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이번주 핵심 키워드

유전자 편집에 근거한 유전자치료 연구의 윤리

전방욱 ( Bang Ook Jun )
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유전자치료 연구의 초기에는 형질변환유전자의 다수 복사본을 부가하는 방식을 취하였으나 실험 과정을 통제하기 어려웠고 부작용도 심했다. 특정 유전자 부위를 표적 인식하고 전달하는 유전자 편집도구, 특히 최근에 CRISPR-Cas9가 개발되면서 유전자치료의 전망이 밝아졌으며, 그만큼 윤리적 우려도 현실화되었다. 주로 유도만능줄기세포와 모델 동물을 수립하여 특정 유전자의 돌연변이를 유도하거나 돌연변이 유전자를 야생형으로 교정하는 연구가 행해졌고, 이 결과를 이용하여 유전자 편집도구를 직접 전달하거나 교정된 세포를 이식하는 기초적인 임상 연구가 실시되고 있다. 그러나 인간의생식세포에 유전자 편집을 적용하는 연구는 후속 세대에 영구적인 유전자 변화를 일으킬 수 있기 때문에 특별한 주의가 필요하다. 인간을 대상으로 유전자치료를 허용하려면 임상 이익을 강조하는 경향이있기 때문에 발생하는 치료라는 오해를 어떻게 방지할 것인지, 유전자치료의 위험성/이익 평가에서제외되기 쉬운 사회적 위험성/이익을 어떻게 고려할 것인지, 그리고 유전자치료의 오류율에 대한 합의를 어떻게 이룰 것인지를 논의하고, 결과론적인 논의에서 도외시되어 왔던 배아의 지위 문제에 대해논의하였다. 기술의 발전에 따라서 관련 법규에서 규정하고 있는 유전자치료 대상 질병 및 임상 적용여부의 재검토 등 환경의 변화가 불가피하다는 점도 언급하였다.

유전자조작 기술과 스포츠윤리 쟁점 연구

박성주 ( Sungjoo Park )
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[목적] 본 연구의 목적은 유전공학 기술을 통한 스포츠선수의 향상(enhancement)에 대한 윤리적 쟁점들을 비판적으로 분석함으로써 스포츠와 유전자조작에 대한 인식의 전환을 꾀하고, 유전자 도핑의 윤리적 논의를 위한 이론적 기반과 이에 대처하기 위한 바람직한 방향을 제시하는 데 있다. [방법] 이러한 목적을 달성하기 위해, 국내외 저명한 철학자, 의료윤리학자, 체육학자들이 유전공학과 도덕성의 관계에 대하여 어떻게 분석하고 설명했는지를 고찰하고, 이를 토대로 스포츠에서 유전공학 기술의 사용에 관한 찬성자와 반대자가 내세우는 쟁점들을 비판적으로 분석함으로써, 왜 극명하게 대조되는 입장이 존재하는지, 그리고 이들 각 입장의 바탕이 되는 가치이론이 무엇인지에 대해 면밀히 검토하였다. [결과] 본 연구는 유전자조작 기술이 스포츠에 사용되는 것에 관하여 공정성, 강요, 존엄성과 자율성이라는 세 가지 주요 쟁점을 도출하고, 각 쟁점에 대한 문헌 분석과 철학적 고찰을 통하여 유전자조작 규제를 위한 기존의 주장과 근거에는 논리적 모순점이 있음을 지적하였다. [결론] 유전자조작 기술에 대한 선입견이나 막연한 두려움에서가 아닌 구체적으로 어떤 부분이 장점이 될 수 있고, 어떤 부분이 윤리적으로 문제가 될 수 있는지에 관해 매우 신중하게 살펴보아야 하며, 스포츠에서 유전자조작 기술의 사용을 규제하기 위해서는 보다 설득력 있는 윤리적 틀과 현실적인 논거들이 다양하게 확보되어야 할 것이다.

유전자형별 상대 위험도를 이용한 유전자-유전자간 상호작용 탐색

정지원 ( Ji Won Jung ) , 이재용 ( Jae Yong Yee ) , 이석훈 ( Suk Hoon Lee ) , 박미라 ( Mi Ra Park )
한국통계학회|응용통계연구  24권 5호, 2011 pp. 861-869 (총 9pages)
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최근 유전학에서 주요 목표중 하나는 복합질환에 영향을 미치는 유전적 요인을 찾아내는 것이다. 유전자좌간의 상호작용이 있을 때에는 단일 유전자좌 분석으로는 이러한 목표를 달성하기 어려우므로, 유전자-유전자간 상호작용이나 유전자-환경인자간 상호작용분석을 고려할 필요가 있다. 자주 사용되는 MDR(multifactor dimensionality reduction)방법은 데이터를 고위험군과 저위험군으로 각각 병합하여 사용하므로 특정 유전자형에서 차이가 나는 경우에는 이를 찾아내기 어렵다. 본 연구에서는 이러한 점을 보완하도록 유전자형 조합에서의 대조군과 질환군의 상대위험도를 이용하여 유전자-유전자간 상호작용을 탐색하는 방법을 제안하였다. MDR 공개데이터와 8가지 유전모형으로부터 생성한 모의자료의 분석을 통해 방법의 유용성을 확인하였다.

유전자 조작 줄기세포를 이용한 조직재생

이석준 ( Soak Jun Lee ) , 황승태 ( Seung Taeh Hwang ) , 이수홍 ( Soo Hong Lee )
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유전자 발현 조절에 의한 발생의 이해 -호미오 유전자를 중심으로-

이미화 ( Mihwa Lee ) , 서혜원 ( Hyewon Seo ) , 전상학 ( Sang-hak Jeon )
5,100
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본 연구에서는 교육과정 분석을 통해 동물 발생에 대한 분자적인 기작을 어떻게 다루어왔는지를 살펴보고, 새로운 교육과정에서 제시한 ‘발생과 유전자 발현 조절’을 이해할 수 있는 적절한 방안을 제시하고자 한다. 동물의 발생에 대한 연구는 1980년 전후로 초파리에서 발생 유전자가 발견되면서 급격하게 발전해 왔다. 발생은 유전자의 차별적인 발현을 통해서 일어나며, 발생 유전자의 단계적인 작용을 통해서 일어난다. 우리나라의 2009 개정 교육과정에서 처음으로 ‘발생과 유전자 발현 조절’을 함께 다루었으며, 2015 개정 교육과정에서는 호미오 유전자를 예로 들어 ‘발생과 유전자 발현 조절’을 다루고 있다. 호미오 유전자의 핵심 기능은 전-후 축에 따른 위치정보를 제공함으로써 적절한 위치에서 구조가 만들어지도록 한다. 호미오 유전자로는 초파리에서 안테나다리(Antp) 및 유비엑스(Ubx) 돌연변이가 처음 발견되었으며, 두 돌연변이 표현형은 매우 뚜렷하여 쉽게 이해할 수 있는 장점이 있다. 또한, 두 유전자의 염기서열을 비교하여 호미오박스(homeobox)라는 보존된 염기서열을 발견하였으며, 이 서열을 이용하여 다른 동물에서 상동유전자(homologue)를 발견할 수 있었다. 따라서 척추동물에서의 호미오 유전자의 돌연변이를 통해서 종간에 공통적인 현상을 이해하는 것이 매우 중요하며, 더불어 진화적인 관점에서도 살펴볼 필요가 있다.

유전자 질병 관련도 분석을 위한 소프트웨어 플랫폼

송명호 ( Myeong Ho Song ) , 김수동 ( Soo Dong Kim )
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많은 질병들이 정복되면서 삶의 질을 향상시키지만, 유전병들은 많은 분석 및 연구가 필요하다. 이러한 질병과 유전자 관련도를 분석할 때 다양한 요구사항이 존재하고, 알고리즘 최적화 유무로 인해 런타임 효율성이 저하된다. 본 논문은 유전자 질병 관련도 분석 플랫폼을 소개하고 위의 이슈를 해결하기 위한 분석 API와 두가지 런타임 효율성 최적화 알고리즘을 제시한다. 그리고 제시한 분석 API를 이용하여 관련도 측정실험을 진행, 두 최적화 알고리즘의 결과와 비교했다. 첫 번째 알고리즘은 이전 실험과 같은 결과를 적은 시간에 도출했고, 두 번째 알고리즘은 이전 실험들에 비해 낮은 정확도의 결과를 더 적은 시간에 도출했다. 따라서 본 플랫폼을 통해 여러 방식의 유전자와 질병 관련도를 효율적으로 얻을 수 있다.

유전자 발현 데이터에 적용한 거시적인 바이클러스터링 기법

안재균 ( Jae Gyoon Ahn ) , 윤영미 ( Young Mi Yoon ) , 박상현 ( Sang Hyun Park )
5,200
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마이크로어레이 데이터는 유전자의 집합이 어떠한 조건 혹은 샘플의 집합 하에서 얼마나 발현되는지를 수치화한 2차원 행렬 데이터이다. 바이클러스터는 마이크로어레이의 샘플의 부분 집합과 이 샘플 부분 집합 하에서 일정한 증감 패턴을 보이는 유전자의 부분 집합을 말한다. 이렇게 같은 패턴을 보이는 유전자의 부분 집합은 일정한 정도의 유의 수준으로 비슷한 기능을 한다고 말할 수 있다. 따라서 바이클러스터링 알고리즘은 같은 기능에 연관된 유전자의 집합과, 이 기능이 발현되고 있는 조건의 집합을 밝혀내는데 있어서 매우 유용하다. 본 논문에서는 다항식 시간 복잡도를 유지하면서, 높은 기능적 상관관계를 가지는 바이클러스터를 밝혀 낼 수 있는 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 마이크로어레이 데이터에 심한 노이즈가 있을 경우 패턴으로 인식하지 못하는 기존 알고리즘과 달리, 노이즈 레벨이 심하더라도 거시적으로 비슷한 모양을 보이는 패턴을 찾아내는 방식을 이용하여 숨어있는 패턴들을 찾아낼 수 있고, 2) 바이클러스터 상호간에 오버랩을 허용하며, 또한 다양성이 보장되는 복수의 바이클러스터를 찾아내며, 3) 찾아진 유전자 부분 집합의 기능적 상관관계가 매우 높은 특성을 지니고, 4) 유전자 및 샘플의 순서와 상관없이 결정적인(deterministic) 결과를 도출한다. 또한 본 논문에서는 알고리즘이 찾아낸 바이클러스터의 기능적 상관관계의 정도와, 비교 알고리즘이 찾아낸 바이클러스터의 기능적 상관관계의 정도를 유전자 온톨로지(Gene Ontology)를 통해서 측정함으로써 비교하고 있다.

「유전자원의 접근·이용 및 이익 공유에 관한 법률」의 환경법적 의의와 한계

박종원 ( Park Jong Won )
한국환경법학회|환경법연구  40권 2호, 2018 pp. 225-261 (총 37pages)
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이 글은 나고야의정서의 국내이행을 위한 「유전자원의 접근·이용 및 이익 공유에 관한 법률」(이하 “유전자원법”이라 한다)의 본격 시행을 목전에 두고 있는 시점에서, 유전자원법이 국내 유전자원에 대한 주권적 권리를 제대로 보장하고 있는 것인지, 그리고 나고야의정서에 따른 당사국으로서의 의무를 제대로 준수하기 위한 제도적 장치를 갖추고 있는지 등의 두 가지 측면에서, 유전자원법의 주요내용을 분석·평가함으로써 그 한계를 지적하고 앞으로의 법적 과제를 제시하고 있다. 유전자원법의 제정은 국내 생물유전자원에 대한 주권적 권리를 행사하기 위한, 그리고 나고야의정서의 국내이행을 통하여 국제법상의 의무를 준수할 수 있기 위한 제도적 기틀을 마련하였다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다. 이는 국내 생물 다양성의 보전은 물론 전지구적 생물다양성 보전에도 기여할 수 있는 통로임에 틀림없다. 그럼에도 불구하고, 동법은 다음과 같은 점에서 적지 않은 한계를 안고 있는바, 이에 관한 입법적 해결을 적극적으로 검토하여야 할 것이다. 국내 유전자원에 대한 접근·이용 및 이익 공유와 관련하여, (i) PIC, 즉 사전통 고승인이 아니라 신고제를 택하고 있고 이것이 수리를 요하지 않는 신고로 해석될 가능성이 크다는 점, (ii) 상호합의조건 체결 의무가 법적 강제성을 결여하고 있다는 점, (iii) 국가책임기관 및 관계법령의 분산으로 국내 유전자원에 대한 접근 및 이익 공유가 저해될 수 있다는 점, (iv) 기금 등 재원확보수단을 제대로 갖추고 있지 못하고 제한·금지 대상 유전자원의 불법 이용에 따른 이익을 몰수할 수 있는 근거가 없다는 점 등은 유전자원법이 과연 국내 유전자원에 대한 주권적 권리의 행사, 그리고 이를 통한 국내 생물다양성 보전에 있어서 적지 않은 한계를 안겨주고 있다. 해외 유전자원에 대한 접근·이용 및 이익 공유에 관련해서도, (i) 국내 이용자의 절차준수나 이익공유의 강제성이 결여되어 있고 절차준수신고 의무위반에 대한 제재가 충분하지 못하다는 점, (ii) 절차준수조사가 비권력적 조사에 머물러 있다는 점, (iii) 절차준수조사 결과에 따른 유일한 조치가 권고뿐이라는 점, (iv) 국가 점검기관이 과도하게 분산 지정되어 있다는 점 등은 우리나라가 나고야의정서에 따른 당사국으로서의 의무를 성실히 이행하는 데 상당한 장애로 작용할 수 있다.

유전자 알고리즘을 이용한 해상풍력단지 조성에 관한 연구

고현정 ( Ko Hyun-jeung )
한국물류학회|한국물류학회지  28권 5호, 2018 pp. 91-103 (총 13pages)
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해상풍력단지 조성작업은 선박을 이용한 해상작업이 요구됨에 따라 해상의 기상여건에 매우 민감하다. 이는 해상여건이 악화하면 해상풍력단지 완공 시기가 지연되면서 선박임대료, 인건비 등의 추가적인 비용이 발생하고, 궁극적으로 해상풍력단지 운영의 경제성에 영향을 끼치게 된다. 따라서 본 연구에서는 변화하는 해상여건에 따른 해상작업의 불확실성을 고려하여 해상풍력단지 조성에 관한 일정계획을 참고할 수 있는 분석모델을 개발하였다. 이를 위해 먼저 분석모델 구축을 위해 국내 해상풍력단지 조성을 위한 해상물류 프로세스를 정의하였다. 국내의 해상풍력단지 조성을 위한 해상물류는 항만을 중계지로 활용하는 체계이다. 항만에서 해상풍력 시스템의 구성품이 집화되고, 이를 반 조립한 후 선박을 이용하여 운송하고 해상에서 설치하는 방식이다. 다음으로 정의된 해상물류 프로세스에 기초한 수리적 모델을 개발하였다. 또한, 개발된 수리적 모델이 NP-hard 문제에 속하므로 휴리스틱 기법인 유전자 알고리즘을 개발하여 국내 서남해안 해상풍력단지 조성 프로젝트 사례에 적용하였다. 그 결과 해상풍력터빈 1기당 평균 설치작업 일수는 3.13∼3.29일로 분석되었다. 그리고 해상풍력 시스템의 설치 대수가 적으면 해저작업을 선행한 후 해상작업을 하는 것이 타당한 것으로 나타났다. 반면에 대규모의 해상풍력단지를 조성할 경우는 해상여건을 고려하여 전략적으로 일정을 관리하는 것이 필요한 것으로 분석되었다.

유전자 편집 기술의 메타모포시스

김광연 ( Gwangyeon Kim )
한국개혁신학회|한국개혁신학  62권 0호, 2019 pp. 70-96 (총 27pages)
6,700
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과학 기술의 발달과 함께 생명을 연장하는 기술이 등장하면서 인류는 새로운 전환점을 맞이하게 되었다. 우리는 지금 어느 시대보다 과학 만능주의 사고에서 자유롭지 못하다 인류는 획기적인 과학 기술의 혜택으로 유전자를 조작하거나 생명을 연장하는 기술을 경험하고 있다. 전 세계적으로 과학자들은 4차산업 혁명을 기반으로 하는 유전자 연구에 몰두하고 있다. 우리는 과학자들이 질병치료와 유전자 교정,신체개량 기술 등 많은 변화를 주도하고 있다는 사실을 부인할 수 없게 됐다. 생명공학 기술은 단순히 식물의 줄기와 뿌리에서 서로 다른 농산물을 생산하는 기술을 넘어 인류에게 유전자를 편집하여 질병의 유전자를 제거하고 건강한 유전자로 대체할 수 있게 해 주었다 소위 유전자 편집 가위,크리스퍼 기술이 등장하고 나서 과학자들은 인간을 초인으로 만들어 가고 있다. 끝으로 질병치료를 위한 복적으로 개발된 생명공학 기술이 앞으로는 맞춤아기를 만드는 데까지 넘나들면서 여러 신학적 윤리의 문제들을 가져올 것이다. 이에 이 논문은 유전자 편집 기술에 나타난 변화들을 살펴보고 이 기술에 관한 신학적 비판 및 윤리적 성찰을 제시할 것이다.