KR100381727B1 - A Method for Identifying DNA Mutation Using Microwell and Kit Therefor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 DNA에서 염기의 치환, 삽입, 결손 등의 돌연변이를 저렴하고, 간단하며, 안정하게 확인할 수 있는 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법 및 상기 방법에 사용되는 키트에 관한 것이다. 본 발명의 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법은 바이오틴이 결합된 프라이머를 사용하고, 돌연변이를 확인하고자 하는 DNA의 부분을 PCR 방법으로 증폭시켜서 바이오틴이 결합된 염기서열을 수득하는 단계; 돌연변이를 확인하고자 하는 DNA부분의 정상적인 염기서열로 구성된 탐침을 작제하는 단계; 전기 단계에서 작제된 탐침을 마이크로웰의 아민기와 결합시키는 단계; 탐침이 결합된 마이크로웰에 전기 단계에서 수득한 바이오틴이 결합된 염기서열을 첨가하는 단계; 마이크로웰에 스트렙타비딘-분해효소를 가하여, 전기 분해효소와 탐침의 바이오틴을 결합시키는 단계; 및, 마이크로웰에 전기 스트렙타비딘-분해효소와 반응하는 기질을 첨가하고, 효소반응에 의해 나타나는 색상변화 또는 흡광도를 측정하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 어떠한 DNA 돌연변이 확인실험에서도, 확인할 DNA부분의 염기서열로 구성된 탐침을 제작하고 DNA의 일정부위를 증폭시킬 수 있는 경우, 어떠한 종래의 방법보다도 저렴하고, 간단하며, 안정하게 DNA의 돌연변이를 확인할 수 있다.The present invention relates to a method for identifying a DNA mutation using a microwell and a kit used in the method, which can inexpensively, easily and stably identify mutations such as substitution, insertion and deletion of bases in DNA. Identification method of DNA mutation using the microwell of the present invention comprises the steps of using a primer combined with biotin, and amplifying a portion of the DNA to identify the mutation by PCR method to obtain a biotin-bound base sequence; Constructing a probe consisting of a normal sequence of a DNA portion to be identified for mutation; Coupling the probe constructed in the previous step to an amine group in the microwell; Adding the biotin-bound nucleotide sequence obtained in the previous step to the probe-coupled microwell; Adding streptavidin-degrading enzyme to the microwells to bind the electrolytic enzyme to the biotin of the probe; And adding a substrate to the microwell to react with the electric streptavidin-degrading enzyme, and measuring color change or absorbance exhibited by the enzymatic reaction. According to the present invention, in any DNA mutation identification experiment, if a probe consisting of the nucleotide sequence of the DNA portion to be identified and a predetermined portion of the DNA can be amplified, it is cheaper, simpler and more stable than any conventional method. Mutations can be identified.

Description

마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법 및 키트{A Method for Identifying DNA Mutation Using Microwell and Kit Therefor}A Method for Identifying DNA Mutation Using Microwell and Kit Therefor}

오래전부터 유전자의 확인으로 어떠한 생물 또는 질병인지를 알아내는 방법은 널리 사용되어 왔다(참조: Journal of Clinical Microbiology, 34(1):130-133(1996)). 이 경우, 생물의 종류나 질병에 따라서 여러가지 약물을 사용하여 이를 치료하게 되나, 질병이 미생물의 감염에 기인하고 돌연변이를 통하여 새로운 변종들이 생겨나게 되는 경우에는 기존의 약물로는 치료할 수 없게 된다.Long ago, methods for identifying which organisms or diseases by identification of genes have been widely used (Journal of Clinical Microbiology, 34 (1): 130-133 (1996)). In this case, various drugs are treated according to the type or disease of the organism, but when the disease is caused by the infection of the microorganism and new strains are generated through mutation, the existing drugs cannot be treated.

종래에 DNA의 염기서열내에 존재하는 염기의 치환, 삽입 및 결손 등의 돌연변이를 검색하는 방법으로는, 도트 블러팅(dot blotting) 방법, RFLP(restriction fragment-length polymorphism), SSCP(single-strand conformationalpolymorphism) 또는 DNA의 염기서열을 분석하는 염기분석법이 이용되고 있다:Conventionally, a method of searching for mutations such as substitution, insertion, and deletion of bases present in the DNA sequence includes dot blotting, restriction fragment-length polymorphism (RFLP), and single-strand conformational polymorphism (SSCP). Or nucleotide analysis of DNA sequences is used:

첫째, 도트 블러팅 방법은 써던(Southern)의 원리인 일정온도 이상에서는 한 개의 염기서열이 달라도 서로 결합하지 않는 성질을 이용하여, DNA를 막에 붙여 놓고 확인하고자 하는 일정크기의 염기서열로 이루어진 올리고뉴클레오타이드에 방사능, 형광물질, 발색반응에 이용되는 효소를 결합시켜, 그 신호의 유무로 돌연변이가 있는지를 확인하는 방법이다(참조: British Journal of Dermatology, 131(1):72-77(1994)). 또한, 올리고뉴클레오타이드를 막에 결합시키고 DNA를 증폭시켜서 이것들의 결합유무로 확인하기도 한다.First, the dot blotting method consists of oligonucleotides of a certain size that are intended to be placed on a membrane to check DNA by using properties that do not bind to each other even if one nucleotide sequence is different over a certain temperature, which is Southern principle. It is a method of binding a nucleotide to an enzyme used for radioactivity, fluorescent material, and a color development reaction to check whether there is a mutation or not (see British Journal of Dermatology, 131 (1): 72-77 (1994)). . In addition, oligonucleotides may be bound to the membrane and DNA amplified to confirm their binding.

둘째, RFLP방법은 제한효소들이 특정한 염기서열만을 절단할 수 있는 성질을 이용하는데, PCR을 통해 증폭시킨 DNA 염기서열을 제한효소로 처리하였을 때, 이 제한효소의 절단부위에 돌연변이가 존재한다면 이 서열은 절단되지 않을 것이다. 따라서, 정상적인 DNA 염기서열과 제한효소 절단부위에 돌연변이를 수반하는 DNA 염기서열을 동일한 제한효소로 절단하면 정상 서열은 절단되나, 돌연변이를 가지는 염기서열은 절단되지 않는다. 상기와 같이 제한효소를 처리한 뒤, 같은 겔에서 전기영동시키면 정상적인 DNA와 돌연변이를 가진 DNA의 전기영동 밴드의 숫자가 다르게 나오게 되어, 겔상태에서의 DNA 전기영동 형태를 비교하여 확인하는 방법이다(참조: Molecular Cell Biology, 1995:279-281).Second, the RFLP method uses restriction properties that restriction enzymes can only cleave a specific sequence. When a DNA sequence amplified by PCR is processed with a restriction enzyme, if a mutation exists in the restriction region of the restriction enzyme, this sequence is used. Will not be cut. Therefore, if a DNA sequence carrying a mutation in a normal DNA sequence and a restriction enzyme cleavage site is cut with the same restriction enzyme, the normal sequence is cleaved, but the nucleotide sequence having the mutation is not cleaved. After treating the restriction enzyme as described above, electrophoresis on the same gel results in a different number of electrophoretic bands of normal DNA and mutant DNA, which is a method of confirming by comparing DNA electrophoresis patterns in a gel state ( See Molecular Cell Biology, 1995: 279-281.

셋째, SSCP 방법은 DNA를 구성하는 염기들(A,T,C,G)이 전기에 끌려가는 정도가 다름을 이용한다. 즉, 정상적인 서열과 돌연변이를 갖는 서열을 변성시켜 단일 가닥으로 만들어 다시 결합시킨 다음, 이를 전기영동하면, 한 개의 염기가 바뀌어있어도 확인이 가능한데, 이와 같이 전기영동시킨 겔 상태에서 나타나는 DNA의 양상을 정상적인 것과 비교하여 확인하는 방법이다(참조: Molecular Cell Biology, 1995:289).Third, the SSCP method takes advantage of the fact that the bases (A, T, C, G) constituting DNA are attracted to electricity. In other words, if the normal sequence and the sequence with mutations are denatured and made into single strands, then recombined, and then electrophoresed, it is possible to confirm even if one base is changed. This method is compared with that of Molecular Cell Biology (1995).

이외에 확인하고자 하는 DNA 염기서열을 겔이나 기계로 분석해서 염기의 서열이 정상적인 것과 비교하여 돌연변이의 유무를 밝히는 방법 등이 있다(참조: Molecular Cell Biology, 1995:245-248). 이러한 방법들은 방사능, 형광물질 또는 효소 등을 이용하는데, 방사능을 이용할 경우에는, 안정성의 문제와 폐기물들에 대한 처리에서 고비용이 요구되는 단점이 있으며, 방사능을 사용하지 않더라도 막을 이용하든지 아크릴아마이드(acrylamide) 겔 상에서 전기영동을 하기 때문에 조작의 어려움이 있다.In addition, there is a method of identifying the presence of mutations by analyzing the DNA base sequence to be confirmed by gel or machine compared with the normal sequence (Molecular Cell Biology, 1995: 245-248). These methods use radioactivity, fluorescent materials, or enzymes. When using radioactivity, there are disadvantages in terms of stability and high cost in the treatment of wastes. Even without using radioactivity, membranes or acrylamide are used. ) Difficulty in handling due to electrophoresis on gel.

한편, 항체를 사용하여 단백질을 검사하거나 DNA나 올리고뉴클레오타이드를 결합시켜 특정 유전자가 존재하는지를 확인할 때 사용되는 마이크로웰을 이용하여 특정 유전자가 존재하는지를 확인하는 방법을 응용하여 돌연변이의 유ㆍ무를 확인할 수 있다. 예를 들어, 시료(검체)를 마이크로웰에 붙여 놓고, 확인하고자 하는 부분을 정상적인 올리고뉴클레오타이드로 탐침(probe)을 만들어 확인하는 방법으로, PCR을 통해 증폭된 시료를 마이크로웰에 붙여 놓고, 바이오틴(biotin)이 붙어 있는 탐침을 하이브리다이제이션(hybridization) 기술을 응용하여 결합유무를 효소로 확인하는 방법이다(참조: Molecular Cell Probes, 6(1):79-85(1992)). 그러나, 이 방법은 환자에서 시료를 채취하여 마이크로웰이 부착하여 사용하기 때문에 검사기간이 많이 소요되고, 돌연변이의 유ㆍ무를 확인할 수 있으나, 이 경우 PCR로 증폭된 시료를 사용하는데 이 시료의 길이로 인해 DNA가 2차 구조를 가지게 되어 탐침과의 결합을 방해할 수도 있을 뿐만 아니라, DNA가 길면 길수록 웰에 결합하는 정도가 떨어진다(참조: Analytical Biochemistry, 1991; 138-142). 또한, 시료를 사용시 이중가닥을 떨어뜨린 후 웰에 결합시키는데, 실험 중 이들의 재결합이 쉽게 일어나므로 탐침과의 결합도가 떨어지게 되는 문제점이 있다.On the other hand, the presence or absence of mutations can be determined by applying a method of checking for the presence of a specific gene using a microwell, which is used to examine a protein using an antibody or to confirm the presence of a specific gene by binding DNA or oligonucleotides. . For example, by attaching a sample (sample) to the microwell, and making a probe by using a normal oligonucleotide to confirm the part to be confirmed, and attaching the sample amplified by PCR to the microwell, biotin ( Biotin) is a method of confirming the binding of enzymes by applying hybridization technology (Molecular Cell Probes, 6 (1): 79-85 (1992)). However, this method takes a lot of testing time because the microwell is attached to the patient and the sample is used. However, the presence or absence of mutation can be confirmed. In this case, the PCR amplified sample is used. Not only does the DNA have a secondary structure that can interfere with the probe, but the longer the DNA, the less likely it is to bind to the well (Analytical Biochemistry, 1991; 138-142). In addition, when using the sample to drop the double strands and then coupled to the well, there is a problem in that the recombination occurs easily during the experiment, so that the bond with the probe is reduced.

발명의 요약Summary of the Invention

이에, 본 발명자들은 마이크로웰을 사용하여 DNA의 돌연변이를 보다 저렴하고 안정하게 확인할 수 있는 기술을 개발하고자 예의 연구 노력한 결과, 마이크로웰 및 바이오틴과 결합하는 분해효소를 이용하여 DNA시료의 돌연변이를 저렴하고, 간단하며, 안정하게 판단할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors have diligently researched to develop a technology that can identify DNA mutations cheaply and stably using microwells. As a result, the present inventors have made inexpensive mutations in DNA samples using enzymes that bind microwells and biotin. The present invention was completed by confirming that it can be judged simply and stably.

결국, 본 발명의 주된 목적은 염기서열을 알고 있는 정상적인 DNA의 돌연변이를 PCR 증폭에 의해 마이크로웰을 이용하여 확인하는 방법을 제공하는데 있다.After all, the main object of the present invention is to provide a method for identifying a normal DNA mutation known in the base sequence using a microwell by PCR amplification.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법을 용이하게 실시할 수 있는 DNA 돌연변이 확인용 키트를 제공하는데 있다.Another object of the present invention to provide a kit for identifying a DNA mutation that can be easily carried out the method.

본 발명은 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법 및 키트에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 DNA에서 한 염기의 치환, 삽입, 결손 등의 돌연변이를 저렴하고, 간단하며, 안정하게 확인할 수 있는 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법 및 상기 방법에 사용되는 키트에 관한 것이다.The present invention relates to methods and kits for identifying DNA mutations using microwells. More specifically, the present invention relates to a method for identifying a DNA mutation using a microwell and a kit used in the method, wherein the mutation, such as substitution, insertion, and deletion of a base in DNA, can be confirmed inexpensively, simply, and stably. It is about.

도 1은 본 발명의 방법에 따라 DNA의 돌연변이를 확인한 결과를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the results of confirming the mutation of the DNA according to the method of the present invention.

본 발명의 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법은 바이오틴이 결합된 프라이머를 사용하고, 돌연변이를 확인하고자 하는 DNA의 부분을 PCR 방법으로 증폭시켜서 바이오틴이 결합된 염기서열을 수득하는 단계; 돌연변이를 확인하고자 하는 DNA부분의 정상적인 염기서열로 구성된 탐침을 작제하는 단계; 전기 단계에서 작제된 탐침을 마이크로웰의 아민기와 결합시키는 단계; 탐침이 결합된 마이크로웰에 전기 단계에서 수득한 PCR절편을 첨가하는 단계; 마이크로웰에 스트렙타비딘-분해효소를 첨가하여 탐침의 바이오틴과 결합시키는 단계; 및, 마이크로웰에 첨가된 분해효소와 반응하는 기질을 첨가하고, 효소반응에 의해 나타나는 색상변화 또는 흡광도를 측정하는 단계를 포함한다.Identification method of DNA mutation using the microwell of the present invention comprises the steps of using a primer combined with biotin, and amplifying a portion of the DNA to identify the mutation by PCR method to obtain a biotin-bound base sequence; Constructing a probe consisting of a normal sequence of a DNA portion to be identified for mutation; Coupling the probe constructed in the previous step to an amine group in the microwell; Adding the PCR fragment obtained in the previous step to the probe-coupled microwell; Adding streptavidin-degrading enzyme to the microwell to bind the biotin of the probe; And adding a substrate that reacts with the degrading enzyme added to the microwell, and measuring color change or absorbance exhibited by the enzymatic reaction.

또한, 본 발명의 DNA 돌연변이 확인용 키트는 아민기가 내면에 부착된 마이크로웰, 탐침을 붙일 때 사용되는 EDC 용액, pH가 7.0인 1-메틸이미다졸 용액, 결합하지 않은 탐침을 제거할 때 사용되는 0.4M NaOH/0.25% Tween-20 용액, 블록킹(blocking)시 마이크로웰에 처리되는 dH2O, 20XSSPE/0.0167% Triton X-100, 및 Salmon sperm DNA(10㎎/㎖)로 구성된 용액, DNA 증폭시료와 마이크로웰에 붙어있는 탐침과 결합시킨 후 결합되지 않은 DNA 증폭시료를 세척할 때 사용되는 0.5x SSC, 0.1% Tween-20 용액, 바이오틴과 결합하는 스트렙타비딘-분해효소, 바이오틴과 스트렙타비딘의 결합시 사용되는 150mM NaCl, 100mM Tris-HCl(pH 7.5)용액, 스트렙타비딘을 세척하기 위한 150mM NaCl/0.1% Tween-20, 100mM Tris-HCl(pH 7.5)용액 및 스트렙타비딘-분해효소와 반응하는 기질로 구성된다.In addition, the kit for identifying DNA mutations of the present invention is used to remove microwells having an amine group attached to the inner surface, an EDC solution used when attaching a probe, a 1-methylimidazole solution having a pH of 7.0, and an unbound probe. 0.4M NaOH / 0.25% Tween-20 solution, dH 2 O treated in microwells at blocking, solution consisting of 20XSSPE / 0.0167% Triton X-100, and Salmon sperm DNA (10 mg / mL), DNA 0.5x SSC, 0.1% Tween-20 solution, streptavidin-degrading enzyme that binds to biotin, biotin and strep, used for washing unbound DNA amplification sample after binding to amplification sample and probe attached to microwell 150 mM NaCl, 100 mM Tris-HCl (pH 7.5) solution used for binding of tavidin, 150 mM NaCl / 0.1% Tween-20, 100 mM Tris-HCl (pH 7.5) solution and streptavidin- for washing streptavidin It consists of a substrate that reacts with a degrading enzyme.

이하에서는, 본 발명의 DNA 돌연변이 확인방법을 단계별로 나누어 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the DNA mutation identification method of the present invention will be described in more detail by dividing step by step.

본 명세서에서, '돌연변이'라 함은 하나 또는 그 이상의 염기서열이 바뀌는 치환, 기존에 있던 하나 또는 그 이상의 염기서열이 없어지는 결손, 기존에 없는 하나 또는 그 이상의 염기서열이 생기는 삽입 등을 의미한다.As used herein, the term “mutation” means a substitution in which one or more nucleotide sequences are changed, a deletion in which one or more nucleotide sequences are lost, or an insertion in which one or more nucleotide sequences are not present. .

돌연변이의 형태 중 하나 또는 그 이상의 염기서열의 변화에 의해 야기되는 돌연변이는 미생물 등에서 흔히 일어나는 돌연변이이다. 예를 들어, 결핵균 중에서 일정한 위치에 한 염기서열 변화가 있으면, 리팜피신에 저항성을 갖는 것으로 알려졌는 바(참조: Lancet 341:647-650(1993)), 돌연변이의 유ㆍ무 뿐만 아니라 어떠한 염기서열이 돌연변이가 발생되었는지를 확인할 수 있다면, 환자의 치료에 매우 유용할 것이다.Mutations caused by changes in one or more sequences in the form of mutations are mutations that occur commonly in microorganisms. For example, if a nucleotide sequence change at a certain position in Mycobacterium tuberculosis is known to be resistant to rifampicin (see Lancet 341: 647-650 (1993)), the presence or absence of a mutation, as well as any nucleotide sequence mutation It would be very useful for the treatment of the patient if it could be confirmed whether

본 발명에 따른 돌연변이의 확인방법은 돌연변이의 유ㆍ무 뿐만 아니라, 어떠한 염기서열이 어떻게 치환, 삽입 또는 결손되었는지를 용이하게 확인할 수 있는바, 하기와 같이 증폭된 시료를 준비하고, 탐침(probe)을 제조하고, 상기 탐침을 마이크로웰에 부착한 다음, 시료와 탐침을 결합시켜 확인하는 단계를 포함한다.In the method for identifying a mutation according to the present invention, as well as whether or not there is a mutation, it is easy to check how any nucleotide sequence is substituted, inserted or deleted, and thus prepares an amplified sample as described below. Preparing a sample, attaching the probe to the microwell, and then combining the probe with the sample to confirm the probe.

제 1단계:시료의 증폭 Step 1: Amplify the Sample

바이오틴이 결합된 프라이머를 사용하고, 돌연변이를 확인하고자 하는 DNA의 부분을 PCR 방법으로 증폭시켜서 바이오틴이 결합된 염기서열을 수득한다: 이때, 프라이머에 바이오틴(biotin)을 결합시켜 PCR을 수행하므로, PCR 방법으로 증폭을 할 경우 증폭되는 부분 중 바이오틴이 붙어 있는 염기서열과 바이오틴이 붙어 있지 않은 염기서열이 상보적으로 존재한다.Using a primer bound to the biotin, and amplifying the portion of the DNA to be identified by the PCR method to obtain a biotin bound sequence: PCR is performed by binding the biotin to the primer, PCR When amplified by the method, there are complementary sequences in which the biotin is attached and the sequences in which the biotin is not attached.

제 2단계:탐침의 작제 Step 2: construct the probe

돌연변이를 확인하고자 하는 DNA부분의 정상적인 염기서열로 구성된 탐침을 작제한다: 이때, 작제된 탐침은 10개 이상의 DNA염기서열로 구성되며, 마이크로웰의 아민기와 결합할 수 있도록 염기서열의 5'쪽 말단은 포스페이트(phosphate)를 포함한다.Construct a probe consisting of the normal nucleotide sequence of the DNA region to be identified for mutation: the constructed probe consists of 10 or more DNA base sequences, the 5 'end of the nucleotide sequence capable of binding to the amine groups of the microwells. Includes phosphate.

제 3단계:탐침의 부착 Step 3: Attach the Probe

전기 단계에서 작제된 탐침을 마이크로웰의 아민기와 결합시킨다: 이때, 작제된 탐침은 염기서열 내에서 자연적으로 결합이 발생할 수 있으므로, 먼저 작제된 탐침을 단일사슬로 만들기 위하여, 탐침을 90 내지 100℃, 가장 바람직하게는 94℃에서, 5 내지 15분, 가장 바람직하게는 10분간 가열한 후 곧바로 얼음에 넣어 냉각시킨다. 단일사슬 탐침에 올리고뉴클레오타이드의 포스페이드와 마이크로웰의 아민기의 반응에 촉매역할을 하는 냉각된 pH 7.0, 10mM 1-메틸이미다졸(1-methylimidazole)용액과 냉각된 pH 7.0, 10mM 1-에틸-3-(3-디메틸 아미노프로필)-카보디이미드(1-ethyl-3-(3-dimethylamino propyl)-carbodiimide, EDC)용액 첨가하고, 이를 내면에 아민기(-NH2)를 갖는 마이크로웰에 넣은 후, 증발되지 않게 테이프 등으로 처리하여, 40 내지 60℃, 가장 바람직하게는 50℃에서, 5 내지 9시간, 가장 바람직하게는 7시간 동안 방치하면, 탐침이 마이크로웰의 아민기와 부착된다. 탐침이 부착된 마이크로웰을 0.4M NaOH/0.25% Tween-20으로 실내온도에서 세척하고, 증류수로 각 웰을 다시 세척한다.The probe constructed in the previous step is combined with the amine group of the microwell: the constructed probe may naturally bond within the sequence, so that the probe is first constructed from 90 to 100 ° C. in order to single-chain the constructed probe. , Most preferably at 94 ° C., for 5 to 15 minutes, most preferably for 10 minutes, then immediately put on ice to cool. Cooled pH 7.0, 10 mM 1-methylimidazole solution and cooled pH 7.0, 10 mM 1-ethyl, which catalyze the reaction of phosphides of oligonucleotides with amine groups in microwells in a single chain probe 3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide (1-ethyl-3- (3-dimethylamino propyl) -carbodiimide, EDC) solution was added, and this was a microwell having an amine group (-NH 2 ) inside After being placed in a tube, it is treated with a tape or the like so as not to evaporate, and left at 40 to 60 ° C., most preferably at 50 ° C. for 5 to 9 hours, most preferably 7 hours, and the probe adheres to the amine group of the microwell. . Probe-attached microwells are washed at room temperature with 0.4M NaOH / 0.25% Tween-20 and each well is washed again with distilled water.

제 4단계:마이크로웰에 시료의 첨가 Step 4: Add the Sample to the Microwell

탐침이 결합된 마이크로웰에 전기 단계에서 수득한 PCR절편을 첨가한다: 먼저, dH2O, 20XSSPE/0.0167% Triton X-100, 및 Salmon sperm DNA(10㎎/㎖)로 구성된 용액으로 웰의 내부를 10 내지 20분, 가장 바람직하게는 15분간, 40 내지 60℃, 가장 바람직하게는 50℃에서 방치하여, 탐침과 결합하지 않은 웰의 아민기와 바이오틴이 결합된 시료간의 결합을 방지한다. 1단계에서 수득한 바이오틴이 결합된 이중사슬의 DNA시료를 탐침과 결합할 수 있도록 단일사슬로 만들기 위하여, 바이오틴이 결합된 시료를 90 내지 98℃, 가장 바람직하게는 94℃에서, 5내지 15분, 가장 바람직하게는 10분간 가열하고 곧바로 얼음에 넣어 둔다. 이어, 단일사슬의 DNA시료에 dH2O, 20XSSPE/0.0167% Triton X-100 및 Salmon sperm DNA(10㎎/㎖)로 구성된 용액을 첨가하여 혼합한 다음, 혼합용액을 마이크로웰에 첨가하고, 50 내지 70℃, 가장 바람직하게는 60℃에서, 5 내지 15시간, 가장 바람직하게는 10시간 동안 반응시킨다. 반응 후 시료를 제거하고, 마이크로웰을 0.5x SSC, 0.1% Tween-20로 세척한다. 돌연변이된 시료를 첨가하였다면, 마이크로웰의 탐침에 대한 시료의 친화도가 낮아질 것이나, 돌연변이가 일어나지 않은 시료라면, 마이크로웰의 탐침에 대한 시료의 친화도가 높은 수준으로 유지될 것이다. 따라서, 바이오틴은 마이크로웰에 결합되며, 돌연변이가 일어난 시료와 일어나지 않은 시료의 차이는 마이크로웰에 결합된 바이오틴의 밀도의 측면에서 측정될 수 있을 것이다.The PCR fragment obtained in the previous step is added to the microwell to which the probe is bound: first, inside the well with a solution consisting of dH 2 O, 20XSSPE / 0.0167% Triton X-100, and Salmon sperm DNA (10 mg / ml). 10 to 20 minutes, most preferably 15 minutes, at 40 to 60 ℃, most preferably 50 ℃ to prevent binding between the amine group and the biotin-bound sample of the well that does not bind to the probe. In order to make the double-chain DNA sample of the biotin-bound sample obtained in step 1 into a single chain so as to bind the probe, the biotin-coupled sample was 90 to 98 ° C, most preferably at 94 ° C for 5 to 15 minutes. Most preferably for 10 minutes and immediately put on ice. Subsequently, a single chain DNA sample was mixed by adding a solution consisting of dH 2 O, 20XSSPE / 0.0167% Triton X-100, and Salmon sperm DNA (10 mg / ml), and then the mixed solution was added to the microwell. At 70 ° C., most preferably 60 ° C., for 5-15 hours, most preferably 10 hours. Samples are removed after the reaction and the microwells are washed with 0.5 × SSC, 0.1% Tween-20. If a mutated sample is added, the affinity of the sample for the microwell probe will be low, but if the sample is not mutated, the affinity of the sample for the microwell probe will be maintained at a high level. Thus, the biotin is bound to the microwells, and the difference between the mutated and non-mutated samples may be measured in terms of the density of the biotin bound to the microwells.

제 5단계:분해효소의 첨가 Step 5: Add Degrading Enzymes

마이크로웰에 스트렙타비딘-분해효소를 첨가하여 탐침의 바이오틴과 결합시킨다: 돌연변이가 일어난 시료와 일어나지 않은 시료의 차이를 마이크로웰에 결합된 바이오틴의 밀도의 측면에서 측정하기 위하여 바이오틴에 분해효소를 결합시킨다. 사용되는 분해효소는 기질을 분해하여 발색반응 또는 흡광도를 측정할 수 있게 하는 효소를 사용할 수 있다. 예를 들어, 스트렙타비딘-알칼린 포스파타제(streptavidin-alkaline phosphatase)를 사용할 수 있으며, 이 효소를 사용할 경우 먼저, 마이크로웰을 150mM NaCl, 0.1% Tween-20, 100mM Tris-HCl(pH 7.5)용액으로 세척한 다음, 150mM NaCl, 100mM Tris-HCl(pH 7.5)용액으로 희석된 스트렙타비딘-알칼린포스파타제를 마이크로웰에 넣고, 약 35 내지 45℃, 가장 바람직하게는 40℃에서, 30 내지 90분, 가장 바람직하게는 60분동안 방치시킨다. 이어, 반응용액을 제거하고 마이크로웰에 150mM NaCl, 0.1% Tween-20, 100mM Tris-HCl(pH 7.5)용액을 첨가한 다음, 50 내지 70℃, 가장 바람직하게는 60℃에서, 5 내지 15분, 바람직하게는 10분간 방치한 후, 세척한다.Add the streptavidin-degrading enzyme to the microwells to bind the biotin of the probe: bind the enzyme to the biotin to measure the difference in density of the biotin bound to the microwells in order to measure the difference between the mutated and non-mutated samples. Let's do it. The degrading enzyme used may be an enzyme that can decompose the substrate and measure the color reaction or absorbance. For example, streptavidin-alkaline phosphatase can be used, which, if used with enzymes, first uses the microwells in 150 mM NaCl, 0.1% Tween-20, 100 mM Tris-HCl (pH 7.5) solution. And then streptavidin-alkalinephosphatase diluted with 150 mM NaCl, 100 mM Tris-HCl (pH 7.5) solution into a microwell, at about 35-45 ° C., most preferably at 40 ° C., 30-90 ° C. Minutes, most preferably 60 minutes. Then, the reaction solution was removed and 150 mM NaCl, 0.1% Tween-20, 100 mM Tris-HCl (pH 7.5) solution was added to the microwell, and then 50 to 70 ° C, most preferably at 60 ° C for 5 to 15 minutes. Preferably, it is left for 10 minutes and then washed.

제 6단계:효소반응의 확인 Step 6: Confirm the Enzyme Reaction

마이크로웰에 첨가된 스트렙타비딘-분해효소와 반응하는 기질을 첨가하고, 효소반응에 의해 나타나는 색상변화 또는 흡광도를 측정한다: 기질은 효소-기질반응으로 분해될 경우, 색상변화 또는 흡광도를 나타내는 합성된 펩타이드성 기질이 바람직하다. 예를 들어, 분해효소로서 스트렙타비딘-알칼린포스파타제를 사용할 경우, 이에 반응하는 기질로서 100㎕의 pNPP(p-nitrophenyl phosphate)를 마이크로웰에 넣고, 60 내지 120분, 가장 바람직하게는 90분 동안 실온에서 방치시킨 다음,1M NaOH를 첨가하여 반응을 중지시킨 후, 405nm에서 흡광도를 측정한다. 흡광도를 측정하는 장비는 통상의 분광광도계를 사용할 수 있으나, 마이크로웰에 담겨진 효소-기질 반응 용액을 용이하게 측정하기 위하여, ELISA 리더(reader)를 사용하여 측정함이 바람직하다.Add a substrate reacting with streptavidin-degrading enzyme added to the microwell, and measure the color change or absorbance exhibited by the enzymatic reaction: the substrate exhibits a color change or absorbance when degraded by the enzyme-substrate reaction. Preferred peptide substrates are preferred. For example, when using streptavidin-alkaline phosphatase as a degrading enzyme, 100 μl of p-nitrophenyl phosphate (pNPP) is added to the microwell as a substrate to react thereto, and 60 to 120 minutes, most preferably 90 minutes. The reaction was stopped by addition of 1M NaOH and the absorbance was measured at 405 nm. Equipment for measuring the absorbance may use a conventional spectrophotometer, but in order to easily measure the enzyme-substrate reaction solution contained in the microwell, it is preferable to measure using an ELISA reader.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 방법을 위한 다음의 성분을 포함하는 키트를 제공한다: 아민기가 내면에 부착된 마이크로웰; 올리고뉴클레오타이드를 붙일 때 사용되는 pH 7.0, 10mM EDC용액 및 pH 7.0, 10mM 1-메틸이미다졸(1-methylimidazole)용액; 결합하지 않은 올리고뉴클레오타이드를 제거할 때 사용되는 0.4M NaOH/0.25% Tween-20 용액; 블럭킹시 마이크로웰에 처리되거나 또는 찾는 DNA 증폭시료와 마이크로웰에 붙어 있는 올리고뉴클레오타이드와 결합시킬 때 사용되는 dH2O, 20XSSP/0.0167% Triton X-100, 및 Salmon sperm DNA(10㎎/㎖)로 구성된 용액; 찾는 DNA증폭시료와 마이크로웰에 붙어 있는 올리고뉴클레오타이드와 결합시킨 후 결합되지 않은 올리고뉴클레오타이드를 세척할 때 사용되는 0.5x SSC, 0.1% Tween-20 용액; 바이오틴과 결합하는 스트렙타비딘-분해효소; 바이오틴과 스트렙타비딘의 결합시 사용되는 150mM NaCl, 100mM Tris-HCl(pH 7.5)용액; 스트렙타비딘을 세척하기 위한 150mM NaCl/0.1% Tween-20, 100mM Tris-HCl(pH 7.5)용액; 및, 스트렙타비딘-분해효소와 반응하는 기질.According to the present invention, there is also provided a kit comprising the following components for the method: a microwell having an amine group attached to its inner surface; PH 7.0, 10 mM EDC solution and pH 7.0, 10 mM 1-methylimidazole solution used to attach oligonucleotides; 0.4M NaOH / 0.25% Tween-20 solution used to remove unbound oligonucleotides; With dH 2 O, 20XSSP / 0.0167% Triton X-100, and Salmon sperm DNA (10 mg / mL) used to bind to the DNA amplification sample to be processed or blocked at the time of blocking and oligonucleotides attached to the microwell. Composed solution; 0.5 × SSC, 0.1% Tween-20 solution, used to wash unbound oligonucleotides after binding to the DNA amplification sample and oligonucleotides attached to the microwells; Streptavidin-degrading enzyme that binds to biotin; 150 mM NaCl, 100 mM Tris-HCl (pH 7.5) solution used for binding biotin to streptavidin; 150 mM NaCl / 0.1% Tween-20, 100 mM Tris-HCl, pH 7.5 solution for washing streptavidin; And a substrate that reacts with streptavidin-degrading enzyme.

본 발명에 의하면, 돌연변이가 일어난 시료와 일어나지 않은 시료의 차이는 마이크로웰에 결합된 바이오틴의 밀도의 측면에서 측정될 수 있으며, 이를 위해 바이오틴에 분해효소를 결합시킨 후, 분해효소에 반응하는 기질을 첨가하여 효소의 활성도를 측정함으로써, 간접적으로 시료의 돌연변이 여부는 물론 돌연변이의 종류를 확인할 수 있다. 따라서, 어떠한 DNA 돌연변이 확인실험에서도, 확인할 DNA부분의 정상적인 염기서열로 구성된 탐침을 제작하고, 전기 DNA의 일정부위를 증폭시킬 수 있는 경우, 어떠한 종래의 방법보다도 저렴하고, 간단하며, 안정하게 DNA의 돌연변이를 확인할 수 있다.According to the present invention, the difference between the mutated sample and the non-mutated sample can be measured in terms of the density of biotin bound to the microwell. For this purpose, after binding the enzyme to biotin, the substrate reacts to the enzyme. By measuring the activity of the enzyme by adding, it is possible to indirectly confirm the type of mutation as well as whether the sample is mutated. Therefore, in any DNA mutation identification experiment, if a probe consisting of the normal nucleotide sequence of the DNA portion to be confirmed and a certain portion of the electric DNA can be amplified, it is cheaper, simpler and more stable than any conventional method. Mutations can be identified.

즉, 본 발명의 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법은 사용하던 종래의 방법과 비교하면, 다음과 같은 장점이 있다:That is, the method of identifying DNA mutations using the microwell of the present invention has the following advantages as compared to the conventional methods used:

1. 종래의 방법에서 마이크로웰에 넣어 주어야 하는 올리고뉴클레오타이드의 양보다 훨씬 적게 넣어도 같은 효과를 볼 수 있으므로 비용면에서 우수하다. 종래에 사용된 방법들은 같은 실험일 때 600ng/well 정도 넣어 주나(참조: Molecular and Celluar Probes, 12:407-416(1998)), 본 발명에서는 100ng/well을 넣는데도, 이를 서로 비교하면 비슷한 결과(흡광도)를 얻는다.1. In the conventional method, the cost is excellent because the same effect can be obtained even if the amount is much smaller than the amount of oligonucleotide to be added to the microwell. Conventionally used methods put about 600ng / well in the same experiment (see Molecular and Celluar Probes, 12: 407-416 (1998)), but in the present invention, even if put 100ng / well, similar results compared to each other (Absorbance) is obtained.

2. 지금까지 사용되는 올리고뉴클레오타이드를 부착할 수 있게 처리된 마이크로웰을 본 발명에서는 올리고뉴클레오타이드를 붙여서 마이크로웰을 제조함으로써, 올리고뉴클레오타이드와 마이크로웰에서 모두 비용을 줄일 수 있다.2. In the present invention, microwells prepared by attaching oligonucleotides to which oligonucleotides have been attached can be prepared by attaching oligonucleotides to reduce costs in both oligonucleotides and microwells.

3. 아민기를 갖고 있는 종래의 마이크로웰에 올리고뉴클레오타이드를 붙여서돌연변이를 확인할 때, 음성대조구(negative control)의 높은 흡광도 값이 문제가 되는데, 본 발명에서 사용하는 마이크로웰을 사용하면 음성 대조구의 흡광도 값을 현저하게 떨어뜨릴 수 있다.3. When confirming the mutation by attaching oligonucleotides to a conventional microwell having an amine group, the high absorbance value of the negative control is a problem, using the microwell used in the present invention, the absorbance value of the negative control Can drop significantly.

4. 종래의 마이크로웰에 시료를 붙여 사용하는 돌연변이 검색법에서 문제가 되는 DNA길이로 인한 2차 구조, 낮은 결합도 및 시료간의 상보적인 결합을 본 발명에서는 탐침을 사용하여 해결하였다.4. In the present invention, the secondary structure, low binding degree, and complementary binding between samples were solved by using a probe in the present invention.

5. 종래의 방법들은 전술한 바와 같이, 막이나 젤을 사용함으로써 그 취급이 매우 어려울 뿐만 아니라, 여러 단계의 복잡한 과정을 거치게 되므로 다량의 시료를 확인하는데 어려움이 따르는 반면, 본 발명의 방법은 오직 하나의 웰에서 모든 절차가 이루어지므로, 간단하게 실험을 행할 수 있다.5. Conventional methods, as described above, are very difficult to handle by using membranes or gels, and are difficult to identify a large amount of samples because they undergo a complex process of several steps, whereas the method of the present invention only Since all procedures are done in one well, the experiment can be performed simply.

6. 종래의 방법이 채취시료와 실험자 등의 변수를 가지므로 매회 일괄적인 조건으로 실험하는 것이 불가능한 반면, 본 발명에 따라 제조한 키트는 동일한 조건을 가질 뿐만 아니라, 장기보관이 가능하므로 동시에 대량의 시료에 대하여 돌연변이를 검출할 수 있다. 특히, 기계를 사용할 경우 인간이 가지는 실험적 오차도 가지지 않기 때문에, 실험적 통계나 시료들의 유형 등을 통계화할 수 있다.6. Since the conventional method has variables such as sample and experimenter, it is impossible to experiment in a batch condition every time, while the kit prepared according to the present invention not only has the same condition but also can be stored for a long time, so Mutations can be detected for the sample. In particular, since there is no experimental error in humans when using a machine, it is possible to quantify experimental statistics or types of samples.

7. 본 발명의 방법은 눈으로도 결과를 쉽게 확인할 수 있다. 즉, 실험의 결과 단순한 색깔변화로도 육안으로 식별이 가능하므로, 실험자에게 신뢰성을 줄 수 있다.7. The method of the present invention can easily confirm the result by eye. That is, as a result of the experiment, even a simple color change can be identified with the naked eye, thereby giving the experimenter reliability.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위가 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자들에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예 1: 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인 Example 1 Identification of DNA Mutations Using Microwells

본 발명의 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법은 확인하려는 DNA부분의 정상적인 염기서열을 갖는 탐침을 마이크로웰에 결합시키고, 탐침과 이와 상보적으로 결합하는 환자의 DNA 시료의 결합정도를 측정하여 환자의 DNA의 돌연변이 여부를 확인하는 방법이다. 이러한 본 발명이 효과적임을 증명하기 위하여, 결핵균인 BCG의 DNA에서 유일하게 존재한다고 알려진 다이렉트 서열을 포함하는(direct sequenced) DNA부분을 대상으로 하여, 한 환자의 DNA시료를 정상적인 염기서열을 갖는 탐침, 다이렉트 서열의 한 곳에 각기 다른 돌연변이가 일어난 염기서열을 갖는 여러 종류의 탐침 및 음성대조구로서 다이렉트 서열과 관련성이 없는 탐침에 결합시켜서 각각의 결합정도를 측정하였다.In the method of identifying DNA mutations using the microwell of the present invention, a probe having a normal nucleotide sequence of a DNA portion to be identified is coupled to a microwell, and the degree of binding between the probe and the DNA sample of the patient that complements the probe is measured. How to check for DNA mutations. In order to prove that the present invention is effective, a DNA sample of a patient having a normal base sequence is used for a direct sequenced DNA portion which is known to exist uniquely in the DNA of Mycobacterium tuberculosis BCG. The degree of binding was determined by binding to probes unrelated to the direct sequence as probes and negative controls of various types having base sequences with different mutations in one position of the direct sequence.

실시예 1-1: 정상적인 염기서열을 갖는 탐침의 이용 Example 1-1 : Use of a Probe Having a Normal Sequence

먼저, 바이오틴이 결합된 5'-GGTTTTGGGTCTGACGAC-3'(서열번호 1)의 염기서열을 갖는 프라이머 a, 5'-CCGACAGGGGACGGAAAC-3'(서열번호 2)의 염기서열을 갖는 프라이머 b 를 제작하였다(바이오니아㈜, Korea). 그런 다음, BCG의 다이렉트 서열을 포함하는 DNA용액 200ng/㎕, 프라이머 a(100pmol/㎕) 0.5㎕, 프라이머 b(100pmol/㎕) 0.5㎕, dNTP(25mM) 0.4㎕, 10x Taq 완충용액(buffer), MgCl2(25mM) 3㎕, Taq(5unit/㎕, Promega) 0.2㎕, 증류수 40.4㎕의 조성으로 94℃ 1분, 55℃ 1분 30초, 72℃ 1분 30초를 30번 반복해서 PCR을 수행하였다.First, a primer b having a nucleotide sequence of 5'-GGTTTTGGGTCTGACGAC-3 '(SEQ ID NO: 1) having a biotin was prepared, and a primer b having a nucleotide sequence of 5'-CCGACAGGGGACGGAAAC-3' (SEQ ID NO: 2) was produced. , Korea). Then, 200 ng / μl of DNA solution containing the direct sequence of BCG, 0.5 μl of primer a (100 pmol / μl), 0.5 μl of primer b (100 pmol / μl), 0.4 μl of dNTP (25 mM), 10 × Taq buffer PCR was repeated for 30 minutes at 94 ° C for 1 minute, 55 ° C for 1 minute 30 seconds, and 72 ° C for 1 minute 30 seconds in a composition of 3 μl of MgCl 2 (25 mM), 0.2 μl of Taq (5 unit / μl, Promega), and 40.4 μl of distilled water. Was performed.

다음으로, 정상적인 DNA염기서열을 갖는 5'-TTGACCTCGCCAGGAGAGAAGATCA-3'(서열번호 3)의 염기서열을 갖는 탐침 #1과 5'-TCCGTACGCTCGAAACGCTTCCAAC-3'(서열번호 4)의 염기서열을 갖는 탐침 #2를 제작하고(바이오니아㈜, Korea), 각 탐침을 웰당 10pmol씩 들어가도록 분주한 다음, 94℃로 10분간 가열하였다. 이어, 빙냉하에서 10분 동안 식힌 후, 원심분리기로 응축시키고, 응축된 시료에 각각 pH 7.0, 10mM이 되도록 EDC와 1-메틸이미다졸을 첨가하였다. 이를 얼음 위에 올려 놓은 마이크로웰(Nunc, U.S.A.)에 100㎕씩 분주하고, 50℃에서 7시간 동안 방치한 다음, 결합하지 않은 PCR절편을 제거하기 위해 비어 있는 각 웰에 dH2O 138㎕, 20XSSPE/0.0167% Triton X-100, 및 Salmon sperm DNA(10㎎/㎖) 2㎕로 이루어진 용액을 분주하고, 50℃에서 20분간 방치하였다.Next, probe # 1 having a base sequence of 5'-TTGACCTCGCCAGGAGAGAAGATCA-3 '(SEQ ID NO: 3) having a normal DNA base sequence and probe # 2 having a base sequence of 5'-TCCGTACGCTCGAAACGCTTCCAAC-3' (SEQ ID NO: 4). (Bionia, Korea), each probe was dispensed to enter 10 pmol per well, and then heated to 94 ° C for 10 minutes. Then, after cooling for 10 minutes under ice-cooling, it was condensed with a centrifuge, and EDC and 1-methylimidazole were added to the condensed sample to pH 7.0 and 10 mM, respectively. Dispense 100 μl into microwells (Nunc, USA) on ice, leave for 7 hours at 50 ° C, and then add 138 μl dH 2 O, 20XSSPE to each empty well to remove unbound PCR fragments. A solution consisting of /0.0167% Triton X-100, and 2 mu l of Salmon sperm DNA (10 mg / ml) was aliquoted and left at 50 ° C for 20 minutes.

분주된 용액을 제거하고, 각 웰당 dH2O 68㎕, 20XSSPE/0.0167% Triton X-100 30㎕, Salmon sperm DNA(10㎎/㎖) 1㎕, 및 PCR로 증폭된 DNA 시료 1㎕의 혼합물을분주한 다음, 60℃에서 약 10시간동안 방치하였다. 분주된 혼합물을 제거하고, 0.5x SSC, 0.1% Tween-20 200㎕으로 3번 세척한 다음, 15분간 같은 용액을 넣고 60℃에 방치하였다. 같은 용액으로 3번 세척한 다음, 100mM Tris-HCl(pH7.5), 150mM NaCl 용액으로 스트렙타비딘-알칼린 포스파타제를 150mM NaCl, 100mM Tris-HCl(pH 7.5)용액으로 3000배 희석한 것을 각 웰에 100㎕씩 분주한 후, 40℃에서 1시간동안 방치하였다.The aliquots were removed and a mixture of 68 μl of dH 2 O, 30 μl of 20 × SSPE / 0.0167% Triton X-100, 1 μl of Salmon sperm DNA (10 mg / ml) and 1 μl of DNA sample amplified by PCR was added to each well. After dispensing, the mixture was left at 60 DEG C for about 10 hours. The aliquot was removed, washed three times with 200 × of 0.5 × SSC, 0.1% Tween-20, and the same solution was added for 15 minutes and left at 60 ° C. Washed three times with the same solution, and then diluted 3000-fold with streptavidin-alkaline phosphatase with 100 mM Tris-HCl (pH 7.5) and 150 mM NaCl solution with 150 mM NaCl, 100 mM Tris-HCl (pH 7.5) solution. 100 μl was dispensed into the wells, and then left at 40 ° C. for 1 hour.

다음으로, 150mM NaCl/0.1% Tween-20, 100mM Tris-HCl(pH 7.5)용액으로 웰을 3번 세척한 다음, 5분씩 3번을 동일한 용액으로 60℃에 처리하고, 세척하였다. 각 웰에 100㎕씩의 pNPP(N7653, sigma, U.S.A.)를 넣고 90분 반응시킨 후, 405nM에서 흡광도를 측정하였다(참조: 도 1).Next, the wells were washed three times with 150 mM NaCl / 0.1% Tween-20, 100 mM Tris-HCl (pH 7.5) solution, and then treated three times for 5 minutes at 60 ° C. with the same solution. 100 μl of pNPP (N7653, sigma, U.S.A.) was added to each well and reacted for 90 minutes, and the absorbance was measured at 405 nM (see FIG. 1).

실시예 1-2: 치환된 염기서열을 갖는 탐침의 이용 Example 1-2 : Use of Probes with Substituted Sequences

치환 돌연변이의 확인을 위하여, 탐침 #1과 탐침 #2 대신에 탐침 #1의 14번째 염기인 G를 A로 치환하여 5'-TTGACCTCGCCAGAAGAGAAGATCA-3'(서열번호 5)의 염기서열을 갖는 탐침 #11과 탐침 #2의 14번째 염기인 A를 G로 치환하여 5'-TCCGTACGCTCGAGACGCTTCCAAC-3'(서열번호 6)의 염기서열을 갖는 탐침 #21을 제작하여(바이오니아㈜, Korea) 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 DNA 돌연변이를 확인하였다(참조: 도 1).For identification of substitution mutations, probe # 11 having a base sequence of 5'-TTGACCTCGCCAGAAGAGAAGATCA-3 '(SEQ ID NO: 5) by substituting G for the 14th base of probe # 1 in place of probe # 1 and probe # 2 with A Except for using the 14th base A of the probe # 2 with G to prepare a probe # 21 having a base sequence of 5'-TCCGTACGCTCGAGACGCTTCCAAC-3 '(SEQ ID NO: 6) (Bionia, Korea), DNA mutations were identified in the same manner as in Example 1-1 (see FIG. 1).

실시예 1-3: 삽입된 염기서열을 갖는 탐침의 이용 Example 1-3 Use of Probes with Inserted Sequences

삽입 돌연변이를 확인하기 위하여, 탐침 #1과 탐침 #2 대신에 탐침 #1의 14번째 염기서열에 T를 삽입하여 5'-TTGACCTCGCCAGTGAGAGAAGATCA-3'(서열번호 7)의 염기서열을 갖는 탐침 #12를 제작하여(바이오니아㈜, Korea) 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 DNA 돌연변이를 확인하였다(참조: 도 1).To identify the insertion mutations, insert T into the 14th base of probe # 1 instead of probe # 1 and probe # 2 to obtain probe # 12 with a base sequence of 5'-TTGACCTCGCCAGTGAGAGAAGATCA-3 '(SEQ ID NO: 7). DNA mutations were confirmed in the same manner as in Example 1-1, except that they were prepared and used (Bionia, Korea) (see FIG. 1).

실시예 1-4: 결실된 염기서열을 갖는 탐침의 이용 Example 1-4 : Use of Probes with Deleted Sequences

결실 돌연변이를 확인하기 위하여, 탐침 #1과 탐침 #2 대신에 탐침 #1의 14번째 염기서열인 G를 제거하여 5'-TTGACCTCGCCAGAGAGAAGATCA-3'(서열번호 8)의 염기서열을 갖는 탐침 #13을 제작하여(바이오니아㈜, Korea) 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 DNA 돌연변이를 확인하였다(참조: 도 1).To identify the deletion mutation, remove G, the 14th base sequence of probe # 1, instead of probe # 1 and probe # 2, replacing probe # 13 with the base sequence of 5'-TTGACCTCGCCAGAGAGAAGATCA-3 '(SEQ ID NO: 8). DNA mutations were confirmed in the same manner as in Example 1-1, except that they were prepared and used (Bionia, Korea) (see FIG. 1).

실시예 1-5: 음성대조구 탐침의 이용 Example 1-5 : Use of a Voice Control Probe

본 발명의 음성 대조구로서 사용하기 위하여, 결핵균의 한 종류인 H37Rv의 DNA에만 유일하게 존재하는 염기서열을 포함하는 5'-GGAGCTTTCCGGCTTCTATCAGGTA-3'(서열번호 9)의 염기서열을 포함하는 탐침 #C를 제작하여(바이오니아㈜, Korea) 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 DNA 돌연변이를 확인하였다(참조: 도 1).For use as a negative control of the present invention, probe #C comprising a nucleotide sequence of 5'-GGAGCTTTCCGGCTTCTATCAGGTA-3 '(SEQ ID NO: 9) containing a nucleotide sequence uniquely present in the DNA of H37Rv, a type of Mycobacterium tuberculosis DNA mutations were confirmed in the same manner as in Example 1-1, except that they were prepared and used (Bionia, Korea) (see FIG. 1).

도 1은 결핵균인 BCG의 DNA에서 유일하게 존재한다고 알려진 다이렉트 서열을 포함하는(direct sequenced) DNA부분을 대상으로 하여, 한 환자의 DNA시료를 정상적인 염기서열을 갖는 탐침, 다이렉트 서열의 한 곳에 각기 다른 돌연변이가 일어난 염기서열을 갖는 여러 종류의 탐침 및 음성대조구로서 다이렉트 서열과 관련성이 없는 탐침에 결합시켜서 각각의 결합정도를 나타낸 그래프로서, No DNA는 탐침을 넣지 않은 대조구; No. 1는 음성 대조구인 탐침 #C; No. 2는 정상적인 염기서열을 가지는 탐침 #1; No. 3은 치환 돌연변이체인 탐침 #11; No. 4는 결실 돌연변이체인 탐침 #13; No. 5는 삽입 돌연변이체인 탐침 #12; No. 6은 정상적인 염기서열을 가지는 탐침 #2; 및, No. 7은 치환 돌연변이체인 탐침 #21을 사용한 경우를 각각 나타낸다.FIG. 1 illustrates a DNA sample of a patient having a normal sequencing probe in a DNA sequence of BCG, which is known to exist solely in the DNA of tuberculosis bacterium. Several types of probes and negative controls with mutated nucleotide sequences, each of which was bound to a probe unrelated to the direct sequence, showing the degree of binding of each DNA. No. 1 is probe #C, a negative control; No. 2 is probe # 1 having normal sequence; No. 3 is probe # 11 which is a substitution mutant; No. 4 is probe # 13 which is a deletion mutant; No. 5 is probe # 12 which is an insert mutant; No. 6 is probe # 2 having normal sequence; And No. 7 shows the case where probe # 21 which is a substitution mutant was used, respectively.

도 1에서 보듯이, 환자의 DNA시료가 정상적인 DNA염기서열을 갖는 탐침과 반응할 경우, 흡광도가 가장 높았으므로, 환자의 DNA시료는 정상임을 알 수 있었다. 반면에, 환자의 DNA시료가 돌연변이가 일어난 염기서열을 갖는 탐침과 반응할 경우, 돌연변이의 종류에 따라 다소 차이는 있으나, 환자의 DNA시료가 정상적인 DNA염기서열을 갖는 탐침과 반응한 경우에 측정되는 흡광도보다 현저히 낮은 흡광도를 보였으므로, DNA의 돌연변이 유무를 명백히 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 1, when the patient's DNA sample reacted with a probe having a normal DNA sequence, the absorbance was the highest, indicating that the patient's DNA sample was normal. On the other hand, if the DNA sample of the patient reacts with the probe with the mutated nucleotide sequence, it is determined that the DNA sample of the patient reacts with the probe with the normal DNA nucleotide sequence, although it varies depending on the type of mutation. Since the absorbance was significantly lower than the absorbance, the presence or absence of mutation of DNA was clearly confirmed.

이러한 본 발명을 응용하여 각 염기서열에 대하여 각각의 돌연변이가 나타난 염기서열을 갖는 탐침을 이용할 경우, 돌연변이의 위치와 종류를 확인할 수 있으며, 하나이상의 염기에서 돌연변이가 발생한 경우에도 돌연변이의 위치와 종류를 확인할 수 있다.By applying the present invention, when using a probe having a nucleotide sequence showing each mutation for each base sequence, it is possible to determine the position and type of the mutation, even if the mutation occurs in one or more bases, the position and type of mutation You can check it.

이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 종래의 어느 방법보다도 저렴하고, 간단하며, 안정하게 하나 또는 그 이상의 돌연변이의 유무 뿐만 아니라 치환, 결손 및 삽입을 확인할 수 있는 효과가 있다.As described and demonstrated in detail above, the present invention has the effect of identifying substitutions, deletions and insertions as well as the presence or absence of one or more mutations, which is cheaper, simpler and more stable than any conventional method.

Claims (18)

(ⅰ) 바이오틴이 결합된 프라이머를 사용하고, 돌연변이를 확인하고자 하는 DNA의 부분을 PCR 방법으로 증폭시켜서 바이오틴이 결합된 염기서열을 수득하는 단계;(Iii) amplifying a portion of the DNA to be identified for mutation using a primer with a biotin conjugated by PCR to obtain a biotin-coupled base sequence; (ⅱ) 돌연변이를 확인하고자 하는 DNA부분의 정상적인 염기서열로 구성된 탐침을 작제하는 단계;(Ii) constructing a probe consisting of the normal sequence of the DNA portion to be identified for mutation; (ⅲ) (ⅱ)단계에서 작제된 탐침을 마이크로웰의 아민기와 결합시키는 단계;(Iii) binding the probe constructed in step (ii) to the amine group of the microwell; (ⅳ) 탐침이 결합된 마이크로웰에 (i)단계에서 수득한 바이오틴이 결합된 염기서열을 첨가하는 단계;(Iii) adding the biotin-bound base sequence obtained in step (i) to the microwell to which the probe is bound; (ⅴ) 마이크로웰에 스트렙타비딘-분해효소를 가하여, 전기 분해효소와 탐침의 바이오틴을 결합시키는 단계; 및,(Iii) adding streptavidin-degrading enzyme to the microwell to bind the electrolytic enzyme and the biotin of the probe; And, (ⅵ) 마이크로웰에 전기 스트렙타비딘-분해효소와 반응하는 기질을 첨가하고, 효소반응에 의해 나타나는 색상변화 또는 흡광도를 측정하는 단계를 포함하는,(Iii) adding a substrate to the microwells for reaction with the electrical streptavidin-degrading enzyme and measuring the color change or absorbance exhibited by the enzymatic reaction, 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 작제된 탐침은 10개 이상의 염기서열이며, 염기서열의 5'쪽 말단은Constructed probe is more than 10 sequences, and the 5 'end of the sequence 포스페이트(phosphate)를 포함하는 것을 특징으로 하는It characterized in that it comprises a phosphate (phosphate) 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, (ⅲ) 단계는 탐침을 단일사슬로 만들어 마이크로웰에 넣고, 단일사슬 탐침의 포스페이트와 마이크로웰의 아민기를 반응시키기 위한 촉매를 가하여 반응시킨 후, 마이크로웰을 세척하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는(Iii) the step of preparing the probe in a single chain into the microwell, and reacting by adding a catalyst for reacting the phosphate of the single-chain probe with the amine group of the microwell, and then washing the microwell 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 촉매는 냉각된 pH 7.0인 10mM 1-메틸이미다졸(1-methy-The catalyst was cooled to pH 7.0 with 10 mM 1-methylimidazole (1-methy- limidazole)용액과 냉각된 pH 7.0인 10mM 1-에틸-3-(3-디메틸limidazole) solution and cooled to pH 7.0 10 mM 1-ethyl-3- (3-dimethyl 아미노프로필)-카보디이미드(1-ethyl-3-(3-dimethylamino-Aminopropyl) -carbodiimide (1-ethyl-3- (3-dimethylamino- propyl)-carbodiimide, EDC)용액인 것을 특징으로 하는propyl) -carbodiimide, EDC) solution, characterized in that 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 세척은 0.4M NaOH/0.25% Tween-20 용액으로 수행하는 것을Washing was performed with 0.4M NaOH / 0.25% Tween-20 solution. 특징으로 하는Characterized 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, (iv)단계는 (i)단계에서 수득한 시료를 단일사슬로 만들어 마이크로In step (iv), the sample obtained in step (i) 웰에 넣고 탐침과 결합시킨 다음, 시료를 제거하고 마이크로웰을Place in the well and combine with the probe, remove the sample and remove the microwell 세척하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는Characterized in that it comprises a process of washing 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, (i)단계에서 수득한 시료를 단일사슬로 만들어 마이크로웰에 넣기Sample obtained in step (i) is made into a single chain into a microwell 전에, dH2O, 20XSSPE/0.0167% Triton X-100 및 Salmon spermBefore, dH 2 O, 20XSSPE / 0.0167% Triton X-100 and Salmon sperm DNA(10㎎/㎖)을 포함하는 용액을 마이크로웰에 넣고 50℃에서 20분A solution containing DNA (10 mg / ml) was added to a microwell for 20 minutes at 50 ° C. 간 방치하는 과정을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는Characterized in that it further comprises the process of leaving the liver 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, (i)단계에서 수득한 시료를 탐침과 결합시킬 때, dH2O,When the sample obtained in step (i) is combined with the probe, dH 2 O, 20XSSPE/0.0167% Triton X-100 및 Salmon sperm DNA(10㎎/20XSSPE / 0.0167% Triton X-100 and Salmon sperm DNA (10 mg / ㎖)을 첨가하는 것을 특징으로 하는Ml) is added 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 세척은 0.5x SSC, 0.1% Tween-20 용액으로 수행하는 것을Washing was performed with 0.5x SSC, 0.1% Tween-20 solution. 특징으로 하는Characterized 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, (v)단계는 마이크로웰을 1차 세척하고 스트렙타비딘-분해효소를 마Step (v) washes the microwells first and stops streptavidin-degrading enzyme. 이크로웰에 넣어 바이오틴과 결합시킨 다음, 반응용액을 제거하고Place in microwells and combine with biotin, remove the reaction solution 2차 세척하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는Characterized in that it comprises a second washing process 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 1차 세척은 100mM Tris-HCl(pH 7.5), 150mM NaCl/0.1%First wash 100 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl / 0.1% Tween-20 용액으로 수행하는 것을 특징으로 하는Characterized in that it is carried out with a Tween-20 solution 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 스트렙타비딘-분해효소는 150mM NaCl, 100mM Tris-HCl(pH 7.5)Streptavidin-degrading enzyme is 150 mM NaCl, 100 mM Tris-HCl (pH 7.5) 용액으로 희석된 스트렙타비딘-알칼린 포스파타제(streptavidin-Streptavidin-alkaline phosphatase diluted with solution alkaline phosphatase)인 것을 특징으로 하는alkaline phosphatase) 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 2차세척은 150mM NaCl/0.1% Tween-20, 100mM Tris-HCl2nd wash 150mM NaCl / 0.1% Tween-20, 100mM Tris-HCl (pH 7.5)용액을 마이크로웰에 넣고 60℃에서 10분간 방치한 다음,(pH 7.5) The solution is placed in a microwell and left at 60 ° C for 10 minutes, 세척하는 것을 특징으로 하는Characterized by washing 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 스트렙타비딘-분해효소와 반응하는 기질은 효소-기질반응으로 분해될Substrates that react with streptavidin-degrading enzymes can be degraded by enzyme-substrate reactions. 경우, 색상변화 또는 흡광도를 나타내는 합성 펩타이드성 기질인Is a synthetic peptide substrate that exhibits color change or absorbance. 것을 특징으로 하는Characterized by 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 14항에 있어서,The method of claim 14, 스트렙타비딘-분해효소가 스트렙타비딘-알칼린 포스파타제인 경우,If streptavidin-degrading enzyme is streptavidin-alkaline phosphatase, 기질은 pNPP(p-nitrophenyl phosphate)인 것을 특징으로 하는Substrate is characterized in that the p-nitrophenyl phosphate (pNPP) 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 색상변화는 육안으로 측정하는 것을 특징으로 하는Color change is characterized by measuring with the naked eye 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 흡광도는 ELISA 리더(reader)를 이용하여 측정하는 것을Absorbance is measured using an ELISA reader. 특징으로 하는Characterized 마이크로웰을 이용한 DNA 돌연변이의 확인방법.Method for Confirming DNA Mutation Using Microwells. (i) 아민기가 내면에 부착된 마이크로웰;(i) microwells with amine groups attached to the inner surface; (ⅱ) pH 7.0, 10mM EDC용액 및 pH 7.0, 10mM 1-메틸이미다졸 용액;(Ii) pH 7.0, 10 mM EDC solution and pH 7.0, 10 mM 1-methylimidazole solution; (ⅲ) 0.4M NaOH/0.25% Tween-20 용액;(Iii) 0.4M NaOH / 0.25% Tween-20 solution; (ⅳ) dH2O, 20XSSPE/0.0167% Triton X-100 및 Salmon sperm DNA(10㎎/㎖)을 포함하는 용액;(Iii) a solution comprising dH 2 O, 20 × SSPE / 0.0167% Triton X-100 and Salmon sperm DNA (10 mg / ml); (ⅴ) 0.5x SSC, 0.1% Tween-20 용액;(Iii) 0.5 × SSC, 0.1% Tween-20 solution; (ⅵ) 스트렙타비딘-알칼린 포스파타제(streptavidin-alkaline phosphatase);(Iii) streptavidin-alkaline phosphatase; (ⅶ) 150mM NaCl을 함유하는 100mM Tris-HCl(pH 7.5)용액;(Iii) 100 mM Tris-HCl, pH 7.5 solution containing 150 mM NaCl; (ⅷ) 150mM NaCl/0.1% Tween-20을 함유하는 100mM Tris-HCl(pH 7.5)용액; 및,(Iii) 100 mM Tris-HCl, pH 7.5 solution containing 150 mM NaCl / 0.1% Tween-20; And, (ⅸ) pNPP(p-nitrophenyl phosphate)를 포함하는,(Iii) pNPP (p-nitrophenyl phosphate), DNA 돌연변이 확인용 키트.DNA Mutation Identification Kit.
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