results, the use of self-regulated learning strategies depend on students' goal orientations. When they orient the goal of mastering and understanding the task, students use more self-regulated learning strategies. 2. There are higher correlation between mastery goal orientations and self-efficacy than between performance goal orientations and self-efficacy(P<.001). The results revealed that the students with high mastery goal orientations have higher self-efficacy than the students with low performance goal orientations. When they have low mastery goal orientations, students with low performance goal orientations have lower self-efficacy.;본 연구는 초등학교 아동들의 목표지향성과 자기조절학습전략 및 자기효능감과의 관계를 밝히는데 목적을 두고 있다. 이러한 연구 목적을 달성하기 위하여 목표지향성과 관련된 자기조절학습전략과 자기효능감의 이론을 고찰하고 이를 토대로 다음과 같은 연구문제를 설정하였다. 첫째, 초등학교 아동의 목표지향성(완숙목표지향성, 수행목표지향성)은 자기조절학습전략과 어떠한 관계가 있는가? 둘째, 초등학교 아동의 목표지향성(완숙목표지향성, 수행목표지향성)은 자기효능감과 어떠한 관계가 있는가? 본 연구를 위하여 서울시 성북구에 위치한 J초등학교 6학년 아동 218명의 질문지에 대한 반응 자료를 통계처리 하였다. 연구 도구로는 목표지향성검사와 자기조절학습전략검사, 자기효능감 검사를 사용하였다. 각 검사지에 대한 요인 분석 결과 요인부하량이 낮은 문항을 제외하고 수정 작성한 본 연구에 사용된 검사도구의 신뢰도는 완숙목표지향성 .72, 수행목표지향성 .73, 자기조절학습전략 .94, 자기효능감 .90으로 비교적 높은 수준을 나타내었다. 본 연구에서 밝혀진 결론은 다음과 같다. 첫째, 완숙목표지향성은 수행목표지항성보다 자기조절학습전략을 더 잘 예언하는 변인임이 밝혀졌다. 또한 완숙목표지향성을 높게 지각한 집단은 그렇지 않은 집단보다 자기조절학습전략을 더 많이 사용하는 것으로 나타나 자기조절학습전략의 사용은 학습자가 공부하는 목표가 무엇이냐에 따라 달라지며 학습자가 과제를 완숙하고 이해하려는데 목적을 두는 것이 자기조절학습전략을 보다 더 많이 사용하도록 하는 것으로 나타났다. 둘째, 목표지향성과 자기효능감과의 관계 분석 결과 완숙목표지향성이 수행목표지향성보다 자기효능감을 더 잘 예측하는 변인으로 나타났다. 변량분석 결과에서도 완숙목표치향성을 높게 지각한 집단이 그렇지 알은 집단보다 자기 효능감이 더 높은 것으로 나타나 자기효능감은 학습자가 공부하는 목표가 무엇이냐에 따라 달라지며 특히 완숙목표를 높게 지각하고 수행목표를 낮게 지각하는 집단의 자기효능감이 가장 높은 것으로 나타나 목표지향성과 자기조절학습과의 관계에서와는 다른 양상을 보였다. 앞으로는 이러한 목표지향성과 자기조절학습 이론을 교육현장에 적용하기 위한 전체적인 방안이 연구되어야 하며 목표지향성 중 어느 하나만을 지향해야 할 것이 아니라 완숙 목표, 수행목표 모두를 상황에 맞게 적절히 이용하여 효과적인 교수학습이 이루어 질 수 있도록 해야 할 것이다.목차 = ⅳ 논문개요 = ⅶ Ⅰ. 서론 = 1 A. 연구의 필요성 및 목적 = 1 B. 연구문제 = 3 C. 용어정의 = 4 Ⅱ. 이론적 배경 = 6 A. 목표지향성 (Goal Orientations) = 6 B. 자기조절학습전략 (Self-Regulated Learning Strategy) = 12 C. 자기효능감 (Self-Efficacy) = 19 Ⅲ. 연구 방법 = 24 A. 연구 대상 및 절차 = 24 B. 연구 도구 = 25 C. 자료 처리 = 27 Ⅳ. 결과 및 해석 = 28 A. 일반적 결과 = 28 B. 목표지향성과 자기조절학습전략과의 관계 = 29 C. 목표지향성과 자기효능감과의 관계 = 31 Ⅴ. 결론 및 논의 = 35 참고문헌 = 40 부록 = 44 ABSTRACT = 5

줄기세포를 이용한 조직공학적 심장·혈관 재생

Thesis(doctoral)--서울大學校 大學院 :응용화학부,2006.Docto

Mitigation of the lack of parallel corpus for Korean Grammatical Error Correction

MasterThis thesis proposes two methods that use monolingual corpora to mitigate the lack of parallel data for grammatical error correction in Korean: data augmentation, and language model integration. We generate artificial grammatical errors in monolingual corpora to augment parallel data. We also integrate a recurrent neural network language model into the encoder of a neural machine translation system for identification of erroneous syllables. Our methods successfully improved the quality in translations of Lang-8 test data. Our methods are applicable to Automatic Post Editing (APE), in that APE corrects wrong translations.본 학위 논문은 한국어 문장 교정에서의 병렬 말뭉치 부족 현상을 완화하기 위하여, 작은 크기의 병렬 말뭉치를 증강하는 기법과 언어 모델을 기계 번역 기반 교정 모델의 인코더에 도입하는 기법을 제안한다. 말뭉치 증강 기법은 문법 오류를 인공적으로 단일 말뭉치에 발생시켜서 교정 모델에 필요한 학습 데이터를 풍부하게 하며, 언어 모델을 도입하는 기법은 문법 오류에 해당하는 음절을 좀 더 잘 구별할 수 있다는 장점이 존재한다. 병렬 말뭉치보다 수집하기 쉬운 단일 말뭉치를 활용하는 두 가지 제안 기법으로 Lang-8 실험 데이터에 대한 교정 성능의 향상을 확인할수 있었다

Adoption of a Neural Language Model in an Encoder for Encoder-Decoder based Korean Grammatical Error Correction

문법 오류 교정은 주어진 문장에서 나타난 문법적인 오류들을 탐지하고 이를 올바르게 교정하는 것으로, 특정 언어를 배우고자 하는 L2 학습자들을 돕거나 시스템의 잘못된 입출력 수정 등 다양한 응용 분야에 활용 가능하다. 본 논문에서는 한국어 문법 오류 교정 학습에 필수적인 교정 병렬 데이터가 부족한 문제를 보완하기 위하여 단일 말뭉치를 활용하는 기법을 제안한다. 단일 말뭉치로 학습시킨 신경망언어 모델을 Encoder에 도입하여, 신경망 기계 번역 기반 교정 모델이 올바르게 사용된 음절과 문법적으로 잘못 사용된 음절을 보다 명확하게 구분할 수 있게 한다. 이를 토대로, 올바르게 사용된 음절의 복사량을 증가시키면서 기존 Encoder-Decoder 모델의 잘못된 교정을 방지하는 것을 확인할 수 있었다.22Nkc

Combined therapy using embryonic stem cell transplantation and cytokine administration for treatment of myocardial infarction

In the present study, we tested the hypothesis that granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) administration would enhance the efficacy of cellular cardiomyoplasty with embryonic stem (ES) cells in infarcted myocardium. Three weeks after myocardial infarction by cryoinjury, Sprague-Dawley rats were randomized to receive either an injection of medium, ES cell transplantation, G-CSF administration, or a combination of G-CSF administration and ES cell transplantation. Prior to transplantation, ES cells were induced to differentiate into cardiomyocytes. Eight weeks after treatment, the cardiac tissue formation, neovascularization, and apoptotic activity in the infarct regions were evaluated by histology and immunohistochemistry. The left ventricular (LV) dimensions and function of the treated heart were evaluated by echocardiography. Transplanted ES cells survived and participated in the myocardial regeneration in the infarcted heart. A combination of G-CSF treatment and ES cell transplantation significantly promoted angiogenesis and reduced the infarct area and cell apoptosis in the infarcted myocardium compared with ES cell transplantation alone. The combination therapy also attenuated LV dilation, ascompared with ES cell transplantation alone. The present study demonstrates that G-CSF treatment can enhance the efficacy of cellular cardiomyoplasty by ES cell transplantation to treat myocardial infarction.N