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바이오패스웨이를 위한 지식 표현 시스템
UniPath: A Knowledge Representation System for Biopathways

이민수   (이화여자대학교 컴퓨터학과UU0001056  ); 박승수   (이화여자대학교 컴퓨터학UU0001056  ); 강성희   (명지대학교 교육학습개발원UU0000539  );
  • 초록

    최근 생물정보학의 발전과 함께 생물 관련 정보들이 기하급수적으로 증가하고 있다 연구 대상 도 DNA, RNA, 단백질에서 더 나아가 이들의 상호작용 및 조절 메커니즘에 의해 기능들이 어떻게 수행되는 지에 관한 바이오패스웨이까지 포함하게 되었다. 바이오패스웨이는 광대한 양의 정보를 포괄하며 구성체 사이의 유기적 관계를 나타내고 있는 것이므로 이를 컴퓨터로 처리하기 위해서는 보다 명료하며 직관적인 표현이 요구된다. 그러나 기존 시스템에서 사용하는 표기법들은 명료하게 해석될 수 없는 경우가 많고 표현 가능한 영역이 특정 한 단면에만 국한되어 있으며 같은 정보를 표현하여도 시스템마다 표현 레벨과 방식이 달라 시스템 확장 및 통합이 어려운 상황이다. 본 논문에서는 다양한 종류의 바이오패스웨이 지식을 체계적인 단일 표기법을 사용하여 보다 명료하고 효율적으로 표현하며 단일화되고 통일된 UniPath 표기법을 제안하였다. 또한 이 표기법을 적용하여 바이오패스웨이 지식을 그래프 형태로 편집함으로써 그 정보를 등록하며 XML 포맷으로 쉽게 변환할 수 있는 프레임 기반 지식 표현 시스템을 설계하고 실제 데이타에 적용함으로써 타당성을 검증하였다.


    Recently, the information processing of ever increasing bio-related data is becoming a very important issue. One of the main sources of these bio-data comes with the form of biopathways, which includes molecular transactions and processes that are part of biochemical systems. The information represented by biopathways includes various organic relations among its components. However, most of the current systems to represent biopathways have been initially developed without computer processing in mind, and hence suffer from inconsistencies and ambiguities. In this paper, we propose an improved notation, called UniPath, for clear and systematic representation of biopathways. The proposed system is designed to provide a unified representation of metabolic and regulatory pathways. We also designed and implemented a graphic editor for UniPath to draw biopathwavs map according to the proposed notation. The graphic editor is designed so that biopathway data can be easily transformed into XML format.


  • 주제어

    신진대사 경로 .   조절 경로 .   지식 표현.  

  • 참고문헌 (17)

    1. TransPath. http://www.biobase.de/pages/products/transpath.html 
    2. Karp, P. D., M. Riley, et al., 'The EcoCyc Database,' Nucleic Acids Research, vol. 30, no. 1, pp, 56-58, 2002 
    3. ExPASy. http://www.expasy.org 
    4. WIT. http://wit.mcs.anl.gov/WIT2 
    5. UM-BBD. http://umbbd.ahc.umn.edu 
    6. Pirson, Isabelle et al., 'The Visual Display of Regulatory Information and Networks,' Trends in Cell Biology, vol. 10, pp, 404-408, Oct. 2000 
    7. Voit, Eberhard, Computational Analysis of Biochemical Systems: A Practical Guide for Biochemists and Molecular Biologists, pp. 25-28, Cambridge press. 2000 
    8. Kohn, Kurt, 'Molecular Interaction Map of the Mammalian Cell Cycle Control and DNA Repair Systems', Molecular Biology of the Cell, vol. 10, pp. 2703-2734, Aug. 1999 
    9. PathDB. http://www.ncgr.org/pathdb 
    10. Fukuda, K., and T. Toshihisa, 'Knowledge representation of singal transduction pathways,' Bioinformatics, vol.17, no.9, pp. 829-837, 2001 
    11. CellML. http://cellml.org 
    12. KEGG. http://www.genome.ad.jp.kegg/kegg2.html 
    13. GeneNet. http://www.mgs.bionet.nsc.ru/systems/mgl/genenet 
    14. Bader, G., C. Hogue, 'BIND - A Data Specification for Storing and Describing Biomolecular Interactions, Molecular Complexes and Pathways,' Bioinformatics, vol.16, no.5, pp. 465-477, 2000 
    15. Matsuno, H., A. Doi, Y. Hirata, S. Miyani, 'XML Documentation of Biopathways and Their Simulations in Genomic Object Net,' Genome Informatics vol.12, pp, 54-62, 2001 
    16. SBML. http://www.cds.caltech.edu/erato/sbml 
    17. BioPathways Consortium. http://www.biopathways.org 

 저자의 다른 논문

  • 이민수 (16)

    1. 2002 "웹 기반의 OLAP 메타데이터 교환 시스템의 설계 및 구현" 정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part D. Part D d9 (6): 971~980    
    2. 2003 "샤모아: 컴포넌트 기반의 지식공학 프레임워크" 정보과학회지 = Communications of the Korean Institute of Information Scientists and Engineers 21 (10): 45~53    
    3. 2004 "데이터웨어하우스에서 유전자 알고리즘을 이용한 구체화된 뷰 선택 기법" 정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part D. Part D d11 (2): 325~338    
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    5. 2006 "Prediction Model for the Cellular Immortalization and Transformation Potentials of Cell Substrates" Genomics & informatics 4 (4): 161~166    
    6. 2006 "특징 추출과 분석 기법에 기반한 단백질 상호작용 데이터 신뢰도 향상 시스템" 정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part B. Part B b13 (7): 679~688    
    7. 2006 "Prediction of Exposure to 1763MHz Radiofrequency Radiation Using Support Vector Machine Algorithm in Jurkat Cell Model System" Genomics & informatics 4 (2): 71~76    
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    9. 2010 "교통이력 데이터의 품질 개선과 What-If 분석을 위한 자료처리 기법의 구현" 정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part D. Part D d17 (2): 87~102    
    10. 2011 "Implementation of a Particle Swarm Optimization-based Classification Algorithm for Analyzing DNA Chip Data" Genomics & informatics 9 (3): 134~135    
  • 박승수 (16)

  • 강성희 (5)

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