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빅데이터 정의와 활용사례

과목 제출일학번 제목제목 빅데이터의 정의와 활용사례과거의 빅데이터는 단순히 데이터의 양이 많은 것을 의미하였지만 현재 빅데이터 정의는 범주가 확장되어, 정형화된 데이터뿐만아니라 비정형화된 일상의 정보들까지 포함하는 거대한 데이터의 집합을 의미한다. 여기서 비정형화된 데이터란 가공되지 않고 표준화 되지 않은 일상언어나 대화 같은 정보를 의미한다. 예로 카카오톡을 통한 사진 주고받기, 페이스북 글 업로드 등 자신의 일상 생활 기록을 들 수 있다.빅데이터는 TB(테라바이트)단위의 데이터 크기로 정의되고 데이터 수집 및 분석에 장기적 시간을 요하므로 데이터 크기의 증가를 특징으로 한다. 그러나 단순한 데이터 크기의 증가를 넘어서 빅데이터는 크기(Volume), 데이터 형태(Variety), 데이터 속도(Velocity) 세가지 복합적 변화 요소를 가지며 이를 3V라고 한다.첫 번째 특징인 크기(Volume)는 물리적 데이터 크기를 말하며 데이터 증가뿐만 아닌 이를 분석 및 처리하는데 어려움이 따르는 네트워크 데이터 등이 급속하게 증가함을 의미한다.두 번째 특징인 속도(Velocity)는 데이터를 빠르게 분석하고 처리하는 능력을 말하고 데이터의 실시간 처리 및 생산, 유통, 수집, 분석속도의 증가와 이에 대한 실시간 처리 및 장기간에 걸쳐 데이터를 수집, 분석하는 장기적 접근이 가능하게 한다.마지막 특징인 다양성(Variety)은 데이터의 형태유무, 연산가능 여부에 따라 나뉘어지는 다양성을 말하며 과거에는 정형화된 데이터가 중심이 되어 각 정보들이 물건, 사건, 인물에 대한 정보 위주로 가공되었으나, 빅 데이터 시대에서는 비정형화된 데이터가 중심이 되어 오락, 일상 생활 등 우리가 생활하는 거의 모든 분야에 관한 데이터를 이용한다. 즉 단순히 데이터의 크기가 증가하는 것을 넘어선 다양한 형태의 데이터 크기가 증가하는 것을 의미한다. 추가적으로, 2012년 가트너는 데이터 관리의 복잡성(Complexity) 속성을 더하여, 빅 데이터의 특징을 3VC로 새롭게 정의하였다빅데이터를 활용하기 위해서는 자원, 기술, 인력 3가지 요소가 필요하다.자원은 주어진 빅데이터를 관리,처리하는 측면과 외부 빅데이터 자원을 발견하고 확보하는 역할도 한다. 또한 데이터의 품질은 데이터 활용 결과에 중대한 영향을 미치므로 데이터 관리 체계 및 데이터의 신뢰성 확보가 매우 중요하다.기술은 데이터 자체뿐만 아닌 관련 도구, 플렛폼, 분석기법까지 포괄하는 의미로 신기술에 대한 이해가 부족하면 미래 경쟁력이 부족해진다. 그러므로 데이터 저장관리, 대용량 데이터 관리, 빅데이터 분석(데이터 마이닝,의미분석), 시각화(R, Infographics) 등 빅데이터 분석기술 및 데이터 분석기법에 대한 이해가 필요하다.인력은 신기술이 아무리 뛰어나더라도 이를 활용하는 사람의 역량에 따라 성과가 좌우된다. 그러므로 인재를 확보해야한다. 수학, 공학능력, 경제학,통계학,심리학, 비판적시각과 커뮤니케이션 능력, 시각화능력인 스토리텔링 비즈니스 통찰력이 좋아야한다.빅데이터를 활용한 사례로 정치, 사회, 경제 및 경영, 문화, 의료 등 다양하게 나눌 수 있다. 그중 가장 대표적인 것만 설명하자면 우선 정치 분야 활용 사례이다. 2008년 미국 선거때 버락 오바마 대통령 후보가 다양한 형태의 유권자 데이터베이스를 확보해 이를 분석 이용하여 유권자 맞춤형 선거 전략을 개시했다. 이를 이용해 효과적인 선거를 치를 수 있었다.

공학/기술| 2020.06.30| 4페이지| 1,000원| 조회(361)

빅데이터, 빅데이터활용사례, 빅데이터정의

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코로나바이러스 백신제조방법및 백신이 인체에서 작동하는 원리 평가A좋아요

과목 제출일학번 이름제목 코로나바이러스 백신제조방법 및 백신이 인체에서 작동하는 원리1.배경신종 코로나바이러스는 2019년 12월 중국 우한에서 처음 발생하였다. 새로운 유형의 코로나바이러스에 의한 호흡기 감염질환으로 급속도로 전세계로 확산되었다. 이에 WHO는 국제적 공중보건 비상사태(PHEIC)를 선포하였다. 그만큼 신종코로나바이러스가 감염성이 매우 높다는 뜻이다. 신종 코로나바이러스는 감염자의 침방울이 호흡기나 눈,코,입의 점막으로 침투될 때 전염된다. 감염 후 약 2~14일의 잠복기를 거친 뒤 발열 및 기침, 호흡곤란 등 호흡기 증상, 폐렴이 주요 증상으로 나타난다. 우리나라도 신종 코로나바이러스로 감엽자가 9천명이 넘어갈 정도로 심각하다. 빠르게 백신이 나왔던 신종 인플루엔자와 달리 신종 코로나바이러스의 백신은 아직 나오지 않았다. 그 이유는 무엇일까 바로 기본적으로 백신을 만드는 방법인 유정란 혹은 숙주세포에서 배양해 바이러스를 만든 후 불활화 하여 항원을 만드는 방식이 불가능하기 때문이다.2.목적신종 코로나바이러스를 전통적인 백신제조 방법으로 만들지 못하고 있는 상황에서 과연 어떤식으로 신종 코로나바이러스의 백신을 제조하고 있는지 알아보고 백신이 인체에서 어떤식으로 작동하여 우리 몸이 바이러스를 이겨내는지 알아보기 위해 조사를 시작하였다.3.과제내용3.1.전통적인 백신제조방법백신제조에는 3가지 방법이 있다. 첫 번째 유정란 배양이다. 약독화된 바이러스를 유정란에 감염시켜 증식시킨다. 그 다음 바이러스만 유정란에서 추출한 다음 백신으로 사용하는 것이다. 이 방법이 주로 사용되는데 백신의 생산에 들어가는 비용이 가장 저렴하기 때문에 주로 이용한다. 하지만 오래 걸린다는 점과 달걀 알레르기가 있는 사람은 이방법으로 생산된 백신을 맞을 수 없다고 한다.두 번째는 세포배양이다. 멀쩡한 바이러스를 포유류의 세포에 감염시켜서 만드는 방법인데 멀쩡한 바이러스를 포유류 세포에 감염시키면 바이러스가 증식하는데 이 증식된 바이러스를 따로 분리해서 화학적인 방법을 사용해서 바이러스를 산산조각 낸다. 그 뒤 바이러스 파편을 백신으로 사용한다. 백신은 면역기억 반응을 일으키기 위해 바이러스가 전부 필요한 것이 아닌 일부만으로도 면역 반응을 일으킬수 있다. 그러므로 멀쩡한 바이러스는 위험하기 떄문에 화학약품을 통해 바이러스를 조각낸후 파편을 백신으로 사용한다고 한다. 세포배양의 경우는 백신 생산비용이 가장 많이 든다는 단점이 있으나 백신이 생산되기까지 4~6주의 시간밖에 걸리지 않은 백신 생산 방법중 가장 빠른 시간내에 생산 할 수 있다.마지막으로 유전자 재조합 항원 생산이다. 이는 배큘로 바이러스를 이용하는 방법인데 배큘로 바이러스는 나비의 애벌레가 감염되는 바이러스이다. 이 바이러스안에 백신을 만들고자하는 바이러스의 유전자 정보를 집어 넣은 뒤 곤충의 세포에 감염시킨다. 그러면 감염된 곤충세포에서 바이러스의 항원을 만들어 분비하게 되는데 이 항원은 우리몸의 면역세포에 걸리는 바이러스 겉 껍질의 일부분이다. 이 항원을 대량으로 모은 뒤 백신으로 사용한다. 이 방법또한 백신이 생산 되기까지 6주 이하의 시간이 걸린다. 돈이 많이 든다는 단점이 있긴하지만 생산까지의 시간이 짧아 전염병에 대응하기 좋기에 백신의 생산방법이 유정란 배양에서 세포배양, 유전자 재조합 방법으로 대체되고 있다.3.2. 신종 코로나바이러스 백신 제조방법전통적인 백신제조방법으로 백신을 개발하지 못하고 있는 이 상황에서 AI가 백신제조에 도움을 주고 있다. 인공지능 신약개발기업인 디어젠(Deargen)에서 딥러닝 기반의 약물-단백질 상호작용 예측 알고리즘기술을 사용해 항바이러스제를 분석했다. 이 기술은 약물의 전체적인 정보를 학습할 수 있어 보다 현실적인 약물 구조를 고려해 약물-단백질 상호작용을 예측할 수 있다.인공지능이 예측한 결과로 HIV 치료제로 사용되는 BMS의 아타나자비르와 에볼라치료제로 개발하다 실패한 항바이러스제 렘데시비르도 신종코로나바이러스에 효과적일 그것으로 예측했다. 아타나자비르는 신종코로나바이러스의 복제에 관여하는 5가지 단백질 전부와 효과적으로 결합할 것으로 예측 되었다.물론 인공지능을 이용한 예측이기 때문에 신종코로나바이러스에 효과가 있을지는 실제 실험과 진행되는 임상을 통해 비교해봐야 하지만 인공지능이 백신으로 예측한 렘데시비르(remdesivir)는 신종코로나바이러스와 높은 결합력이 예측돼 중국에서 진행 중인 임상 결과를 지켜보고 있다고 한다.백신 개발을 기다릴 수 없어 임시방편을 제시한 영국 제약 회사 베네볼렌트 AI(Benevolent AI)는 바이러스 전염을 제한할 만한 잠재적 치료제로 바리시티닙(Baricitinib)을 제시했다. 바리시티닙은 AI 기술로 승인된 기존 치료제 가운데 신종코로나바이러스의 분자 구조와 가장 맞닿아 있는 치료제를 검색한 결과였다.이처럼 신종 코로나바이러스 백신을 완벽하게 개발 할 순 없지만 최대한 백신에 가까운 치료제를 만들고 있다.3.3. 백신이 인체내에서 작동하는 원리우선 면역(immunity)이란 면역시스템이 전제된 생물이 감염이나 질병으로부터 대항하여 병원균을 죽이거나 무력화하는 작용이다. 이를 통해 감염질활으로부터 인체를 보호한다. 면역에는 능동면역과 수동면역이 있는데 능동면역은 자기 자신의 면역체계에 의해 만들어지며 영구적이나 수동면역은 사람에 의해서 만들어진 면역물질의 투여에 의해 획득되는 면역력으로 대개 수개월이 지나면 사라진다.면역체계는 항원이라 하는 외부물질을 인식하는 것을 목적으로 세포들이 복잡한 집합체이다. 면역체계는 외부 항원에 대한 방어 능력을 생성하고 이를 면역반응이라한다. 예방접종은 약화되거나 죽은 병균으로 만든 백신을 인체에 투여하여 진짜 병균 침입에 대한 방어력을 생기도록 하는 일이다. 백신은 면역체계와 상호작용을 하며 흔히 자연감염과 비슷한 정도의 면역반응을 유발할 수 있으나 접종받은 사람을 질병의 잠재적 합병증의 위험에 노출시키지 않는다. 백신들은 자연감염과 유사한 면역기억 반응을 생성하게 된다. 백신(항원)이 인체내에 주입됐을 때 몸 안에 들어간 백신은 같은 종류의 병균과 싸울 수 있는 항체를 만들어 방어체계를 형성한다. 몸 속에 병균이 없을땐 아무 반응도 일어나지 않지만 외부에서 병균이 침입했을 때 백신을 통해 생성된 항체와 기억세포의 작용으로 병균에 대해 빠른 공격을 하게 되고 병균이 제거된다.

의/약학| 2020.06.30| 4페이지| 1,000원| 조회(883)

백신, 코로나바이러스, 백신제조, 코로나바이러스백신

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미생물을 이용한 의약품 평가C아쉬워요

과목 제출일학번 과제물 제목 미생물을 이용한 의약품제목: 미생물을 이용하여 개발된 의약품목차Ⅰ. 서론Ⅱ. 본론1. 곰팡이를 이용한 의약품(1) 페니실린(2) 세팔로스포린(cephalosporin)2. 세균(박테리아)을 이용한 의약품(1) 스트렙토마이신(2) 스트렙토키나아제3. 미생물을 이용한 연구(1) 주목과 연관된 미생물에서 탁솔 추출(2)미생물 효소들을 이용한 당뇨병 치료 후보물질 생산5. 미생물을 이용하여 얻는 비타민(1) 리보플라빈(비타민 B2)(2) 코발라민(비타민 B12)Ⅲ. 결론----------------------------------------------------Ⅰ. 서론몇백 년 전만 해도 인간의 평균 수명은 불과 20~30세에 불과했습니다. 태어난 아이 열 명 가운데 세 명은 한 살도 되기 전에 사망했으며, 절반쯤이 열 살 이전에 사망했습니다. 그 이유는 천연두·홍역·말라리아·콜레라·이질·설사·폐렴·패혈증 같은 질병 때문이었습니다. 오랫동안 인류는 질병의 원인을 알지 못했고, 기껏해야 귀신의 저주나 나쁜 공기 때문이라고 짐작했습니다. 그러던 와중 인간이 걸리는 질병이 거의 모두 미생물 때문이라고 생각한 사람이 나타났고 그의 이름은 파스퇴르였습니다. 1885년 파스퇴르는 균의 독성을 약화시켜 몸 안에 주입하면, 자가면역체계로 우리 몸에 면역력이 생긴다는 사실을 알아냈고 이 원리를 바탕으로 홍역·풍진·볼거리·소아마비 같은 예방접종 백신을 계속 개발했습니다. 그러나 미생물을 직접 억제하거나 죽이는 항생제를 찾는 일은 쉽지 않았고, 특정 질병은 특정 병원균 때문에 생긴다는 이론이 확립되었습니다. 선택적으로 균을 죽이는 항생물질이 개발되긴 했지만 항생물질은 인간에도 해롭다는 것이 문제였습니다. 하지만 우연히 인간에게 무해하면서 미생물을 죽이는 물질인 페니실린이 발견되면서 여러 항생제가 개발되기 시작했습니다.항생물질은 미생물이 생산하는 2차대사산물로 낮은 농도에서 다른 미생물의 생장을 어제하는 특성이 있습니다. 항생물질을 현재는 미생물에 의해 생산되어 미생물 또는 그 밖의 세포의 생육을 저해하는 물질을 총칭하는 물질이라 부르고 있습니다.지금부터 미생물을 이용한 여러 항생제에 대해 알아보고자 합니다.Ⅱ. 본론1. 곰팡이을 이용하여 개발된 의약품(1) 페니실린(penicillin)페니실린은 페니실리움속에 속하는 곰팡이에서 얻은 화학 물질로, 세균 감염을 치료하는 항생제이다. 세균 감염을 치료하는 항생제이다. 최초의 항생제이지만, 내성, 기술의 발달로 인한 새로운 항생제의 개발 등으로 인해 요즘은 많이 쓰이지 않고 단일제로 주사제만 사용되고 있다. 인체 세포에는 없는 구조인 세균의 세포벽 합성을 방해하여 항균작용을 나타낸다.1928년 어느 날 플레밍은 박테리아가 자라던, 특히 싱크대에 놓아두었던 배양접시를 확인하다가 푸른 곰팡이가 배양접시 위에 자라 있고 곰팡이 주변의 포도상구균이 깨끗하게 녹아버린 모습을 발견 했다. 그는 곰팡이가 포도상구균의 성장을 막고 있다는 것을 알아차리고 실험을 계속 하였다. 곰팡이가 생산하는 어떤 물질이 강력한 항균작용을 한다는 것을 발견하였다. 페니실린은 포도상구균 외에도 여러 가지 세포에 항균작용을 하였고 다른약물에 취약한 인간의 백혈구에도 전혀 해를 끼치지 않는다는 점과 생쥐에 주사해도 해가 거의 없다는 사실을 확인하였다.(2) 세팔로스포린(cephalosporin)세팔로스포린은 흙 속에서 존재하는 곰팡이인 세팔로스포륨의 배양액에서 얻는 일군의 항생물질이다. 세팔로스포린은 C,N,P1의 세 가지 이성질체가 있다.세팔로스포린 C는 그람 양성균과 그람음성균의 발육을 저해한다. 페니실리나아제로 비활성화되지 않으며 독성이 매우 약하다세팔로스포린 N은 분말로서 항균성은 전자보다 강하고 독성도 적지만 페니실리나아제 생산균에 의하여 비활성화된다.세팔로스포린 P1은 노르프로토스탄 골격을 가진 네 개의 고리를 가진 트리테르펜이다. 세팔로스포린 C로부터 곁사슬의 유기산을 제거한 7-아미노세팔로스포린산에 다른 유기산을 화학적으로 도입한 합성 세팔로스포린이 많이 만들어진다.2. 세균을 이용하여 만든 의약품(1) 스트렙토마이신스트렙토마이신은 방선균의 일종인 스트렙토미세스 그리세우스(Streptomyces griseus)의 대사물에서 발견된 항생물질이다.최초의 항결핵성 항생물질로서 토양에서 얻은 방선균의 배양에 의하여 추출되었다.(2) 스트렙토키나아제스트렙토키나아제는 각종 용혈성 연쇄구균(용연균)배양 거른액 중에 포함되어 있는 단백질로, 글로불린 분획 속에 있고 피브린 용해 효소계를 활성화 시키는 물질로 혈전 용해제로 사용한다.보통 스트렙토도루나아제와 합해서 침전이 있거나 고름이나 분비물이 진한 경우 수용액으로 주사해서 피브린을 녹여 유착을 벗기거나 백혈구의 활동을 자유롭게 해서 각종 약제의 효과를 높였는데 최근에는 근육 내 주사용, 구강 점막을 통과시키는 정제로 고안 발매되고 있다.3. 미생물을 이용한 연구(1) 주목과 연관된 미생물에게서 탁솔 추출주목씨에는 항암 성분인 탁솔(Taxol)이 들어있다. 미국에서는 탁솔을 유방암 환자에 사용한다. 1980년대와 1990년대 초에 화학자들이 탁솔을 합성하려는 연구를 경쟁적으로 진행했다. 그 중 플로리다 대학교의 홀턴 교수가 탁솔 합성에 처음으로 성공했다. 그러나 캘리포니아의 주목을 잘라내는 것 외에는 다른 방법이 없어 환경보호를 위해서라도 탁솔을 화학적으로 합성할 방법을 찾아야 했는데 이를 찾아낸 사람이 스트로벨이라는 미생물학자이다. 그는 태평양의 주목 껍질이 항암제 탁솔의 공급원이라는 사실을 알았고 주목에 버섯이 자라는 것을 보며 버섯이 자신만의 탁솔을 만들지 않을까 하는 의심을 하였고 버섯 기생식물의 이름을 탁소마이세스 안드레네라고 붙이고 이 미생물은 주목과는 무관하게 탁솔을 합성하는 능력이 있음을 발표하였다.(2)미생물 효소들을 이용한 당뇨병 치료 후보물질 생산당뇨병은 인슐린 분비 및 기능의 문제로 생기는 난치성 대사질환이다. 연구팀은 세균에서 지질 조절제의 생합성에 관여하는 효소와 그 대사 경로도 규명했다. 인간 체내에서 지질 조절제를 합성하는 지방산화효소, 수산화지방산 형성효소와 같은 기능을 가지는 유사 단백질을 미생물에서 발견하였고, 이를 활용하여 다양한 지질 조절제를 생합성하였다. 또한 연구팀은 부작용이 적은 당뇨병 치료를 위하여 천연 물질의 발굴에 주목하였고 다양한 미생물에서 지질 조절제를 합성할 수 있는 세균을 조사하여 믹소코쿠스 잔투스(Myxococcus xanthus)를 동물성 지방산인 아라키돈산과 같이 배양하였을 때, 헤폭실린과 트리오실린이 생성됨을 확인하였다.

자연과학| 2019.11.10| 4페이지| 1,000원| 조회(621)

미생물, 바이오, 의약품

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