KR100191894B1 - Detection method of sh2 segments gene by pcr - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사람의 태아 간 조직의 cDNA라이브러리(library)로 부터 사르크 유사부위 2 (Src Homology 2, 이하 SH2라고 약정함)를 갖는 새로운 유전자를 검색하는 방법에 관한 것으로서 종래의 검색 방법과는 달리 보다 간편하며, 짧은 시간내에 많은 양을 실시할 수 있고, 방사성 동위원소를 사용하지 않아서 독성이 적은 중합효소반응(polymerase chain reaction, PCR)을 이용한 새로운 검색 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for searching for a new gene having a Sark-like region 2 (Src Homology 2, hereinafter referred to as SH2) from a cDNA library of human fetal liver tissue. The present invention relates to a new search method using polymerase chain reaction (PCR) which is simpler, can be carried out in a short amount of time, and does not use radioisotopes.

Description

중합효소반응을 이용한 SH2부위를 갖는 유전자의 검색 방법Searching for genes with SH2 site using polymerase reaction

제1도는 본 발명의 방법에 따라 실시한 일차 중합효소반응 검색 결과를 나타낸다.1 shows the results of a primary polymerase reaction search conducted according to the method of the present invention.

레인 M. Hae Ⅲ로 소화한 pBR322 DNA의 분자량 마커.Molecular weight marker of pBR322 DNA digested with lane M. Hae III.

레인 1. Lck SH2 DNA를 중합효소반응으로 증폭한 결과.Lane 1. Amplification of Lck SH2 DNA by polymerase reaction.

레인 2-9. 일차 평판배양후 각각의 평판에서 취한 세포용출액의 중합효소반응 산물.Lanes 2-9. Polymerase product of cell eluate taken from each plate after primary plate culture.

제2도는 본 발명의 방법에 따라 실시한 이차 중합효소반응 검색결과를 나타낸다.2 shows the results of the secondary polymerase reaction conducted according to the method of the present invention.

제3도는 본 발명의 방법에 따라 실시한 삼차 종합효소반응 검색결과를 나타낸다.3 shows the results of the tertiary synthetase reaction according to the method of the present invention.

본 발명은 사람의 태아 간 조직의 cDNA라이브러리(library)로부터 사르크 유사부위 2 (Src Homology 2, 이하 SH2라고 약칭함)를 갖는 새로운 유전자를 검색하는 방법에 관한 것으로서 종래의 검색 방법과는 달리 보다 간편하며, 짧은 시간내에 많은 양을 실시할 수 있고, 방사성 동위원소를 사용하지 않아서 독성이 적은 중합효소반응(polymerase chain reaction, PCR)을 이용한 새로운 검색 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for searching for a new gene having a Sark-like region 2 (abbreviated as SH2) from a cDNA library of human fetal liver tissue. The present invention relates to a novel screening method using a polymerase chain reaction (PCR) which is simple, can be carried out in a short amount of time, and does not use radioisotopes.

더욱 상세하게는 본 발명은 이미 알려진 SH2부위를 갖는 몇 종의 타이로신 인산화효소의 유전자 정보로부터 제작된 디제너레이트 시발체(degenerate primer)를 이용한 중합효소반응에 의하여 사람의 태아 간 조직의 cDNA라이브러리로부터 SH2부위를 갖는 새로운 유전자를 찾는 방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to SH2 from cDNA library of human fetal liver tissue by polymerase reaction using degenerate primers prepared from genetic information of several types of tyrosine kinase having known SH2 sites. The present invention relates to a method for finding a new gene having a site.

암은 바이러스, 화학 물질 또는 방사선 조사와 같은 발암원에 의하여 정상세포가 유전적으로 손상되었을 때 발생된다. 좀 더 구체적으로 말하자면, 암이란 성장과 증식에 관련된 유전정보가 손상되어 세포내 성장에 관한 신호전달 경로에 이상이 생긴 것이다.Cancer occurs when normal cells are genetically damaged by carcinogens such as viruses, chemicals, or radiation. More specifically, cancer is because the genetic information related to growth and proliferation is damaged, resulting in abnormal signaling pathways for intracellular growth.

세포의 외부로부터 전해지는 다양한 신호를 세포핵내로 전달하는 과정에는 다양한 단백질 및 폴리펩티드 등이 관여한다. 이 신호전달 과정동안 외부신호를 받는 수용체(상피세포 성장인자, 혈소판 유래 성장인자 등)는 외부신호에 의해서 이중 복합체로 변화하면서 타이로신 잔기가 인산화되고 인산화된 타이로신을 인지하는 각종 신호전달 단백질들(포스포리파제 Cr, SHC, 포스파티딜이노시톨 3-키나제, Grb2 등)이 이들 수용체에 결합하게 된다. 이러한 신호전달 단백질은 인산화된 수용체의 특정 펩티드를 인지할 수 있는 100개 정도의 아미노산으로 구성되어 있는 부위를 갖는 특성이 있다. 또한 인지 부위는 세포질내의 타이로신 인산화 효소(tyrosine kinase)인 c-Src와 유사하므로 사르크 유사부위(SH2)라고 한다.Various proteins and polypeptides are involved in the process of delivering various signals transmitted from the outside of the cell into the cell nucleus. During this signaling process, receptors that receive external signals (epithelial growth factor, platelet-derived growth factor, etc.) are converted into double complexes by external signals, and tyrosine residues are phosphorylated and various signaling proteins that recognize phosphorylated tyrosine (force). Lipase Cr, SHC, phosphatidylinositol 3-kinase, Grb2, etc.) bind to these receptors. Such a signaling protein is characterized by having a site consisting of about 100 amino acids that can recognize a specific peptide of the phosphorylated receptor. In addition, the recognition site is called a sark-like site (SH2) because it is similar to c-Src, a tyrosine kinase in the cytoplasm.

SH2부위는 1986년에 처음 발견되었다. (Sadowski, I., Stone, J. C.와 Pawson, T., 1986., A noncatalytic domain conserved aming cytoplasmic protein-tyrosine kinase modifies the kinase function and transforming activity of Fujinami sarcoma virus p130gag-fps., Mol. Cell Biol. 6: 4396-4408). SH2부위는 인산화된 타이로신 잔기가 포함된 짧은 아미노산 배열을 인식하는 작용 하는데, 각 신호전달 단백질마다 포함하고 있는 SH2부위의 종류와 수는 각기 다르다. 이는 표적 단백질에 있는 펩티드를 인식하여 신호전달 단백질들 사이의 상호작dyd을 유도하는 분자 스위치라고 할 수 있기 때문에 세포의 증식과 분화에 중요한 역할을 한다. 따라서 암에 대한 연구 및 암의 치료와 관련하여 신호전달 체계에 관여하는 다양한 단백질들 중에서 초기 단계에 관여하는 타이로신 인산화료소와 SH2부위를 포함하는 신호전달 단백질과의 결합을 억제할 수 있는 저해제를 개발하려는 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 라스 육종 바이러스(RSV)의 암유전자인 Src의 기능을 분석한 결과 이 단백질의 기능이 단백질 타이로신 인산화효소인 것이 알려졌다. 세포의 무한 증식을 일으키는 암 유전자 산물의 기능이 타이로신 인산화 효소이므로 성장에 관한 신호전달이 타이로신의 인산화에 의해 활성화되거나 비활성화된다는 사실이 확인되었다. 또한 몇 개의 정상 성장인자 수용체(growth factor receptor)가 외부에서 오는 신호와 결합하고 나면 수용체 단백질의 세포막 내부 부위가 단백질 타이로신 인산화 효소의 기능을 한다는 사실로부터 타이로신 인산화는 성장 신호전달의 필수적인 방식임을 알 수 있다.The SH2 site was first discovered in 1986. (Sadowski, I., Stone, JC and Pawson, T., 1986., A noncatalytic domain conserved aming cytoplasmic protein-tyrosine kinase modifies the kinase function and transforming activity of Fujinami sarcoma virus p130gag-fps., Mol. Cell Biol. 6 : 4396-4408). SH2 sites recognize short amino acid sequences that contain phosphorylated tyrosine residues. Each signaling protein contains a different type and number of SH2 sites. It is a molecular switch that recognizes the peptide in the target protein and induces interaction between signaling proteins, and thus plays an important role in cell proliferation and differentiation. Therefore, among the various proteins involved in the signaling system related to the study of cancer and the treatment of cancer, we have developed inhibitors that can inhibit the binding of tyrosine phosphate, which is involved in the early stages, and signaling proteins including SH2 sites. There is much research going on. In particular, the analysis of the function of Src, a cancer gene of Ras' sarcoma virus (RSV), revealed that the protein function is protein tyrosine kinase. Since the function of the cancer gene product that causes endless proliferation of cells is tyrosine kinase, it has been confirmed that signaling on growth is activated or inactivated by tyrosine phosphorylation. In addition, after several normal growth factor receptors combine with external signals, the fact that the internal portion of the cell membrane of the receptor protein functions as a protein tyrosine kinase suggests that tyrosine phosphorylation is an essential way of growth signaling. have.

구체적으로 SH2부위에서의 특이적 결합은 인산화된 타이로신 잔기의 바로 근처에 있는 아미노산 잔기와 부위와의 상호작용으로 설명할 수 있다. SH2부위를 포함하는 단백질의 특이성은 1993년에 Src SH2부위의 구조가 X-선 구조 결정학에 의해 확인됨으로써 보다 확실하게 증명되었다. 이러한 구조 결정으로 인하여 SH2부위가 인산화된 타이로신 잔기를 인식하는 작용 기작이 알려졌으며, 그 결과 SH2부위를 포함하는 단백질의 아미노산의 배열에 의해 특이성이 나타남이 밝혀졌다. 이 연구에서는 인산화된 타이로신 잔기를 포함한 펩티드 혼합믈로부터 Src SH2부위에 결합하는 가장 적절한 인산화된 펩티드를 골라내고 이것이 pYEEI단위체임을 규명하였다. 구체적으로 이 단위체는 2개의 극성이면서 비염기성 잔기의 글루타민산과 1개의 커다른 소수성 잔기의 이소로이신으로 구성되어 있다.Specifically, specific binding at the SH2 site can be explained by the interaction of the site with amino acid residues immediately adjacent to the phosphorylated tyrosine residues. The specificity of the protein containing the SH2 site was further confirmed in 1993 by the structure of the Src SH2 site confirmed by X-ray structural crystallography. This structural determination revealed a mechanism of action for recognizing tyrosine residues in which the SH2 site was phosphorylated. As a result, it was found that specificity is indicated by the amino acid sequence of the protein including the SH2 site. In this study, we selected the most suitable phosphorylated peptide that binds to the Src SH2 site from a peptide mixture containing phosphorylated tyrosine residues and identified it as the pYEEI monomer. Specifically, this unit consists of glutamic acid of two polar and nonbasic residues and isoleucine of one large hydrophobic residue.

pYEEI단위체를 가지고 있는 펩티드를 이용해서 Src SH2부위와 이들 펩티드와 결합된 형태의 구조를 밝혀냈다. 펩티드 결합 부위는 2개의 나선과 1개의 β병풍 구조로 형성된 편평한 표면이다. 즉, SH2펩티드 복합체는 마치 2개의 돌출된 플러그(인산화된 펩티드)가 2개의 움푹 들어간 소켓(SH2부위)에 들어가 있는 것 같다. SH2부위에 있는 2개의 구멍은 매우 특이적인 결합 부위이다. 하나는 이온결합, 수소결합 및 소수성 결합으로 인산화된 타이로신과 결합하고 나머지 하나는 주로 소수성을 갖고 있어서 pYEEI의 이소로이신과 결합한다. SH2부위와 펩티드간의 플러그 인 소켓 관계는 5-6개의 아미노산 잔기를 초과하지 않는 작은 범위에 국한되어 있다. 이러한 꼭 맞는 결합작용으로 다양한 결합 부위를 포함하는 수용체와 SH2부위를 포함하는 서로 다른 단백질과의 상호 작용을 설명할 수 있다.Peptides containing pYEEI monomers were used to identify the structure of the Src SH2 site and its bound form. The peptide binding site is a flat surface formed of two helices and one β-fold structure. In other words, the SH2 peptide complex is as if two protruding plugs (phosphorylated peptides) enter two recessed sockets (SH2 sites). The two holes in the SH2 site are very specific binding sites. One binds to tyrosine phosphorylated with ionic bonds, hydrogen bonds and hydrophobic bonds, and the other binds to isoleucine of pYEEI because it is primarily hydrophobic. The plug-in socket relationship between the SH2 site and the peptide is limited to a small range not exceeding 5-6 amino acid residues. This tight binding can explain the interaction between receptors containing various binding sites and different proteins, including SH2 sites.

결과적으로 상기에서 설명한 세포 외부로부터 전해지는 많은 신호전달의 시작과 연속 반응에 대한 깊은 이해를 통해 정상세포가 암세포로 전환되는 과정을 밝히고 그에 따른 제어 방법을 강구항으로써 인류의 숙원인 암을 정복하는 것이 가능하리라 생각된다.As a result, it is possible to conquer cancer, which is the destiny of humankind, by clarifying the process of converting normal cells into cancer cells through a deep understanding of the initiation and continuous reaction of many signals transmitted from outside the cells described above. I think it's possible.

암 전환 과정을 분자생물학적 측면에서 보면 첫째, 세포의 성장 자극 전달 체계의 이상으로 인한 정상적인 신호전달과 이에 필요한 세포내 물질의 활성화 방해 둘째, 암 유전자의 활성화에 의한 세포내 성장 균형의 파괴 셋째, 세포 주기의 이상으로 인한 세포 성장 조절의 불균형으로 대변할 수 있다.Molecular biological aspects of the cancer transition process are as follows: First, disruption of normal signaling due to abnormal cell growth stimulation delivery system and the activation of intracellular substances required. Second, disruption of intracellular growth balance by activation of cancer genes. It can be represented by an imbalance in cell growth regulation due to abnormal cycles.

많은 세포내 신호전달의 시작과 연속반응은 단백질 인산화 효소의 활성에 의존하는데, 그들의 기질이 인산화됨으로써 다양한 생리적 반응을 이끌어 내게 된다. 그리고 세포내의 각종 기능이 정상적으로 활동하기 위해서는 다양한 기관들의 상호작용이 있어야 하고 이러한 상호작용은 세포에서 생성되는 단백질들과 성장 인자들에 의한 자극 및 반응으로부터 시작된다. 특히 리간드와 수용체의 상호작용은 세포내 신호전달의 시발점이 되며 각종 신호전달 단백질들의 상호작용을 거쳐서 궁극적으로는 세포핵에 신호를 전달하여 유전자의 발현을 유발시킨다. 이러한 과정을 통해 발현된 유전자가 생산하는 각종 단백질과 다른 여타 산물들에 의해서 세포의 성장, 대사 및 분화가 조절되게 된다.Many initiation and subsequent reactions of intracellular signaling depend on the activity of protein kinases, which phosphorylate their substrates to elicit various physiological responses. In order for the various functions of cells to function normally, there must be the interaction of various organs, and this interaction starts with the stimulation and response by the proteins and growth factors produced in the cells. In particular, the ligand-receptor interaction is the starting point of intracellular signaling and ultimately delivers a signal to the cell nucleus to induce gene expression through the interaction of various signaling proteins. Through this process, the growth, metabolism and differentiation of cells are regulated by various proteins and other products produced by the expressed gene.

그러한 일련의 세포내 작용들은 대부분의 경우 외부 자극에 의해 이루어지는데, 이런 외부의 신호들은 수용체 타이로신 인산화효소, G 단백질과의 결합 수용체들, 사이토카인 수용체들, 이온 통로들, 세린 트레오닌 인산화효소 수용체들 그리고 키모카인 수용체들에 의해서 세포내로 전달된다. 이들중에서 수용체 타이로신 인산화효소에 대해 가장 많은 연구가 진행되었는데, 이는 20여개 종류가 알려졌고 그 중 10개가 세포의 암화와 관련이 있어 그 중요성이 매우 크다. 수용체 타이로신 인산화효소(RTKs)와 정상세포의 암화와의 관계는 수용체 타이로신 인산화효소가 활성화된 암세포 유전자가 발견되면서 본격적으로 연구되기 시작하였고, 최근 상당히 많은 연구가 진행되고 있다.Such a series of intracellular actions is in most cases triggered by external stimuli, and these external signals are receptor tyrosine kinase, binding receptors with G protein, cytokine receptors, ion channels, serine threonine kinase receptors. And it is delivered intracellularly by chemokine receptors. Among them, most researches on receptor tyrosine kinase have been carried out, and about 20 types are known and 10 of them are related to cancer of cells, which is very important. The relationship between receptor tyrosine kinase (RTKs) and normal cell carcinogenesis has been studied in earnest with the discovery of receptor tyrosine kinase-activated cancer cell genes.

따라서 세포의 신호전달 체계의 초기 단계에서 중요한 역할을 하는 SH2에 대한 깊은 연구는 항암제에 대한 개발을 용이하게 한다. 본 발명에서는 이와 같이 암 연구의 중요한 단계인 SH2를 포함하는 유전자를 검색하는 간편하고 신속, 정확한 방법을 제공함을 목적으로 한다.Thus, deep research into SH2, which plays an important role in the early stages of cellular signaling, facilitates the development of anticancer drugs. It is an object of the present invention to provide a simple, fast and accurate method for searching for a gene containing SH2, which is an important step in cancer research.

유전공학적 방법으로 라이브러리의 검색은 특정 클론(clone)이 원하는 핵산 서열을 포함하는지 여부를 알아내는 빠른 분석 방법으로서 우선 라이브러리에서 재조합 DNA 클론을 확인하고 각 클론을 정제하는데 사용된다[Frederick, M. A., Roger, B., Robert, E. K., David, D. M., John, A. S.와 Kevin, S. Screening Recombinant DNA Libraries. In: Short protocols in Molecular Biology(2nd eds.), 1992, pp6/1-6/16].Genetic engineering retrieval of the library is a rapid analysis of whether a particular clone contains the desired nucleic acid sequence, which is first used to identify recombinant DNA clones in the library and to purify each clone [Frederick, MA, Roger , B., Robert, EK, David, DM, John, AS and Kevin, S. Screening Recombinant DNA Libraries. In: Short protocols in Molecular Biology (2nd eds.), 1992, pp 6 / 1-6 / 16].

다수의 유전자를 함유한 염색체의 전체 DNA를 무작위적으로 절단하여 그 잡다한 DNA단편을 혼합물인 채로 벡터에 연결하고 나서 숙주 미생물에 형질전환법으로 도입시키면 각기 다른 DNA단편을 가지는 다양한 클론이 얻어진다. 이와 같은 클론은 염색체 위의 유전자를 그대로의 모양으로 함유하고 있으므로 유전자 클론이라하고 충분한 수의 이와 같은 클론으로 된 집단을 유전자 라이브러리(genomic library)라고 한다. 한편 특정한 조직이나 세포로부터 전달 RNA(mRNA)를 얻어 이를 주혀으로 상보적 DNA(cDNA)를 시험관내에서 역전자효소에 의하여 효소적으로 합성하는 것도 가능하며, 그것을 클론화하여 상보적 DNA클론을 얻을 수 있다. 이러한 클론 집단은 주형으로 사용한 전달 RNA의 순도를 반영한 다양한 상보적 DNA를 함유하고 있으므로 상보적 DNA은행 또는 상보적 DNA라이브러리(cDNA library)라고 한다.Randomly cleaving the entire DNA of a chromosome containing a large number of genes, connecting the miscellaneous DNA fragments to a vector as a mixture, and then introducing them into the host microorganisms by transformation, yields a variety of clones with different DNA fragments. Since these clones contain the genes on the chromosome in their shape, they are called gene clones, and a population of such clones is called a genomic library. On the other hand, it is also possible to obtain a transfer RNA (mRNA) from a specific tissue or cell and enzymatically synthesize complementary DNA (cDNA) by a reverse electron enzyme in vitro, and clone it to obtain a complementary DNA clone. Can be. Such clone populations are called complementary DNA banks or complementary DNA libraries because they contain a variety of complementary DNA that reflects the purity of the transfer RNA used as a template.

많은 연구에서 한 생물체로부터 특정 유전자나 DNA단편을 분리하기 위하여 제조합 DNA기술을 반복적으로 사용하고 있다. 그러나 새로운 DNA단편이 필요할 때마다 클로닝의 전 과정을 거치는 것은 많은 시간이 소모되는 작업이다. 따라서 세포의 모든 DNA단편이 한번 또는 경우에 따라서 두번 나타날 만큼 충분한 혼성 플라스미드를 포함하고 있는 그러한 세균의 집합체를 확립하는 것이 필요하다. 이들 집합체를 사용한 검색은 일반적으로 플라스미드(plasmid)나 코스미드(cosmid)를 포함하는 박테리아 클론들이나 박테리오파아지 용균반(plaque)들에서 행하여진다.Many studies have repeatedly used synthetic DNA technology to isolate specific genes or DNA fragments from an organism. But every time a new DNA fragment is needed, it is a time-consuming task to go through the entire cloning process. Thus, it is necessary to establish a collection of such bacteria that contains enough hybrid plasmids so that all DNA fragments in a cell appear once or in some cases twice. Searches using these aggregates are generally performed on bacterial clones or bacteriophage plaques, including plasmids or cosmids.

라이브러리를 검색하는 방법중 흥미의 대상이 되는 염기 서열을 얻기 위하여 가장 흔히 사용되는 방법은 벡터로 파아지를 사용한 라이브러리를 평판배양하여 형성된 용균반들을 니티로세롤로스 막(nitrocellulose filter)에 흡착시켜 알칼리로 변성시킨 후에 필터 위의 DNA와 방사성 동위원소로 표식된 DNA 또는 올리고뉴클레오타이드 표식자(oligonucleotide probe)와 잡종시키는 것이다. 또 다른 방법으로 발현될 수 있는 벡터로 제작된 상보적 DNA라이브러리를 항체들을 이용하여 검색할 수 있는데 이런 방법들은 보통 소량의 전달 RNA(mRNA)를 측정하기에는 감도가 높지 않거나 가짜 양성군(artifacts)가 나올 수 있는 단점이 있다. 또한 콜로니 혼성화 방법도 있는데, 이는 흥미로운 DNA를 가진다고 생각되는 다수의 균을 각각 니트로셀룰로스 막위에 직접 고정시켜 방사성 전달 RNA를 표식자로서 사용하여 잡종을 형성한 콜로니를 오토래디오 그래프(autoradiograph)로 검출하는 방법이다. 이 방법은 단 시간내에 능률적으로 선별할 수 있는 편리한 방법이지만 실제상으로는 표식자로서 사용하는 순도 높은 전달 RNA를 얻기 어려운 것이 문제이다[Sambrook, J., Fritch, E. F. 와 Maniatis, T. Molecular Clloning: A Laboratory Manual (2nd ed). 1989. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N. Y.].Among the methods of searching the library, the most commonly used method to obtain the nucleotide sequence of interest is the solubilization of the lysates formed by plate culture of the library using the phage as a vector to the nitrocellulose filter. After denaturation, hybridization is performed with DNA on the filter and radiolabeled DNA or oligonucleotide probes. Alternatively, complementary DNA libraries constructed from vectors that can be expressed by antibodies can be searched using antibodies, which are usually not sensitive enough to measure small amounts of delivery RNA (mRNA), or that false positives There are disadvantages that can come out. There is also a colony hybridization method, in which a large number of bacteria, each of which are thought to have interesting DNA, are immobilized directly on a nitrocellulose membrane to detect hybridized colonies with an autoradiograph using radiotransmitter RNA as a marker. to be. This method is a convenient method that can efficiently screen within a short time, but it is difficult to obtain high-purity transfer RNA that is used as a marker in practice. [Sambrook, J., Fritch, EF and Maniatis, T. Molecular Clloning: A Laboratory Manual (2nd ed). 1989. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N. Y.].

이와 같이 cDNA나 유전자 라이브러리로부터 클론을 얻기 위해 평판과 막을 사용하여 수 회 반복하는 혼성화 방법은 시간이 많이 소모되고 실험 량도 많을 뿐만 아니라 필터 혼성화 방법에서 흔히 나타나는 가짜 야성들이 많다. 이에 본 발명자들은 cDNA나 유전자 라이브러리로부터 용이하게 SH2부위를 갖는 새로운 유전자를 검색하는 방법에 대하여 연구한 결과, 중합효소반응 방법을 이용하면 양성의 클론들을 아가로스 겔 상에서 정확한 크기의 DNA밴드로 확인함으로써 종래의 막 혼성화 방법에서 나타나는 가짜 양성 군들을 제거할 수 있고 또한 각기 적절한 시발체를 이용하면 여러 종류의 유전자들을 한꺼번에 중합효소반응을 시킬 수 있으므로 시간이 많이 절약되는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.This hybridization method using a plate and a membrane several times to obtain a clone from the cDNA or gene library is time-consuming and experimental, as well as a number of fake wildness that is common in the filter hybridization method. Therefore, the present inventors studied a method of easily searching for a new gene having an SH2 site from cDNA or a gene library. By using the polymerase reaction method, positive clones were identified as DNA bands of the correct size on an agarose gel. The present invention has been completed and found to save a lot of time since it is possible to remove the false positive groups appearing in the conventional membrane hybridization method and also to use the appropriate primers to polymerize various kinds of genes at once.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 중합효소반응 방법은 크게 3단계로 나누어 설명할 수 있는데, 첫째 라이브러리를 평판 배양한 후 막으로 흡착, 분리하고, 둘째 막으로부터 파아지 입자를 씻어내어, 셋째 파아지 용출액으로 종합효소반응을 수행하는 것이다.The polymerase reaction method of the present invention can be broadly divided into three steps. First, after culturing the library, adsorption and separation with a membrane, and then, the phage particles are washed from the second membrane, and the third phage eluate is performed for the synthesis of the enzyme. It is.

더욱 상세하게는 파아지 라이브러리를 적절한 숙주 세균과 함께 평판배양하여 파아지 용균반을 키운 다음 니트로셀룰로스 막에 흡착시킨 후, 이를 3ml 파아지 희석 용액이 담긴 페트리접시로 옮긴다. 막을 용액속에서 수차례 흔들어서 파아지 입자를 세척한 뒤 수 초간 방치한 후 그 중 파아지 용출액 20μℓ로 중합효소반응을 수행하고 그 산물을 아가로스 겔 전기영동으로 확인하면 한 배양평판에 1개 이상의 양성 군이 나타날 때 겔상에서 해당 줄에 예상 밴드가 나타나게 된다. 이 때 양성을 띈 배양평판으로 일반적인 막 혼성화 방법을 통하여 스크린 작업을 계속할 수 있고 계속 중합효소반응을 이용한 검색을 할 수도 있다. 또한 양성을 나타내는 배양평판에 니티로셀룰로스 막을 흡착한 뒤 막을 4-8조작으로 잘라 겔에 놓고 다시 흡착시켜 떼어낸 뒤 상기에 서술한 방법으로 세척하게 되면 이때 막 크기가 작아짐에 따라 세척액의 양과 용기도 작아진다. 각기 세척한 단편들로부터 나온 용출액들로 중합효소반응을 실시한다. 이들 중 한 단편조각이 중합효소반응을 한 결과 양성의 결과를 나타내면 위와 같은 방법을 되풀이하는데, 양성의 절편으로부터 파아지를 재평판하기 위해서는 20ml 파아지 회석 용액이 들은 50ml 원추 튜브에 탑 아가를 걷어내어 넣고 강하게 섞어준 후 상등액을 취하여 파아지의 양과 밀도를 조절하면서 중합효소반응이나 막 혼성화 방법을 실시한다.More specifically, phage libraries are plated with appropriate host bacteria to grow phage lysates and adsorbed onto nitrocellulose membranes, which are then transferred to a petri dish containing 3 ml phage dilution solution. Shake the membrane several times in the solution to wash the phage particles, leave for a few seconds, and then polymerase reaction with 20 μl of the phage eluate, the product was confirmed by agarose gel electrophoresis, at least one positive group in one culture plate When appears, the expected band will appear on the line on the gel. In this case, the screening can be continued through a general membrane hybridization method with a positive culture plate, and a search using a polymerase reaction can be continued. In addition, after adsorbing a nitrolocellulose membrane on a positive culture plate, the membrane is cut in 4-8 steps, placed on a gel, adsorbed, detached, and washed by the method described above. Also becomes smaller. The polymerase reaction is carried out with eluates from the washed fragments. If one of these fragments shows a positive result after the polymerase reaction, the above procedure is repeated.To re-plate the phage from the positive fragment, remove the top agar from a 50 ml conical tube containing 20 ml phage lime solution. After vigorous mixing, the supernatant is taken and the polymerase reaction or membrane hybridization is performed while controlling the amount and density of phage.

하기 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다.It will be described in more detail by the following examples.

하기 실시예들은 본 발병을 예시하는 것으로 본 발명의 내용이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.The following examples illustrate the onset of disease and are not intended to limit the scope of the invention.

[I. 사람 태아 간 세포에서 cDNA라이브러리의 제조 및 검색][I. Preparation and Search of cDNA Library in Human Fetal Liver Cells]

λZAP클로닝 키트를 사용하여 사람 태아 간 조직으로부터 cDNA라이브러리를 제조하였다. 플라스미드 벡터 λZAP XR을 사용하여 DNA염기 서열을 결정하였으며, 진핵세포에서 클로닝된 cDNA 유전자를 발현시킬 수 있는 λZAP 발현백터를 이용하여 발현용 라이브러리를 제조하였다.cDNA libraries were prepared from human fetal liver tissue using the λZAP cloning kit. DNA base sequence was determined using plasmid vector λZAP XR, and expression library was prepared using λZAP expression vector capable of expressing the cloned cDNA gene in eukaryotic cells.

[실시예 1 RNA의 분리]Example 1 Isolation of RNA

AGPC방법에 따라 RNA를 분리하였다. 액체질소에서 보관했던 태아 간세포 조직을 꺼내 멸균된 막자사발에 놓고 즉시 액체질소를 붓고 조직을 적당한 크기로 절단한 후 용액 D[4M 시오시안산 구아니디움, 25mM 시트르산나트륨, 0.5% 사코실(sarcosyl), 0.1M 머르캅토에탄올]에 넣고 해리시켰다. 그 후 메시(No. 60)를 이용하여 조직을 완전히 용해시키고, 2M 아세트산 나트륨 수용액으로 포화시킨 페놀, 클로로포름을 0.1 : 1 : 0.2부피비로 첨가하여 원심분리하였다. RNA를 포함하는 수용액 층을 분리하여 새로운 시험관에 옮긴 뒤, 동일 부피의 이소프로판올로 RNA를 침전시켜 -20℃에서 보관하고, 필요할 때마다 분주하여 원심분리한 후 사용하였다.RNA was isolated according to the AGPC method. Remove the fetal hepatocellular tissue stored in liquid nitrogen, place it in a sterile mortar, immediately pour liquid nitrogen, cut the tissue to the appropriate size, and then add solution D [4M guanidium cyanide, 25 mM sodium citrate, 0.5% sarcosyl ), 0.1M mercaptoethanol] and dissociated. Thereafter, the tissue was completely dissolved using a mesh (No. 60), and phenol and chloroform saturated with 2M aqueous sodium acetate solution were added at a 0.1: 1: 10.2 volume ratio, followed by centrifugation. The aqueous layer containing RNA was separated, transferred to a new test tube, and the RNA was precipitated with the same volume of isopropanol, stored at -20 ° C, dispensed as needed, centrifuged, and used.

[실시예 2 poly(A)+ RNA의 정제]Example 2 Purification of poly (A) + RNA]

올리고(dT) 셀룰로스 컬럼을 만들고, 실시예 1에서 준비한 시료 RNA를 65℃에서 10분간 열변성시켜 완충용액 (20mM 트리스염산, 0.5M NaCl, 1mM EDTA, 0.1% SDS)으로 컬럼을 통과시킨다. 셀룰로스에 결합된 poly(A)+RNA는 용출 완충용액 (10mM 트리스염산, 1mM EDTA, 0.05% SDS)를 넣어 용출시키고 이들 poly(A)+ RNA를 에탄올로 침전한 후 원심분리하여 회수하였다.An oligo (dT) cellulose column was prepared, and the sample RNA prepared in Example 1 was thermally denatured at 65 ° C. for 10 minutes and passed through the column with a buffer solution (20 mM Tris hydrochloric acid, 0.5 M NaCl, 1 mM EDTA, 0.1% SDS). Poly (A) + RNA bound to cellulose was eluted with elution buffer (10 mM Tris hydrochloric acid, 1 mM EDTA, 0.05% SDS), and the poly (A) + RNA was recovered by precipitation with ethanol and centrifugation.

[실시예 3 cDNA의 제조]Example 3 Preparation of cDNA

poly(A)+RNA 주형으로 그리고 올리고(dT)18-Xho I site GAGA서열을 시발체로 이용하여 혼합한 다음 AMV역전사 효소를 넣어 백터에 클로닝하기 위한 cDNA를 제조하였다. dNTP용액중 dCTP대신에 메틸 dCTP를 가하여 40℃에서 반응시켜 첫번째 cDNA가닥을 얻고 RNase H와 DNA중합효소를 첨가한 후 16℃에서 한시간, 22℃에서 한시간 동안, 반응시켜 두번째 cDNA가닥을 합성하였다. cDNA의 합성 정도를 알기 위해 합성된 cDNA용액에 T4 DNA 중합효소와 α32P-dCTP를 넣어 DNA합성 반응을 실시한 후 그 반응 용액 일부를 1.4% 염기성 아가로스 겔(50mM NaOH, 1mM EDTA)에서 전기영동하였다. 전기영동 후 아가로스를 진공 건조시킨 후 필름에 3시간 감광시켜 현상함으로써 cDNA합성을 확인하였다.A cDNA was prepared for cloning into a vector by mixing the poly (A) + RNA template and using the oligo (dT) 18-Xho I site GAGA sequence as a primer. Instead of dCTP in dNTP solution, methyl dCTP was added and reacted at 40 ° C. to obtain the first cDNA strand. After adding RNase H and DNA polymerase, the reaction was carried out at 16 ° C. for 1 hour and at 22 ° C. for 1 hour to synthesize a second cDNA strand. To determine the degree of cDNA synthesis, TD DNA polymerase and α 32 P-dCTP were added to the synthesized cDNA solution, followed by DNA synthesis.Some of the reaction solution was transferred to a 1.4% basic agarose gel (50mM NaOH, 1mM EDTA). It moved. After electrophoresis, the agarose was vacuum dried, and then exposed to a film for 3 hours to develop cDNA synthesis.

[실시예 4 λ파아지 라이브러리의 제조]Example 4 Preparation of lambda phage library

실시예 3에서 제조된 cDNA를 인산화시킨 후 EcoRI/블런트 어댑터(EcoRI/blunt adaptor)를 1:20-50의 비율로 넣고 16℃에서 하륫밤 동안 접합시키고 인산화하였다. 사용한 어댑터의 염기서열은 다음과 같다.After phosphorylating the cDNA prepared in Example 3, EcoRI / blunt adapter was added at a ratio of 1: 20-50, and then conjugated and phosphorylated overnight at 16 ° C. The base sequence of the used adapter is as follows.

접합되지 않은 어댑터는 세파크릴(sephacryl) S-400을 이용한 스핀 컬럼을 통해 제거하고 EcoRI과 탈인산화효소 CIP(calf intestinal phosphatase)로 처리된 λZAP DNA를 혼합하여 16℃에서 하룻밤 동안 접합시켰다. 반응용액에 Package Gold Plus를 넣어 생체의 패키지(in vitro package)를 수행하고 대장균 균주 XL1-blue를 선택하여 각 균주에 침투시켜 평판배지에서 용균반을 형성하는 정도를 관찰하였다. 이 때 X-gal과 IPTG를 첨가하여 cDNA절편이 삽입되어 갈락토시데이즈(galactosidase)활성을 잃은 흰 용균반과 cDNA절편이 없는 파란 용균반의 비율을 조사하여 라이브러리의 효율을 확인하였다. 0.1% 말토스와 10mM MgSO4를 포함한 LB배지에서 용균반 형성을 위한 대장균 균체를 배양하여 λ파아지의 부착 단백질로 기능하는 LamB의 발현을 유도하였으며, 균체를 회수하여 10mM MgSO4용액에 부유하고 600mm에서의 흡광도가 0.5가 되도록 하여 사용하였다.Unconjugated adapters were removed via spin column with sephacryl S-400 and spliced at 16 ° C. overnight by mixing λZAP DNA treated with EcoRI and dephosphorylation CIP (calf intestinal phosphatase). Package Gold Plus was added to the reaction solution to carry out an in vivo package, and E. coli strain XL1-blue was selected to infiltrate each strain and observed the degree of formation of lysate plaques in the plate medium. At this time, cDNA fragments were inserted by adding X-gal and IPTG to determine the efficiency of the library by examining the ratios of white lysates that lost galactosidase activity and blue lysates without cDNA fragments. Escherichia coli cells for the formation of lytic plaques were cultured in LB medium containing 0.1% maltose and 10 mM MgSO 4 to induce the expression of LamB functioning as λ phage adhesion proteins.The cells were recovered and suspended in 10mM MgSO 4 solution and 600mm The absorbance at was used to be 0.5.

[실시예 5 혼성화 과정]Example 5 Hybridization Process

혼성화 및 검출을 위하여 베링거만하임의 DIG라벨링과 디텍션 키트를 이용하였다.Boehringermannheim's DIG labeling and detection kits were used for hybridization and detection.

(5-1) 시발체의 표식(5-1) Marker of primer

시발체를 DIG으로 표식된 UTP를 사용하여 중합효소반응으로 표식하였다. 사용한 시발체는 다음과 같다.The primers were labeled by polymerase reaction using UTP labeled with DIG. The primers used were as follows.

반응은 DNA 10ng, 시발체 50pmol, Taq 중합효소 2.5Unit를 섞어 반응 용적을 50μl로 조절한 후, 94℃에서 5분간 변성시킨 다음 94℃에서 1분간, 55℃에서 50초, 72℃에서 50초간을 1회로 하여 30회 반응시킨 후 72℃에서 10분간 중합반응을 수행항였다.The reaction volume was adjusted to 50 μl by mixing 10 ng of DNA, 50 pmol of primer, 2.5 Unit of Taq polymerase, and then denatured for 5 minutes at 94 ° C, followed by 1 minute at 94 ° C, 50 seconds at 55 ° C, and 50 seconds at 72 ° C. The reaction was carried out 30 times in one time, followed by a polymerization reaction at 72 ° C. for 10 minutes.

(5-2) 막의 준비(5-2) Preparation of the membrane

96-엘 마이크로 타이터 플레이트(96 well micro titer plate)에 있는 저장되어 있는 세포를 멀티-트랜스터(multi-transfer)를 이용하여 막 한장에 96×9개의 클론을 옮겨 18시간동안 배양하여 집락을 형성시킨 후 다음 과정에 따라 혼성화를 위한 막을 준비하였다. 0.5N NaOH, 1.5M NaCl, 0.1% SDS용액으로 포화시킨 3MM막을 혼성화할 막에 10분간 처리한 후, 완충용액(1.0M 트리스염산, 1.5M NaCL)으로 포화시킨 3MM막위에다 앞에서 변성시킨 막을 10분간 2회 처리한 다음 UV에 노출시켜 DNA를 막에 고정시켰다.Cells stored in 96-well micro titer plates were transferred to 96 × 9 clones on a single membrane using a multi-transfer and incubated for 18 hours. After forming, a membrane for hybridization was prepared according to the following procedure. The 3MM membrane saturated with 0.5N NaOH, 1.5M NaCl, and 0.1% SDS solution was treated for 10 minutes with the membrane to be hybridized, and then the membrane denatured previously on the 3MM membrane saturated with buffer solution (1.0M Tris hydrochloric acid, 1.5M NaCL) was added. The DNA was fixed to the membrane by treatment twice a minute and then exposed to UV.

(5-3) 혼성화(5-3) hybridization

12cm×7cm 크기에 200ml의 전세척 완충용액(3×SSC, 0.1% SDS)으로 65℃에서 3시간 동안 처리한 후 10ml의 전혼성화 완충용액[5×SSC, 1.0% 차단제(blocking agent), 0.1% N-로릴사코실(N-laurylsarcosine)]을 넣어 65℃에서 2시간 동안 전혼성화 처리를 하였다. 막을 처리한 후 3ml의 동일한 용액과 100℃에서 10분간 열변성시킨 탐식자를 넣어 밀봉후, 65℃에서 18시간동안 반응시켰다.After 12cm × 7cm treatment with 200ml of prewash buffer (3 × SSC, 0.1% SDS) at 65 ° C. for 3 hours, 10ml of prehybridization buffer [5 × SSC, 1.0% blocking agent, 0.1 % N-laurylsarcosine] was added and subjected to prehybridization at 65 ° C. for 2 hours. After the membrane was treated, the same solution and a probe denatured for 10 minutes at 100 ° C. were sealed, and then reacted at 65 ° C. for 18 hours.

(5-4) 세척과 검출(5-4) washing and detection

혼성화 반응후 막을 2×SSC 0.1% SDS용액으로 실온에서 20분간, 0.1×SSC, 0.1% SDS용액으로 65℃에서 20분간 3회 세척한 뒤, 검출방법은 다음의 순서에 따랐다.After the hybridization reaction, the membrane was washed three times at room temperature with 2 × SSC 0.1% SDS solution for 20 minutes and at 65 ° C. for 20 minutes with 0.1 × SSC, 0.1% SDS solution. The detection method was followed by the following procedure.

완충용액 1[100mM 말릭산(maleic acid), 150mM NaCl, pH 7.5] 10ml에 막을 잠기게 하여 5분간 포화시키고 완충용액 2(완충용액 1+1.0% 차단제) 10ml에 60분간 담구어 두었다. 반응후 완충용액 2를 제거하고 1μl의 항-DIG 알칼라인 포스파테이즈(anti-DIG-alkaline phosphatase)를 10ml의 완충용액 2에 넣어 그 용액에 막을 포함시켜 30분간을 방치하였다. 반응용액을 제거하고 완충용액 1+0.3% Tween 20용액으로 15분간씩 2회 세척하였다. 세척한 후 완충용액 3[100mM 트리스염산(pH 9.5), 100mM NaCl, 50mM MgCl2]에 5분간 포화시켰다. 10ml의 완충용액 3로 희석시킨(1:100) 루미겐 PPD(Lumigen PPD)용액을 막에 부어 골고루 펼친 후 실온에서 5분간 반응시켰다. 반응후 과량의 용액은 제거하고 막을 비닐랩으로 싸서 X-선 필름을 막위에 놓은 후 실온에서 20분간 감광시켜 필름을 현상하였다.The membrane was immersed in 10 ml of buffer 1 [100 mM maleic acid, 150 mM NaCl, pH 7.5], saturated for 5 minutes, and soaked in 10 ml of buffer 2 (buffer 1 + 1.0% blocker) for 60 minutes. After the reaction, buffer 2 was removed, and 1 μl of anti-DIG alkaline phosphatase was added to 10 ml of buffer 2, and the solution was left for 30 minutes. The reaction solution was removed and washed twice with 15 minutes of 1 + 0.3% Tween 20 solution. After washing, the mixture was saturated in buffer 3 [100 mM Tris hydrochloric acid (pH 9.5), 100 mM NaCl, 50 mM MgCl 2] for 5 minutes. Diluted with 10 ml buffer 3 (1: 100) Lumigen PPD (Lumigen PPD) solution was poured evenly to the membrane and allowed to react for 5 minutes at room temperature. After the reaction, the excess solution was removed, the film was wrapped in plastic wrap, the X-ray film was placed on the film, and the film was developed by sensitizing at room temperature for 20 minutes.

[실시예 6 라이브러리의 클론으로부터 DNA의 회수]Example 6 Recovery of DNA from Clones of Library

λZAP은 λDNA와 함께 pBluescript SK(-) 파이지미트 DNA를 포함하고 있으며, 이 파이지미드 DNA는 M13 또는 f1과 같은 선유형 바아러스의 복제 개시 신호부위와 종결 신호부위를 포함하므로 M13 또는 f1의 도움을 받아 pBluescript플라스미드만을 세포내에서 절단해 낼 수 있다. 복제된 pBluescript는 ExAssist 헬퍼 바이러스에 의해 단일가닥 DNA로 얻어지며, 이를 대장균 균주 SOLRTM에 침투시켜 앰피실린(ampiciline)을 포함하는 LB평판배지에서 배양한 다음, 단일 집락을 얻어 카나마이신(kanamycin)이 포함된 LB배지에 종균하고 이때 M13K07에서 유래한 헬퍼 바이러스를 첨가시켜 단일가닥의 파아지 얻은 다음 20% 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG)로 처리하여 이를 회수하였다. 그리고 동일 부피의 페놀을 처리하여 단백질을 제거하고 에탄올로 침전시켜 단일가닥의 DNA를 순수하게 분리하였다.λZAP, together with λDNA, contains pBluescript SK (-) pidmit DNA, which contains replication initiation and termination signal sites of line type viruses such as M13 or f1. With help, only pBluescript plasmids can be cut intracellularly. Replicated pBluescript is obtained as single-stranded DNA by ExAssist helper virus, infiltrated with E. coli strain SOLR TM , cultured in LB plate medium containing ampiciline, and then obtained a single colony containing kanamycin. The seed was added to the LB medium, and then a helper virus derived from M13K07 was added to obtain a single strand of phage, and then recovered by treating with 20% polyethylene glycol (PEG). The same volume of phenol was treated to remove proteins and precipitated with ethanol to purely separate single-stranded DNA.

[II. PCR방법으로 cDNA라이브러리 검색][II. CDNA Library Search by PCR Method]

사람의 태아 간 세포 조직으로 부터 제조한 cDNA라이브러리를 합성된 디제너레이트 시발체를 사용하여 중합효소반응을 통하여 검색하였다.CDNA libraries prepared from human fetal liver tissue were searched through polymerase reaction using synthesized degenerate primers.

[실시예 7 디제너레이트 시발체의 합성]Example 7 Synthesis of Degenerate Primer

본 실험의 중합효소반응을 하기 위하여 5종류의 타이로신 인산화 효소(lck, abl, hck, lyn, slk)로부터 가장 높은 상동 부위를 갖는 SH2부위의 DNA염기서열을 비교하였다. 아래와 같이 22mer 크기로 한쌍의 시발체를 고안하여 DNA합성기 모델 391(Applied Biosystems, California, USA)로 합성하였다. 제작된 시발체의 N-말단 부위는 96배의 디제너러시를 갖으며 RK(D/A)AEWR(Q/L)L의 보존 서열을 갖고, C-말단 부위는 64배의 디제너러시를 갖고 L(H/Q) (D/E)LV(R/Q)HY의 보존 서열을 갖는다. 중합효소반응을 위한 시발체의 농도는 각각 100pmol이 되도록 하여 사용하였다.In order to conduct the polymerase reaction of this experiment, DNA base sequences of SH2 sites having the highest homology sites from five tyrosine kinase enzymes (lck, abl, hck, lyn, slk) were compared. A pair of primers were designed with a 22mer size as shown below and synthesized with a DNA synthesizer model 391 (Applied Biosystems, California, USA). The N-terminal region of the prepared primers had a 96-fold degeneracy and a conserved sequence of RK (D / A) AEWR (Q / L) L, and the C-terminal region had a 64-fold degeneracy. It has a conserved sequence of L (H / Q) (D / E) LV (R / Q) HY. The concentration of primers for the polymerase reaction was used so that each was 100 pmol.

[실시예 8 1차 중합효소반응 검색]Example 8 Primary Polymerase Reaction Search

1×105농도의 cDNA라이브러리를 660nm에서의 흡광도가 1.0인 대장균 XL1-blue 세포액과 섞어 37℃에서 30분간 배양한 후, 탑 아가와 섞어 8개의 150mm배양평판에 평판당 50,000 용균반으로 용균반끼리 붙을 정도로 성장할 때까지 37℃에서 배양하였다. 배양된 파아지는 10ml의 SM완충용액으로 배양평판에 채워 4℃에서 밤새도록 흠뻑 젖게 한 다음 각 평판으로부터 SM완충용액을 모아서 7000rpm으로 10분간 단편들을 없애기 위해 원심분리하였다. 숙주 대장균은 0.7%의 클로로포름을 첨가하여 용해시킨 후 파아지 저장액들을 4℃에서 보관시키고 각각의 파아지 저장액에서 1μl씩 취해 50μl용적으로 중합효소반응을 수행하였다.1 × 10 5 concentration of cDNA library was mixed with E. coli XL1-blue cell solution with absorbance of 1.0 at 660 nm and incubated at 37 ° C. for 30 minutes, then mixed with Top Agar and lysed at 50,000 lysis plates per plate on eight 150 mm culture plates. Incubation was carried out at 37 ° C. until they grew to adhere to each other. The cultured phages were soaked overnight at 4 ° C. with 10 ml of SM buffer solution, and then the SM buffer solution was collected from each plate and centrifuged to remove fragments at 7000 rpm for 10 minutes. Host E. coli was dissolved by adding 0.7% chloroform, and the phage stocks were stored at 4 ° C., and 1 μl of each phage stock was taken to perform a polymerase reaction at 50 μl.

중합효소반응은 50μl 반응 용적으로 다음과 같이 실시하였다. 각 배양평판으로부터 취한 5μl 세포액을 직접 주형으로 하고 합성한 디제너레이트 시발체를 100pmol, 4가지 디옥시리보뉴클레오타이드 트리포스페이트(deoxyribonucleotide triphosphate, dNTPs) 200μM, Taq 중합효소 1.25unit를 섞은 혼합 용액 위에 미네랄 오일을 떨어뜨려 중합효소반응을 시켰다. 95℃에서 5분간 변성시킨 다음 95℃에서 50초간, 60℃에서 50초간, 72℃에서 1분간을 1회로 하여 30회 반응시킨 후 72℃에서 5분간 중합반응을 수행하였다. 중합효소반응은 DNA Thermal Cycler (Perkin Elmer Cetus, California, USA)로 실시하였고 결과는 2% MetaPhor 아가로스 겔상에서 분석하였다.The polymerase reaction was carried out as follows in a 50 μl reaction volume. 5 μl cell solution taken from each culture plate was used as a template, and the synthesized degenerate primer was 100 pmol, 200 μM of four deoxyribonucleotide triphosphates (dNTPs), and the mineral oil was dropped onto a mixed solution of 1.25 units of Taq polymerase. The polymerase reaction was carried out. The mixture was denatured at 95 ° C. for 5 minutes and then reacted 30 times with one time at 95 ° C. for 50 seconds, 60 ° C. for 50 seconds, and 72 ° C. for 1 minute, followed by polymerization at 72 ° C. for 5 minutes. The polymerase reaction was performed by DNA Thermal Cycler (Perkin Elmer Cetus, California, USA) and the results were analyzed on 2% MetaPhor agarose gel.

분석 결과 제1도에서와 같이 8개의 배양평판중 4개의 배양평판에서 비교군으로 실시한 lck SH2의 DNA로부터 증폭된 종합효소반응 산물과 같이 250bp에서 밴드가 확인되었다.As shown in FIG. 1, a band was identified at 250 bp as a product of a synthesis enzyme amplified from lck SH2 DNA, which was performed as a comparative group in four culture plates among eight culture plates.

상기와 같은 방법에서는 주형으로 사용하기 위한 DNA의 추출 과정이 필요없기 때문에 검색 시간이 단축되었으며, 어떠한 라이브러리라도 소량만 있다면 중합효소반응으로 검색이 가능하였다. 비록 세균이 단편들이나 저해제들이 세포 추출액 속에 있더라도 본 실험 방법에는 영향을 주지 않았다.In the above method, since the extraction process of DNA for use as a template is not necessary, the search time is shortened, and any library can be searched by a polymerase reaction if only a small amount is present. Although the bacteria were fragments or inhibitors in the cell extract, they did not affect the method.

[실시예 9 2차 중합효소반응 검색]Example 9 Secondary Polymerase Reaction Search

실시예 8에서의 1차 검색 결과 선별된 파아지 저장액들은 2차 검색을 하기 위해 100mm 크기의 플레이트 8개에 배양평판 500 용균반의 농도가 되게 재차 평판배양 한다. 자세한 배양방법은 실시예 8의 1차 중합효소반응 검색과 같고 상기한 바와 같이 평판하는 용균반 갯수만 작게 조절하였다. 배양된 각 평판에 4ml의 SM완충용액을 넣어 밤새 흠뻑 적신 다음 역시 실시예 8의 방법과 동일하게 하여 중합효소반응을 실시하여 2% MetaPhor 아가로스 겔에서 분석하였다. 그 결과 제2도와 같이 7개의 배양평판에서 250bp밴드가 확인되었다.Phage stocks selected as a result of the primary search in Example 8 were plated again to have a concentration of 500 plates of culture plate 500 on 8 plates of 100 mm size for the secondary search. Detailed culture method was the same as in the first polymerase reaction search of Example 8 and only the number of lysate plaques plated as described above was adjusted small. 4 ml of SM buffer solution was added to each culture plate and soaked overnight, followed by polymerase reaction in the same manner as in Example 8, and analyzed on a 2% MetaPhor agarose gel. As a result, as shown in FIG. 2, 250bp band was confirmed in 7 culture plates.

[실시예 10 3차 중합효소반응 검색]Example 10 Tertiary Polymerase Reaction Search

실시예 9에서의 2차 검색 결과 얻어진 양성 포집액은 배양평판 50 용균반의 농도가 되게 재평판하였다. 실시예 8과 실시예 9에서의 과정과 같이 실시한 결과 제3도와 같은 결과를 얻었다. 마지막으로 포집액을 다시 50용균반의 농도로 평판배양하여 생성된 여러 개의 단일 용균반을 200μl의 SM완충용액에 넣어 4℃에서 밤새 용출시켰다. 파아지 삽입 DNA를 서브클론하여 각각의 용출액들의 DNA염기 서열을 결정할 수 있었다.The positive collection solution obtained as a result of the secondary screening in Example 9 was re-platened to a concentration of 50 plates of culture plates. As a result of the procedure in Example 8 and Example 9, the same result as in FIG. 3 was obtained. Finally, the collection solution was plated again at a concentration of 50 solution plates, and several single solution plates generated in 200 μl SM buffer solution were eluted at 4 ° C. overnight. Phage insert DNA could be subcloned to determine the DNA base sequence of each eluate.

상기와 같은 중합효소반응을 이용하여 라이브러리를 검색하는 방법은 종래 검색 방법과 비교하여 다음과 같은 장점들을 갖고 있다.The method of searching a library using the polymerase reaction as described above has the following advantages as compared to the conventional search method.

우선 중합효소반응을 이용하는 방법은 기존의 막 혼성화 방법을 시작하기 전에 이미 검색의 어려움을 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 한개의 라이브러리를 검색하기 전에 전체 라이브러리 액을 가지고 중합효소반응을 미리 선행하면 원하는 클론이 그 라이브러리 안에 있는가를 쉽게 확인할 수 있고 원하는 시그날을 증폭시킬 수 있는 종합효소반응 조건을 미리 수립할 수 있다.First, the method using the polymerase reaction has an advantage of reducing the difficulty of searching before starting the existing membrane hybridization method. By pre-polymerizing the polymerase reaction with the entire library solution before searching for one library, it is easy to check whether the desired clone is in the library and to establish the presynthesis conditions that can amplify the desired signal.

또한 라이브러리 검색을 위해 여러 개의 평판을 동시에 진행시킬 수 있다. 예를어 106개의 파이지 용균반들을 검색하기 위해서 평판당 50,000용균반을 형성시킬 수 있도록 20개의 평판이 필요하다. 통상 사용하는 막 혼성화 방법으로 이들 평판들을 검색하는데는 상당한 시간과 노력이 필요하지만 종합효소반응 검색 방법으로는 단지 몇 시간만에 이루어진다. 더욱이 양성으로 나온 평판을 8개의 절편으로 잘라 2차 검색을 할 수 있고 이들은 흔히 쓰이는 막 혼성화 방법으로도 이용할 수 있다. 또한 파아지 용출액들을 보돤할 수 있기 때문에 같은 평판으로 여러가지 다른 유전자에 대한 검색도 할 수 있다. 중합효소반응으로 유전자를 검색하기 위해서는 유전자 크기가 작은 것은 기본 30회 이상 증폭하며, 이와 같이 중합효소반응을 이용하여 유전자를 증폭시키면 그 순도 때문에 평판으로 깔린 라이브러리의 양성 시그날을 잃어버리지 않고 수 회 검색할 수 있고 리프트를 뜨기 전 평판을 4℃에서 몇 주간을 보관할 수 있다.You can also run multiple reputations simultaneously for library searches. For example, to retrieve 106 fibrous platelets, 20 plates are needed to form 50,000 platelets per plate. The screening of these plates with conventional membrane hybridization methods takes considerable time and effort, but the synthesis enzyme detection method takes only a few hours. Furthermore, the positive plate can be cut into eight sections for secondary retrieval, and they can also be used as a common membrane hybridization method. In addition, phage eluates can be supplemented to search for different genes with the same reputation. In order to search for genes by polymerase reaction, amplification of genes with small gene size is more than 30 times. When amplifying genes using polymerase reaction in this way, they are searched several times without losing the positive signal of the plate laid down due to the purity. The plate can be stored for several weeks at 4 ° C before lifting the lift.

본 발명의 방법은 파아지 용출액을 직접 이용하므로 DNA의 추출과정이 필요하지 않아 많은 수의 샘플을 용이하게 검색할 수 있고 따라서 검색시럼의 비용이 적게 든다. 니트로셀룰로스 막도 필요하지 않고 방사성 동위원소와 X-선 필름이 쓰이지 않기 때문에 독성도 적다. 또한 필터의 혼성화 과정, 세척 과정 그리고 감광시키는 동안 기다리는 시간이 필요 없어서 시간이 절약되고 따라서 이 방법은 이전에 서술한 모든 일반적인 방법들보다 간편하고도 우수한 효과를 나타낸다.Since the method of the present invention directly uses the phage eluate, no DNA extraction process is required, so that a large number of samples can be easily searched, and thus, the cost of the search system is low. It does not require a nitrocellulose membrane and is less toxic because no radioisotopes and X-ray films are used. It also saves time by eliminating the need for a hybridization process, cleaning process, and waiting time for photosensing, thus making this method simpler and better than all the conventional methods previously described.

Claims (5)

1)라이브러리를 평판배양한 후, 막으로 흡착, 분리하는 단계 2) 막으로부터 파아지 입자들을 씻어내어 파아지 용출액을 제조하는 단계 3) 파아지 용출액과 5종류의 타이로신 인산화효소(lck, abl, hck, lyn, slk)로부터 가장 높은 상동 부위를 가는 부위의 SH2 DNA염기 서열을 비교하여 작성한 22mer 크기인 하기 염기서열을 갖는 디제너레이트 시발체중 하나 이상을 이용하여 중합효소반응을 수행하는 단계1) adsorption and separation of the library after plate culture, 2) washing the phage particles from the membrane to prepare phage eluate 3) phage eluate and five types of tyrosine kinase (lck, abl, hck, lyn) , slk) performing a polymerase reaction using one or more of the degenerate primers having the following nucleotide sequence of 22mer size prepared by comparing the SH2 DNA base sequence of the region having the highest homology region; 4) 그 산물을 아가로스 겔 전기영동으로 확인하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 중합효소반응을 이용한 SH2부위를 갖는 유전자의 검색 방법.4) A method for searching for a gene having a SH2 site using a polymerase reaction, characterized in that the product consists of agarose gel electrophoresis. 제1항에 있어서, 라이브러리는 사람의 태아 간 세포 조직의 cDNA라이브러리인 것을 특징으로 하는 검색 방법.The method of claim 1, wherein the library is a cDNA library of human fetal liver cell tissue. 제1항에 있어서, 평판배양후 DNA를 분리, 정제하는 과정없이 직접 세포 용출액으로 중합효소반응을 실시하는 것을 특징으로 하는 검색 방법.The method according to claim 1, wherein the polymerase reaction is carried out directly with the cell eluate without separating and purifying DNA after plate culture. 제1항에 있어서, 4)단계 이후에 일반적인 막 혼성화 방법을 통하여 검색을 더 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 검색 방법.The search method according to claim 1, wherein after the step 4), the search can be further performed through a general film hybridization method. 제1항에 있어서, 4)단계 이후 중합효소반응을 계속적으로 이용하여 검색을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 검색 방법.The search method according to claim 1, wherein after the step 4), the search can be performed using the polymerase reaction continuously.
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