DNA 염기서열 기술이 발달하면서, 증가하는 생물정보의 데이터를 효율적으로 분석 및 관리하는 시스템의 필요하였습니다. 특히, 연구를 진행함에 있어 방대한 데이터베이스 내에서의 자료수집은 연구 결과와 연결되는 중요한 부분이라고 할 수 있습니다. CLC bio사에서 제공하는 CLC Main Workbench의 경우, 웹 기반 데이터베이스 내 검색, DNA 염기서열 분석 그리고 분자생물학 클로닝(cloning) 등의 다양한 분석 기능을 제공하고 있습니다. 그뿐만 아니라, '염기서열을 비교 분석한 결과를 이미지화하여 데이터 저장이 가능해 다른 연구자들과 정보를 공유할 수 있어 데이터를 손쉽게 다룰 수 있다는 점이 강점'이라고 생각합니다.

분자생물학을 기반으로 실험을 수행하는 연구실에 있어 'DNA 염기서열의 유전자 정보를 annotation 하는 것은 정말 중요한 일이라고 할 수 있습니다. 특히 염기서열 정보를 빠르게 수정 가능하며, Primer design과 molecular cloning tool은 실험을 디자인하는 데 있어 많은 도움이 되었습니다. 또, BLAST와의 연동 및 Sequence Alignment ' 를 활용한 계통수 분석의 사용은 실험 결과를 효율적으로 분석하는데 용이하였습니다. 앞으로도 CLC Main Workbench의 사용은 DNA 염기서열을 분석하고 이해하는 데 사용할 예정입니다.

이번 CLC Main Workbench의 사용은 생물정보 처리 시스템이 굉장히 중요하다는 생각이 들었으며, 효율적인 소프트웨어의 필요성을 느끼게 되었습니다. 생물학을 연구하는 과학자분들에게 CLC Main Workbench의 사용을 추천하려 합니다.

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CLC Main Workbench는 Bioinformatics 분야에서 염기서열 분석을 위한 가장 기본적인 소프트웨어로 DNA, RNA, Protein, Digital Gene Expression 등의 분자생물학 데이터를 통합 분석 할 수 있습니다. 이러한 생물정보 기초 소프트웨어를 이용하여 대학 강의에 유용하게 활용한 사례를 세종대학교 신학동 교수님께서 공유해 주셔서 소개합니다.

교과 개요

• 교과명 : 식품분자생물학 및 실험
  

• 교수명 : 신학동 교수님
  

• 수업 및 실습 장소 : 세종대학교 율곡관 101호 전산 실습실
  

• 수업 기간 및 시간 : 2018년도 2학기 월, 수 13:30 ~15:00

교과 목표

이 교과는 식품분자생물학과 관련된 실험적인 방법 및 생물정보학 기술을 학습 및 응용하여 미생물의 생리학, 생화학, 유전체학에 대한 이해를 높이는 것을 목표로 하며 '식품 미생물학 및 실험' 교과를 선수강한 학생들을 대상으로 하는 심화 과정의 교과임.

주차 별 학습

[표 1] 주차 별 학습

교과 진행 방법

CLC Main Workbench의 설치 및 사전준비
대학 전산운영과와 협의를 통해 세종대학교 율곡관 1층에 있는 전산 실습실 사용을 승인받아 학과 차원에서 구매한 라이선스 21대(교수용 1대, 학생실습용 20대)를 사용하여 CLC Main Workbench에 대한 설치를 진행하였으며 학생들의 자리를 사전에 지정하여 프로그램을 운영, 관리하도록 하였음.
 
교과 진행 방식

[사진 1] 수업 진행 모습

실습에 앞서 해당 주차 생물정보학 분석에 사용되는 개념 및 분석이 가지는 의의에 대한 이론 수업을 통해 학생들에게 ‘무엇에 대한 분석이며 왜 필요한가’에 대한 이해도를 높였음. 이후 분석 실습에서는 강의실 앞에 설치된 대형 스크린을 활용하여 분석이 진행되는 과정을 보여줌과 동시에 학생들이 따라 진행할 수 있도록 지도하였으며 조교 2명이 수업에 보조로 참여하여 분석의 흐름을 놓치거나 문제가 발생한 학생들에 대해 안내해주며 모든 학생이 원활히 분석을 수행할 수 있도록 진행하였음.

학생들의 이해를 높이기 위해 수업 이후 수업 내용을 기반으로 한 과제를 통해 학생들의 이해도를 지속해서 확인했으며 질의·응답 시간을 통해 수업에서 다루지 못한 CLC Main Workbench의 기능과 응용 방법에 대해 추가로 안내하였음.

[사진 2] 학생 수행 과제물 (실험 노트)

 

교과 내용

[그림 1] 식품분자생물학 및 실험 수업에서 진행된 분석 모식도

학생에게 미지의 bacteria를 제공하고 최종적으로 주어진 bacteria의 학명과 기능을 예측하며 sequence data를 기반으로 target gene을 설정하여 primer를 설계하고 PCR에 성공하는 것을 목표로 함. 이를 위하여 학기 초반 실험을 통하여 미지의 bacteria로부터 genome을 추출하였으며 draft genome sequencing을 진행하였음. sequence file을 assembly 시켜 얻은 ‘.fasta’ 형식의 파일을 사용하여 CLC Main Workbench를 통해 생물통계학 분석을 진행함.

‘Nucleotide analysis’의 하위 기능을 활용하여 ORF(Open Reading Frame)를 예측하고 이 영역을 protein sequence로 변환하여 BLAST를 진행하였음. 이를 통해 CDS(Coding Sequence)의 기능을 예측해낼 수 있었고 총 50개 이상의 CDS를 찾고 기능을 정리하는 과제를 수행하였음. 정리된 CDS 정보를 통해 비슷한 기능을 수행하는 유전자가 모여있는 operon이 존재하는지 예측하는 과정을 거쳤음.

‘Design primers’ 기능을 활용하여 관심 있는 CDS 부분을 증폭시킬 수 있는 primer를 제작하고 최종적으로 학생들이 직접 설계한 primer를 주문 제작하여 PCR(Polymerase chain reaction) 과정을 수행하고 gel electrophoresis를 통해 primer가 적절하게 설계되었는지 확인해보는 과정을 거쳤음.

학생 만족도

전반적인 학생 만족도

학과 특성상, 컴퓨터를 통한 분석의 기회가 많지 않다는 점에서 수업의 내용이 신선하다는 평가가 많았으며 프로그램을 운용하는 데에 어려움을 토로하며 정형화된 학습 교안의 필요성을 언급한 학생도 있었음. 다루고 있는 내용에 비하여 프로그램의 구성 및 조작이 단순하여 분석이 용이했음을 다수가 언급했으며 많은 기능이 한 프로그램 안에 포함되어 있어 편리한 점을 이 프로그램의 가장 큰 장점으로 평가했음.

학생 평가 일부 소개

정○ (바이오융합공학과, 3학년)

수업을 통해서 염기서열분석 프로그램을 처음 사용해 봤는데, 생각보다 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 설계되어 있어서 수업을 듣고 금방 따라 할 수 있었다.

이○ (바이오융합공학과, 4학년)

이번 수업을 통해 처음으로 CLC Main Workbench를 사용할 수 있었는데, 물론 프로그램을 다루는 것이 생소하고 어려운 부분이 많았지만 다른 프로그램에 비해 사용 방법이 비교적 간단하고 직관적이어서 사용이 용이했다.

박지○ (바이오융합공학과, 4학년)
CLC Main Workbench에 대한 강의를 듣고 직접 진행해 보며 이전에는 이론으로만 접해보았던 부분을 실습해볼 수 있어서 유익했다. 특히 CLC program을 통해서 Primer region을 설정하고 직접 디자인하는 과정이 매우 유용해 기억에 남는다.

고든○ (식품생명공학과, 4학년)

CLC Main Workbench 이용함으로써 분석하고자 하는 유전정보를 거의 백지상태에서 여러 tool을 활용해 직접 정보를 기록하며 체계적이고 한눈에 보일 수 있도록 정리할 수 있어 매우 유용했다.

이상○ (식품생명공학과, 4학년)

CLC Main Workbench를 처음 사용해봐서 설명을 놓치면 따라가기 힘든 점이 있었으나 프로그램에 tool이 다양해서 이것저것 시도할 수 있던 점이 좋았다. 다양한 분석이 가능해서 여러 가지를 응용해 적용해 볼 수 있었던 것 같아 흥미로웠다.

CLC Main Workbench를 활용한 강의 내용을 좋은 글로 작성해 주시고, 공유해 주신 세종대학교 신학동 교수님께 진심으로 감사드립니다.

작성 : 용승천 주임 컨설턴트

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2019년 기해년은 ㈜인실리코젠으로부터 탄생하여 데이터 식품 선도기업으로 발돋움을 위한 ㈜디이프의 첫돌이 되는 해입니다. 새해를 시작하는 우리 안에 그리고, 시작의 날갯짓을 꿈꾸는 데이터 식품 기업 ㈜디이프의 새로운 시작을 기대합니다. 새해가 된 지 벌써 한 달이 지나갑니다. 더 늦기 전에 새해가 되면 떠올리는 처음, 시작이라는 단어를 ‘깨진 유리창 이론(Fixing Broken Windows Theory)’이라는 법칙으로 해석해 보고자 합니다.

깨진 유리창 이론이란?

깨진 유리창 이론(Fixing Broken Windows Theory)은 미국의 범죄학자 제임스 Q. 윌슨과 조지 L. 켈링이 1982년 공동 발표한 글에 처음 소개된 사회 무질서에 관한 이론입니다. 즉, 깨진 유리창 하나를 방치해 두면, 그 지점을 중심으로 범죄가 확산하기 시작한다는 이론으로 사소한 무질서를 방치하게 되면 나중엔 지역 전체로 확산될 가능성이 크다는 의미를 담고 있습니다. 1969년 스탠퍼드 대학 심리학자인 필립 짐바르도 교수는 현장 실험을 통해 사회의 무질서는 아주 작은 차이를 통해 확산될 수 있음을 언급하고 있습니다. 필립 잠바르도 교수는 두 대의 중고 자동차를 구매하여 한 대는 뉴욕의 구석진 골목에, 다른 한 대는 스탠포드 대학 인근 현장 연구에서 다음과 같은 실험을 시작했습니다. 구석진 골목에 두 대의 차량 모두 본넷을 열어 둔 채 주차 시켜 두고, 차량 한 대에만 앞 유리창이 깨져 있도록 차이를 두고 일주일을 관찰한 결과, 본넷 만 열어 둔 멀쩡한 차량은 일주일 전과 동일한 모습이었지만, 앞 유리창이 깨져 있던 차량은 거의 폐차 직전으로 심하게 파손되고 훼손된 결과를 보여주었습니다. 이처럼 같은 환경, 같은 상태에서 단지 유리창만 깨져 있었을 뿐인데 사람들의 생각에는 극명한 차이가 난다는 것을 알 수 있습니다. 이처럼 깨진 유리창을 고치느냐 방치하느냐와 같이 소홀하기 쉬운 사소한 차이가 큰 변화를 야기한다는 것이 바로 깨진 유리창 법칙이라고 할 수 있습니다. 깨진 유리창 법칙은 여러 분야에서 적용될 수 있어 다음과 같은 사례를 소개하고자 합니다.

사례1. 범죄예방

깨진 유리창 법칙은 범죄학 이론에 정면으로 도전하는 독창적인 개념으로 평가되고 있으며, 깨진 유리창 법칙에 의하면, 지역 사회 내 쓰레기 투여, 노상 방뇨 등 기초 질서 위반 행위가 계속 방치되어 진다면, 지역 사회를 통제하는 비공식적 통제능력이 약화되고 자신이 위험하다고 생각되는 특정지역에 전혀 접근하지 않는 등 이러한 생활 변화들로 인해 자신이 거주하는 지역사회에 무관심을 증가시키게 됩니다. 결국, 지역사회로의 기능을 상실하게 되어 그 지역에 잠재적 범죄자들은 더 많아지거나, 외부로부터 유입될 수 있는 상황이 됩니다. 이러한 이론의 실증 사례로 뉴욕시는 1994년 범죄와 무질서를 이슈화하여 8가지 범죄 통제전략을 추진하여 공공장소에서의 무질서와 무례한 행동, 경미한 범죄 행위의 단속까지 강화하였습니다. 이러한 범죄율 감소 프로그램을 통해 뉴욕시의 살인율은 40% 이상, 강도율 30% 이상, 그리고 침입 절도 25% 이상이 감소되었다는 연구결과가 있습니다. 범죄예방을 위한 사소한 물리적 환경의 강화가 범죄 예방의 중요한 수단이 되며, 깨진 유리창 이론의 기본적 주장이 실증적으로 입증된 사례입니다.

[참고] 동영상 보기 http://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=352&lectId=3017218

• 깨진 유리창 법칙 - 마이클 레빈
  

• 위키백과(https://ko.wikipedia.org/wiki/깨진_유리창_이론)
  

• https://www.britannica.com/topic/broken-windows-theory

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검색엔진 최적화(Search Engine Optimization, SEO) 란?

SEO (Search Engine Optimization 검색엔진 최적화)는 웹 페이지 검색엔진이 자료를 수집하고 순위를 매기는 방식에 맞게 웹 페이지를 구성하여 잠재 고객(사용자)을 더 많이 사이트로 유입하기 위한 작업이며 특정 키워드로 검색엔진에 상위 노출을 진행하는 관점에서, 웹사이트를 검색엔진 알고리즘에 최적화하여 검색결과 상위에 표시하기 위한 일종의 사이트를 최적화하는 마케팅 방법입니다.

위의 [그림2]에서 SEO를 적용하게 되면 초기 개발비는 일반 개발비보다 높을 수 있습니다. 하지만 일반 홈페이지가 개발 완료 후 홍보목적으로 광고비를 들여서 네이버 또는 구글에 상위페이지에 올리는 것에 비하여 SEO가 적용된 홈페이지는 별도의 광고비 없이 키워드 검색만으로도 상위에 홈페이지를 올려 방문자 수도 올리고 자연스럽게 회사홍보 및 매출에도 영향을 끼칠 수 있을 것입니다.

국내외 주요 검색엔진인 구글(Google)과 네이버(Naver)가 각각 공개하는 검색엔진 최적화 가이드를 중심으로 한 적용법을 살펴보겠습니다.

• 1. 콘텐츠의 질과 양이 최우선
  첫 번째로 키워드 최적화로 홈페이지에 잠재 고객의 유입을 늘린다고 하더라도 콘텐츠의 내용이 적고 관련 없는 내용을 올린다면 오히려 역효과가 나서 고객을 잃을 수 있으니 방문자가 다시 방문할 수 있는 양질의 콘텐츠가 필요합니다.

• 2. 적절한 연관 키워드 활용 및 배치
  콘텐츠의 관련 키워드 최적화 작업에서 내용과 관련 없는 마구잡이 식의 키워드 선정은 좋지 않습니다. 내용과 맞는 적절한 키워드 선정은 무엇보다도 중요한 작업입니다.

• 3. 제목(title) 태그의 사용
  내용의 title 태그나 강조의 strong 태그를 20자 이내로 작성하는 것이 좋습니다. 한번 사용한 키워드의 제목을 반복하지 않으며 다른 페이지의 같은 제목을 사용하지 않아야 합니다. 또한, 특수문자를 자제하는 최적화 작업이 진행돼야 합니다.

• 4. 이미지 태그에는 이미지에 맞는 키워드를 ALT 속성으로 기재
  상품이나 기업 이름 등을 이미지 태그로 표현하게 되면 검색엔진이 이미지를 인식하지 못함으로 alt 속성을 넣어 적절한 대체 텍스트를 기재하여야 합니다.

• 5. META 태그 기재
  META 태그의 정보는 검색결과 우선순위에 중요한 요소입니다. 그러므로 해당 페이지의 내용을 정확히 파악하면서 내용에 맞는 키워드를 기재해 두는 것이 좋습니다. 또한, 키워드의 구분은 콤마를 사용해야 합니다.

• 6. 플래시 전용 페이지 자제
  검색 엔진은 Flash 애니메이션 속의 텍스트를 수집할 수 없으며, 그 링크 또한 사용할 수 없으므로 사용을 지양하는 게 좋습니다.

• 7. 검색하는 사용자의 입장이 되어 생각
  대기업이 아닌 일반 인지도가 없는 기업이나 상품의 경우 웹사이트에서 상품명 등의 고유 명사로 하는 것보다 키워드 설정 시 일반적인 단어로 기재하여야 잠재고객의 접근을 최대로 이끌 수 있습니다.

• 8. 쉽게 이해할 수 있는 URL 사용
  페이지의 URL 설정 시 페이지와 연관되는 단어를 사용하여 URL을 구성하는 것이 좋습니다. 이는 검색엔진의 최적화뿐 아니라 사용자에게도 페이지의 의미를 조금 더 쉽게 이해할 수 있도록 합니다. 예로, 스포츠 뉴스에 대한 정보를 검색하는 경우 https://sports.news.naver.com와 같은 URL은 이해하기 쉽고 접속을 유도 할 수 있습니다. 그에 비해 http://www.navaer.com/sportsNw와 같은 약어 URL은 사용자가 인식하기 쉽지 않으며 혼란스럽게 할 수 있습니다.

• 9. 검색로봇에 대한 대응
  robots.txt라는 파일을 이용하여 검색엔진이 사이트에서 접근할 수 있는 페이지와 접근할 수 없는 페이지를 정해놓은 검색엔진과의 규약을 만듭니다. 기본적으로 검색로봇이 접근할 수 없게 하는 페이지를 이 파일 양식 속의 넣고 기록하며 반드시 폴더 root에 위치해야 파일설정이 적용될 수 있습니다. robots.txt에 대한 상세한 내용은 http://www.robotstxt.org/ 에서 확인할 수 있습니다.

• 10. 반응형 웹 디자인 적용
  웹 브라우저가 웹 문서의 가로 폭을 기기의 스크린 크기에 맞게 자동으로 조절하는 기법으로, 사용자 기기 (데스크톱, 태블릿, 모바일, 비시각적 브라우저)와 상관없이 같은 URL에 같은 HTML 코드를 게재하지만 화면 크기에 따라 다르게 렌더링(응답)할 수 있습니다. 반응형 웹 디자인은 Google에서 권장하는 디자인 패턴입니다.

[그림4] 나이키골프 로고

나이키 골프는 나이키의 부진으로 인해 새로운 라인의 추가로 나이키 골프를 론칭하였고 골프공, 클럽, 셔츠, 신발 등을 판매하였습니다. 초기에 나이키는 나이키 골프의 노출과 가시성을 높여 매출을 높이기 위해 검색엔진 최적화를 적용하여 마케팅 하였습니다. 골프를 중심으로 한 키워드 사용을 개선하였으며 양질의 내용에 콘텐츠들을 제공하여 웹사이트를 제작하였으며 결과적으로 최적화 후 전년 대비 웹트래픽이 169%나 증가하였고 사이트 트래픽이 250% 증가하며 브랜드 마케팅에 성공하였습니다.

폭스바겐

[그림5] 검색엔진 사례(폭스바겐)

출처 : http://www.postview.co.kr/1099

폭스바겐은 검색엔진 최적화(SEO)를 통한 기발한 마케팅을 시도했습니다. 구글에서 “ultimate business car”라는 키워드를 검색하게 되면 위 그림5 처럼 나오게 됩니다 (현재는 이 마케팅 전략이 유명해져서 다른 이미지들이 많이 나옵니다) . 이러한 검색엔진최적화(SEO) 적용 사례인 폭스바겐은 흔한 SEO의 사례로 쓰이고 있으며 발상의 전환을 하게 했던 사례입니다. 하지만 이렇게 키워드의 순서를 1~5위까지 맞추는 것은 정말 많은 노력이 필요했을 것 같습니다.

마치며 

검색엔진 최적화 작업은 사이트(네이버, 구글 등)마다 기준이 조금씩 다르게 설정되어 있습니다. 그러므로 최적화 작업 전에 원하는 사이트를 선정하고 그 사이트의 기준에 맞게 최적화 작업을 해주는 것이 중요합니다.

네이버 및 구글 가이드는 아래 링크를 참조하시면 됩니다.
위에 서술된 적용법의 내용을 좀 더 상세하게 보실 수 있으며 각 사이트 마다의 다른 기준의 가이드가 명시되어 있습니다. 한곳의 사이트에서 명시된 가이드가 다른 사이트에서는 제한이 되는 내용이 있으니 최적화 작업 전 꼭! 꼭! 가이드를 필독하시고 진행하시는걸 추천드립니다.

• 네이버 웹마스터도구 도움말 및 가이드
  https://webmastertool.naver.com/guide/basic_optimize.naver#chapter3.1 
  

• 구글 검색엔진 최적화(SEO) 초보자 가이드
  https://support.google.com/webmasters/answer/7451184?hl=ko&ref_topic=4564315 
  

무조건 접속자의 수를 많이 올리는 것으로만 검색엔진 최적화를 이용하게 된다면 오히려 안 좋은 검색엔진에서 스팸으로 해석되어, 순위가 하락하거나 페널티를 받을 가능성이 있고 한번 방문한 방문자에게 나쁜 이미지를 심어 오히려 재방문을 하지 않거나 나쁜 이미지로 인식되어 악영향이 갈 수 있습니다. 그러므로 검색엔진 알고리즘이 지속해서 업데이트하며 SEO를 단순한 방문자 유입을 확대하기 위한 목적으로만 사용하기보다 사용자에게 유익한 정보를 제공하면서도 그 자체가 검색엔진 가이드의 최적화가 되어 일거양득의 효과를 노리기 위해 콘텐츠 마케팅을 도입하는 것이 좋을 것입니다.

검색엔진 최적화 작업은 이제는 웹사이트 제작 시 필수적인 요소로 변해 가고 있습니다. 포털사이트에서 검색 화면에서 경쟁 회사보다 상위 링크에 위치하는 것이 방문자의 유입을 늘려서 회사 또는 상품을 홍보할 수 있는 최고의 마케팅 방법이기 때문입니다. 매번 돈을 들여 광고하는 것보다 제대로 된 최적화 작업으로 지속적인 효과를 얻을 수 있길 바랍니다. 또한, 검색엔진 알고리즘의 정확도는 꾸준히 향상되고 있으며 스팸 및 부당한 코드 대한 필터링이 점점 정밀해지고 있습니다. 따라서 지속적인 검색엔진의 가이드 확인 및 변경이 필요할 것입니다.

참고문헌

• 검색엔진최적화 A to Z (2012).저자 제니퍼 그라포네, 그라디바 쿠진
  

• 구글 Search Console(https://support.google.com/webmasters)
  

• 네이버 웹마스터도구 https://webmastertool.naver.com/)

작성 : BS실 개발자 백인우

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