KR100384924B1 - The device and method for the regulation of gene expression with cyclic electromagnetic field - Google Patents

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Abstract

본 발명은 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자연적으로 또는 순환성 자기장의 존재 하에서 DNA 또는 RNA 이중나선 상에서 수소결합을 하고 있는 염기 쌍 사이에 일어나는 자유전자의 이동경로를 예측하는 분석 또는 DNA 또는 RNA 데이터 베이스 검색을 통하여 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열을 결정하는 단계; 상기 서열에 특이적인 순환성 자기장을 대상 생물학적 시스템에 조사하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a gene expression method using a circulating magnetic field, and more particularly to a path of free electrons occurring between a pair of bases that are hydrogen-bonded on a DNA or RNA double helix in a natural or in the presence of a circulating magnetic field. Determining a sequence that is believed to have biochemical activity through predictive analysis or DNA or RNA database search; Irradiating the subject biological system with a circulating magnetic field specific for the sequence.

또한, 본 발명은 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발현시키고자 하는 유전자에 대하여 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열을 입력받아서, 상기 서열에 따른 서열신호를 출력하는 마이콤과; 상기 마이콤으로부터 상기 서열신호를 입력받아서, 상기 서열신호에 따라 맥동성 구동전원신호를 출력하는 구동부와; 전자석을 구비하여, 상기 구동부로부터 입력되는 상기 구동전원신호에 따라 상기 전자석에 의해 순환성 자기장을 발생시키는 자기장 동작부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention relates to a gene expression control apparatus using a circulating magnetic field, and more particularly, by receiving a sequence that is believed to have biochemical activity with respect to the gene to be expressed, the sequence signal according to the sequence A microcomputer to output; A driving unit which receives the sequence signal from the microcomputer and outputs a pulsating driving power signal according to the sequence signal; And an electromagnetic field operating unit configured to generate a circulating magnetic field by the electromagnet in accordance with the driving power signal input from the driving unit.

Description

순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치 및 그 방법{THE DEVICE AND METHOD FOR THE REGULATION OF GENE EXPRESSION WITH CYCLIC ELECTROMAGNETIC FIELD}Gene expression control device using circulating magnetic field and its method {THE DEVICE AND METHOD FOR THE REGULATION OF GENE EXPRESSION WITH CYCLIC ELECTROMAGNETIC FIELD}

본 발명은 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 DNA 또는 RNA 염기서열을 자연적으로 또는 순환성 자기장의 존재 하에서 DNA 또는 RNA 이중나선 상에서 수소결합을 하고 있는 염기 쌍 사이에 일어나는 자유전자의 이동경로를 예측하는 분석 또는 DNA 또는 RNA 데이터 베이스 검색을 통하여 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열을 결정하는 단계; 상기 서열에 특이적인 순환성 자기장을 조사하는 단계를 포함하여 이루어지는 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for controlling gene expression using a circulating magnetic field and a method thereof, and more particularly, a base in which DNA or RNA sequencing is hydrogenated on a DNA or RNA double helix in the presence of a circulating magnetic field or naturally. Determining a sequence that is believed to have biochemical activity through analytical or DNA or RNA database searches to predict the migration path of free electrons between pairs; The present invention relates to a gene expression control method and apparatus using a circulating magnetic field comprising the step of irradiating a cyclic magnetic field specific to the sequence.

생물체가 갖고 있는 DNA 유전자 정보는 A, C, G, T의 염기들로 이루어져 있는데 이들의 염기서열은 관련되는 단백질이나 기질 내의 다양한 물질과 반응하기 위하여 특정한 신호를 발생시키는 것으로 알려져 있다. 세포의 핵심이 되는 게놈 DNA는 크게 나누어서 인트론 DNA와 엑손 DNA로 구분된다. 진화가 진행되어짐에 따라 인트론 DNA의 염기서열이 더욱 복잡하고 길어지는 것으로 알려져 있으며, 인트론 DNA에는 특히 프로모터 영역과 인핸서(enhancer) 또는 사일런서(silencer) 등의 부위가 있어서 관련 유전자의 발현시기, 속도 및 양 등을 제어하는 DNA 신호가 발생되는 것으로 추측된다.DNA genetic information of an organism consists of bases of A, C, G, and T. These base sequences are known to generate specific signals to react with various substances in related proteins or substrates. The genomic DNA that is the core of the cell is divided into intron DNA and exon DNA. As evolution progresses, the sequence of intron DNA is known to be more complicated and longer.Intron DNA, in particular, includes a promoter region, an enhancer or a silencer, such as the timing, speed, and It is assumed that a DNA signal for controlling the amount and the like is generated.

한편, 엑손 DNA는 mRNA를 전사하는 DNA로서 크게 오픈 리딩 프레임(open reading frame)과 넌 오픈 리딩 프레임(non-open reading frame)으로 구분되어지는데, 오픈 리딩 프레임은 단백질을 번역하는 염기서열이고 넌 오픈 리딩 프레임은 단백질 번역을 제어하기 위한 염기서열로서 단백질 번역에 관련되는 특정한 신호를 리보솜(ribosomal) 단백질에 전달할 것으로 추측된다. 사람에서는 이러한 DNA 구조에는 약 10만개의 유전자가 있는 것으로 추정되며, 단백질 생성에 직접 작용되는 엑손 DNA 구조에 비하여 인트론 DNA의 크기가 휠씬 크며 종족간의다형성(polymorphism)이 강하고, 엑손 DNA에서 오픈 리딩 프레임에 비하여 넌 오픈 리딩 프레임의 구조가 복잡하게 이루어져 있어서 게놈 DNA의 분석이 매우 어려운 실정이다. 한편, 고등한 생물이 될수록 게놈 DNA의 구조가 매우 복잡하고, mRNA 전사가 양쪽 DNA에서 가능하므로 유전자 정보의 정확한 이해가 매우 어렵다.Exon DNA, on the other hand, is a DNA that transcribes mRNA, and is divided into an open reading frame and a non-open reading frame. An open reading frame is a nucleotide sequence for translating proteins and a non-open one. The reading frame is assumed to deliver a specific signal related to protein translation to the ribosomal protein as a sequence for controlling protein translation. In humans, it is estimated that there are about 100,000 genes in this DNA structure, the intron DNA is much larger than the exon DNA structure that directly acts on protein production, the polymorphism between species is strong, and the open reading frame in exon DNA. Compared to the structure of the open reading frame is complicated, genomic DNA analysis is very difficult. On the other hand, the higher the organism, the more complicated the structure of genomic DNA and mRNA transcription is possible from both DNA, so it is very difficult to accurately understand the genetic information.

종래 많은 학자들에 의하여 유전자 정보에 대한 해석 방법과 유전자 제어방법에 대한 연구가 이루어져 있었다. 그 중 하나인 게놈 DNA를 제어하기 위한 DNA 결합 단백질에 관한 연구를 통하여 여러 종류의 전사인자들이 알려져 있었다. 주요한 전사인자에는 헬릭스 루프 헬릭스 단백질(helix loop helix protein), 징크 핑거 단백질(zinc finger protein), 루신 지퍼 단백질(leucine zipper protein) 등이 있는데, 이들은 각기 특정한 DNA 염기서열에 반응하여 다른 트란스 활성(trans acting) 단백질과도 반응하여 특이적인 DNA 신호에 따라 기능을 수행하게 된다. 또 다른 연구로는 유전자 치료(gene therapy)에 관한 연구가 진행되고 있었다. 이는 유전자 기능을 제어하기 위하여 전사인자 단백질을 합성하는데 관련되는 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide), DNA 벡터(vector) 또는 바이러스 등을 이용하여 체내의 비정상적인 유전자를 정상적인 유전자로 대체하거나 정상적인 유전자의 발현양을 조절하도록 하는 것이었다.In the past, many scholars have studied the interpretation method and gene control method for genetic information. One of them, the DNA binding protein for controlling genomic DNA has been known a variety of transcription factors. Major transcription factors include helix loop helix protein, zinc finger protein, and leucine zipper protein, each of which reacts to specific DNA sequences in response to different trans activity. It also reacts with proteins to function according to specific DNA signals. Another study was on gene therapy. It uses oligonucleotides, DNA vectors, or viruses that are involved in synthesizing transcription factor proteins to control gene function. It was.

상기와 같은 종래의 유전자 정보에 대한 해석방법과 유전자 제어방법에 의하면 특정한 유전물질이 특정한 DNA에 특이하게 반응하며, 이러한 유전물질이 게놈 DNA에 직접적으로 전달되도록 하기 위하여는 다양한 형태의 전달 매개체가 사용되어야 하므로 어려움이 매우 크다는 문제점이 있었다.According to the conventional method of interpreting genetic information and controlling genes, specific genetic material reacts specifically to specific DNA, and various types of delivery media are used to directly transmit such genetic material to genomic DNA. There was a problem that the difficulty is very large.

한편, 종래 유전자 발현의 조절을 위하여 자기장을 조직에 이용하는 기술들이 개시되어 있었다. 예를 들면, 미국특허 제6,004,257호에는 노화의 과정과 그 영향을 개선하여 건강을 유지하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 생물학적 시스템에 10-6∼10-20가우스 범위의 자기장의 세기와 거의 직류에서 약 100 헤르츠(Herz)의 바람직한 주파수를 갖는 교차 및 단순(steady) 자기장을 가하는 방법 및 그 장치에 대하여 개시하고 있다. 주파수 범위는 특정 적용에 따라 달라질 수 있으며 1014헤르츠 이상까지 증가될 수 있다. 자기장의 세기와 주파수는 양자 유전적 목표(quantum genetic target) 및 그와 결합된 구조의 질량의 함수로서 계산되어졌다. 예를 들면, 유전자(특정 DNA 단편), 호메오박스, RNA, 단백질, 호르몬, 신경전달물질, 물 분자, 칼슘과 같은 미량 원소, 양성자(protons) 및 전자가 포함된다. 미국특허 제5,919,679호에는 자기장을 사용하여 이온결합을 변화시키는 방법 및 그 장치에 관하여 기술하고 있다. 즉, 자기장을 사용하여 세포 및 생물학적 시스템을 포함하여 수화되지 않은 이온(unhydrated ion)을 포함하는 시스템에 있어서 이온 결합을 변화시키거나 영향을 미치는 방법 및 그 장치를 제공하고 있다. 이 방법은 이온들과 그 이온들과 결합하고 있는 분자간의 특정한 자기적 반응을 유발하는 방식으로 방향성과 쌍으로 된 정적(static) 및 사인파적으로 변화하는 자기장(sinusoidally varying magnetic fields)의 세기와 변동주기를 변화시키는 것과 관련된다. 이에 따르면, 상기 발명에서 개발된 이온 파라메트릭 공명(ion parametric resonance; IPR) 모델을 사용하여 자기장은 원하는 방향성, 자기장의세기 및 자기장의 변동주기가 정확하게 제어될 수 있었다.Meanwhile, techniques for using a magnetic field in tissues for controlling gene expression have been disclosed. For example, US Pat. No. 6,004,257 relates to a method and apparatus for improving the process of aging and its effects to maintain health, which is characterized by the intensities of magnetic fields ranging from 10 -6 to 10 -20 gauss in biological systems. Disclosed are a method and apparatus for applying alternating and steady magnetic fields with a desired frequency of about 100 Hertz at direct current. The frequency range can vary depending on the particular application and can be increased to over 10 14 hertz. The strength and frequency of the magnetic field were calculated as a function of the mass of the quantum genetic target and the structure associated with it. Examples include genes (specific DNA fragments), homeoboxes, RNA, proteins, hormones, neurotransmitters, water molecules, trace elements such as calcium, protons and electrons. U.S. Patent No. 5,919,679 describes a method and apparatus for changing ionic bonds using a magnetic field. That is, the present invention provides a method and apparatus for changing or affecting ionic bond in a system including unhydrated ions including a cell and a biological system using a magnetic field. This method induces specific magnetic reactions between ions and the molecules that bind to them, intensities and fluctuations in static and sinusoidally varying magnetic fields paired with directionality. It involves changing the period. According to this, by using the ion parametric resonance (IPR) model developed in the present invention, the magnetic field can accurately control the desired direction, the intensity of the magnetic field and the period of variation of the magnetic field.

또한, 종래의 연구에 의하면, 특정 유전자는 조사되는 특이한(specific) 자기장 신호에 민감한 공명현상을 일으키지만, 불규칙적이며 비특이적인(non-specific) 자기장 신호에 대하여는 비교적 세포학적 반응이 적은 것으로 알려져 있고, 또한 이에 대한 회복기전이 있을 것으로 추정되고 있었다.In addition, previous studies have shown that certain genes cause resonances that are sensitive to specific magnetic field signals to be investigated, but are relatively low in cellular response to irregular and non-specific magnetic field signals. There is also a recovery mechanism for this.

따라서, 상기와 같은 종래의 자기장을 이용한 방법들에 의하면, 자기장 발생원으로서 단일 극성을 사용함으로써 조사되는 자기장의 특성은 대상 생물학적 시스템의 종류, 두께 및 방향성에만 의존하여 특정 DNA 또는 RNA 단편의 염기서열의 특성을 반영하지 못하는 문제점이 있었다.Therefore, according to the conventional methods using the magnetic field, the characteristics of the magnetic field irradiated by using a single polarity as the magnetic field source depends on the type, thickness and orientation of the target biological system, depending on the sequence of the specific DNA or RNA fragment. There was a problem that does not reflect the characteristics.

종래 기술의 상기와 같은 특정 유전자 발현을 조절하기 위하여는 특정 인자를 직접 게놈 DNA 또는 RNA에 전달하여야 하는 문제점과 단일 극성의 자기장 발생원만을 사용하여 특정 DNA 또는 RNA 염기서열의 특성을 반영하지 못하는 자기장을 이용한 유전자 발현 조절 방법 및 그 장치의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 다극으로된 자기장 발생원을 이용하여 순환성 자기장을 발생시키고, 이를 이용하여 특정 DNA 또는 RNA 염기서열에 특이적인 유전자 발현 조절방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to regulate the expression of a specific gene as described above in the prior art, a specific factor must be directly transferred to genomic DNA or RNA and a magnetic field that cannot reflect the characteristics of a specific DNA or RNA sequence using only a single polar magnetic field source. In order to solve the problems of the method and apparatus for controlling gene expression using the present invention, a cyclic magnetic field is generated by using a magnetic field source having a multipolar pole, and a method for controlling gene expression specific to a specific DNA or RNA sequence using the same And an apparatus thereof.

도 1은 자연적 또는 DNA 염기 쌍 사이의 수소결합 방향에 수직한 방향으로 자기장을 조사하였을 경우 예측되는 자유전자의 이동경로를 나타내는 도면이고,1 is a diagram showing a path of movement of free electrons predicted when a magnetic field is irradiated in a direction perpendicular to a direction of hydrogen bonding between natural or DNA base pairs.

도 2는 DNA 나선 구조에서 전자 이동경로에 근거한 잠정적 신호를 도식화한 도면이고,2 is a diagram illustrating a potential signal based on an electron migration path in a DNA helix structure,

도 3은 생쥐 성장 호르몬 수용체 유전자의 프로모터 영역을 본 명세서에서 개시한 DNA 분석방법에 의하여 예측되는 자유전자의 이동경로를 도식화한 도면이고,3 is a diagram showing the movement path of free electrons predicted by the DNA analysis method of the promoter region of the mouse growth hormone receptor gene,

도 4는 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이고,Figure 4 is a block diagram schematically showing the configuration of a gene expression control apparatus using a circulating magnetic field of the present invention,

도 5A는 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치의 구동부의 발진회로의 일예를 도시한 도면이고,5A is a view showing an example of an oscillation circuit of a driving unit of a gene expression control apparatus using a circulating magnetic field of the present invention,

도 5B는 도 5A의 CR1의 C1과 A1의 접점을 유지하기 위하여 필요한 릴레이 보강회로로서 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치의 발진회로의 일예를 도시한 도면이고,FIG. 5B is a diagram illustrating an example of an oscillation circuit of a gene expression control apparatus using a cyclic magnetic field of the present invention as a relay reinforcement circuit necessary to maintain a contact point of C1 and A1 of CR1 of FIG. 5A.

도 6은 순차적인 스위치 작용을 통하여 TRn까지 연속 작동시킬 수 있도록 하는 스위치 회로인 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치의 제어회로의 일예를 도시한 도면이고 ,6 is a view showing an example of a control circuit of a gene expression control apparatus using a circulating magnetic field of the present invention, which is a switch circuit that allows continuous operation up to TRn through a sequential switch action,

도 7A는 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치의 자기장 동작부의 기본 구조를 도시한 도면으로서 수평형 자기장 동작부를 도시한 평면도이고,7A is a plan view showing the basic structure of the magnetic field operating portion of the gene expression control apparatus using the circulating magnetic field of the present invention, and is a plan view showing a horizontal magnetic field operating portion,

도 7B는 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치의 자기장 동작부의 기본 구조를 도시한 도면으로서 수직형 자기장 동작부를 도시한 평면도이고,FIG. 7B is a plan view showing a basic structure of a magnetic field operating unit of the gene expression control apparatus using a circulating magnetic field of the present invention.

도 7C는 상기 도 7B에 도시한 수직형 자기장 동작부의 다극으로 배치된 전자석들 중 하나와 이 전자석이 연결된 외형틀만을 도시한 부분 측면도이고,FIG. 7C is a partial side view showing only one of the electromagnets arranged in the multi-poles of the vertical magnetic field operating portion shown in FIG. 7B and the outline frame to which the electromagnets are connected;

도 8A는 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치의 마이콤으로부터 인가되는 서열신호의 예를 도시한 도면으로서, A 또는 T인 경우와 G 또는 C인 경우를 구분하여, 전압은 동일하나 시간의 길이를 달리함과 동시에, T 및 C는 각각 A 및 G와 구분되도록 반전시킨 서열신호를 도시한 도면이고,FIG. 8A is a diagram illustrating an example of a sequence signal applied from a micom of a gene expression control apparatus using a circulating magnetic field of the present invention. In the case of A or T and G or C, FIG. At the same time, T and C are sequence signals inverted to be distinguished from A and G, respectively,

도 8B는 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치의 마이콤으로부터 인가되는 서열신호의 예를 도시한 도면으로서, A 또는 T인 경우와 G 또는 C인 경우를 구분하여, 시간의 길이는 동일하나 전압을 달리함과 동시에, T 및 C는 각각 A 및 G와 구분되도록 반전시킨 서열신호를 도시한 도면이고,8B is a view showing an example of a sequence signal applied from the microcomputer of the gene expression control apparatus using the circulating magnetic field of the present invention, the case of A or T and the case of G or C, the length of time is the same At the same time different voltage, T and C is a diagram showing a sequence signal inverted to be distinguished from A and G, respectively,

도 9A는 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치의 순환성자기장 차단막을 도시한 도면으로서 사각형 모양의 자기장 차단막을 도시한 평면도이고,9A is a plan view illustrating a circulating magnetic field blocking membrane of a gene expression control apparatus using a circulating magnetic field of the present invention and showing a rectangular magnetic field blocking membrane.

도 9B는 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치의 순환성 자기장 차단막을 도시한 도면으로서 달팽이 모양 자기장 차단장치를 도시한 평면도이고,9B is a plan view showing a circulatory magnetic field blocking membrane of a gene expression control apparatus using a circulating magnetic field of the present invention, showing a snail-shaped magnetic field blocking device.

도 10A는 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치에 의한 실시예를 나타내는 도면으로서 T3 프로모터 서열과 그 서열상의 자유전자 이동경로에 따른 신호를 도식적으로 나타낸 도면이고,FIG. 10A is a diagram showing an embodiment of a gene expression control apparatus using a circulating magnetic field of the present invention. FIG. 10A is a diagram schematically showing a T3 promoter sequence and a signal according to a free electron migration path on the sequence.

도 10B는 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치에 의한 실시예를 나타내는 도면으로서 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치를 이용하여 T3 프로모터에 특이적인 순환성 자기장의 조사가 T3 RNA polymerase에 의한in vitro전사에 미치는 영향을 도시한 도면이고,10B is a view showing an embodiment of a gene expression control apparatus using a circulating magnetic field of the present invention, the irradiation of the circulating magnetic field specific to the T3 promoter using a gene expression control apparatus using a circulating magnetic field of the present invention T3 A diagram showing the effect on the in vitro transcription by RNA polymerase,

도 11은 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치를 이용하여 알칼라인 포스파타아제 프로모터에 특이적인 순환성 자기장의 조사가 생쥐의 알칼라인 포스파타아제 발현에 미치는 영향을 도시한 도면이다.11 is a view showing the effect of irradiation of the circulating magnetic field specific to the alkaline phosphatase promoter using alkaline phosphatase promoter using the gene expression control apparatus using the circulating magnetic field of the present invention.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함하고 있다. 먼저 본 발명의 구성에 관하여 상세하게 기술하기 앞서 본 발명에 관련되는 이론적 근거를 상세하게 설명한다.In order to achieve the above object, the present invention includes the following configuration. First, the theoretical basis related to the present invention will be described in detail before describing the configuration of the present invention in detail.

[본 발명에 관련되는 이론적 근거][Theoretical basis related to this invention]

DNA 사슬은 단일 DNA 사슬 내에서는 리보스(ribose)와 인산간의 인산 이중에스테르(phosphate diester)결합, 리보스와 염기간의 글리코시딕 결합과 같은 공유결합에 의하여 견고한 구조를 이루지만 짝이 되는 반대편 DNA 사슬과는 수소 결합력에 의하여 염기 쌍을 이루고 있다. 이러한 수소결합은 실제로는 전자를 공유하는 형태가 아니라 분자들이 서로 밀접한 공명현상에 의하여 활성화되어 있는 상태에 있다고 표현될 수 있는데, 이런 경우 특히 수소 원자의 양성자(proton)가 자기장에 강한 공명 현상을 일으킨다는 사실은 잘 알려져 있다.DNA chains form a solid structure by covalent bonds such as phosphate diester bonds between ribose and phosphate and glycosidic bonds between ribose and base in a single DNA chain, Are base pairs by hydrogen bonding force. These hydrogen bonds are not actually electron-sharing forms but can be expressed as being in a state in which molecules are activated by close resonance, in which case protons of hydrogen atoms cause strong resonance in magnetic fields. The fact is well known.

본 연구자들은 DNA의 두 염기 쌍 사이의 수소결합 방향에 수직이 되는 방향으로 전자기장을 조사하게 되면 양성자의 공명현상이 증가하게 되고, 이때 플레밍의 왼손 법칙에 의하여 양성자의 이동 방향과 반대 방향, 즉 전류의 방향과 반대 방향으로 전자의 이동이 발생될 것으로 추정하였다. 이러한 가정에 의하여 DNA 구조를 분석하면, DNA의 A, C, G, T의 네 염기들 중에서 A와 T 그리고 G와 C가 짝을 이루게 되는데, 이들 DNA의 염기 쌍들 중 A와 T의 염기 쌍 사이에서는 T가 상대적으로 음성전하를 많이 가지고 있으므로 도 1에 나타낸 바와 같이, T1에서 A1으로 전자 이동이 발생될 수 있다. 도 1에서 A는 아데닌, C는 시토신, G는 구아닌, T는 티민 염기를 나타내고, C는 탄소, P는 인산을 나타내고, 화살표는 자유전자의 잠정적인 이동경로를 표시한 것이다. *는 자유전자가 순간적으로(immediately) 축적되어질 것으로 여겨지는 인산 이중에스테르(phosphate diester) 결합을 나타낸다.Investigating the electromagnetic field in a direction perpendicular to the direction of hydrogen bonding between the two base pairs of DNA increases the resonance of the protons, and according to Fleming's left-hand rule It is assumed that the movement of electrons occurs in the opposite direction to. Analysis of DNA structure based on this assumption leads to pairing of A and T and G and C among the four bases of A, C, G, and T of DNA, between the base pairs of A and T among these base pairs of DNA. Since T has a relatively large negative charge, as shown in FIG. 1, electron transfer may occur from T 1 to A 1 . In FIG. 1, A represents adenine, C represents cytosine, G represents guanine, T represents thymine base, C represents carbon, P represents phosphoric acid, and arrows indicate potential migration paths of free electrons. * Denotes a phosphate diester bond in which free electrons are believed to accumulate instantaneously.

그런데, 플레밍의 왼속법칙에 의하여 T1에서 A1으로 전자의 이동이 발생되는 방향으로 전자기장을 조사하게 되면 두 DNA 사슬 사이에 보다 용이한 전자이동이 T1과 A1사이에 발생되게 된다. 즉, 이 경우 조사된 전자기장은 전자이동을 야기시키는 에너지원이 되는 것이다. 마찬가지로, C와 G의 염기 쌍 사이에서는 C는 G에 비하여 음전하를 많이 가지고 있으므로 C에서 G로의 전자 이동이 발생될 수 있다. 도 1에서 C2에서 G2로 전자가 이동되지만 인산(phosphate)은 이중에스테르(diester) 결합을 이루고 있으므로 많은 양의 전자들에 의하여 둘러싸여서 전자 집합체의 형태를 이루므로 C2에서 G2로 이동한 전자는 일차적으로 P2에 대부분이 축적된다.However, when the electromagnetic field is irradiated in the direction in which electrons move from T 1 to A 1 according to Fleming's left-hand law, an easier electron transfer between the two DNA chains occurs between T 1 and A 1 . That is, in this case, the irradiated electromagnetic field becomes an energy source causing electron transfer. Similarly, between C and G base pairs, since C has more negative charges than G, electron transfer from C to G may occur. In FIG. 1, electrons move from C 2 to G 2 , but since phosphate forms a diester bond, it is surrounded by a large amount of electrons to form an electron aggregate, thus moving from C 2 to G 2 . One electron primarily accumulates in P 2 .

그런데, T3에서 A3로 전자가 이동한 경우에는 비록 P3에 축적되어지더라도 C4에서 G4로 계속적인 전자 이동이 발생되어지면 P3에 축적되었던 전자의 일부가 C4의 빈자리로 채워지게 된다. 마찬가지로, G4로 이동된 전자는 P3'에 일차적으로 축적되었다가 다시 T3의 빈 자리로 채워주게 된다. 이와 같이 DNA 사슬 구조에서 연속적인 전자의 흐름이 T3-A3-P3-C4-G4-P3'-T3로 순환하게 되면 전기적 특성에 의하여 이 부분의 생화학적 활성도가 현저하게 증가하게 된다. 이러한 현상은 A6C7염기서열에서도 나타나는데 T6-A6-P6-C7-G7-P6'-T6의 방향으로 전자 이동이 예측된다. 일반적으로 이러한 현상은 퓨린(purine)과 피리미딘(pyrimidine) 염기배열이 연속되어지면 나타날 수 있는데, AC, AT, GC, GT 등의 염기배열의 경우에서 이러한 종류의 DNA 사슬간의 전자 순환 이동 현상이 예상된다(도 2).However, when electrons move from T 3 to A 3 , even if they accumulate in P 3 , if electrons continue to move from C 4 to G 4 , some of the electrons accumulated in P 3 move to empty positions in C 4 . Will be filled. Likewise, electrons moved to G 4 accumulate first in P 3 ′ and fill with empty positions in T 3 . Thus, when the continuous flow of electrons in the DNA chain circulates to T 3 -A 3 -P 3 -C 4 -G 4 -P 3 '-T 3 , the biochemical activity of this part is remarkably due to the electrical properties. Will increase. This phenomenon also occurs in the A 6 C 7 sequencing, which is expected to move electrons in the direction of T 6 -A 6 -P 6 -C 7 -G 7 -P 6 '-T 6 . In general, this phenomenon can occur when the sequence of purine and pyrimidine sequences is continuous. In the case of base sequences such as AC, AT, GC, GT, etc. Expected (FIG. 2).

반대로 생각하면, 외부에서 자기장에 의하여 전자 이동을 시키지 않더라도 DNA 염기서열자체가 이러한 전자이동에 의하여 DNA 정보를 갖고 있다고 추론할 수 있는데, 결국 게놈 DNA에서 주로 인트론 DNA는 여러 종류의 DNA 결합 단백질 또는 활성화 도메인(activating domain)을 갖는 단백질에 의하여 작동되는데, 인트론 DNA 자체가 특수한 결합 도메인(binding domain)의 구조를 갖지 못하므로 자체 내 생화학적 활성화에 의한 외부 단백질의 끌어들임이 이루어져야 하므로 본 발명자들이 가정한 DNA 사슬 염기 쌍 사이에 자유 전자의 순환연속 이동현상은 매우 중요한 근거가 된다.On the contrary, it can be inferred that the DNA sequence itself has DNA information by the electron transfer even though the electron is not moved externally by the magnetic field. In the genomic DNA, intron DNA is mainly used for various kinds of DNA binding proteins or activation. It is operated by a protein having an activating domain. Since the intron DNA itself does not have a structure of a specific binding domain, it is assumed that the induction of an external protein by biochemical activation within itself should be performed. Cyclic transfer of free electrons between DNA chain base pairs is a very important basis.

DNA 구조를 A, C, G, T로 표현하게 되면 DNA가 갖고 있는 정보를 바로 읽을 수 없으므로 본 발명자들은 DNA 사슬 염기 쌍 사이에 이루어 질 수 있는 자유 전자의 이동 현상을 표식화하기 위한 방법을 고안하였는데, 이는 도 2에 나타낸 바와 같다. 포워드 DNA(forward DNA) 염기서열의 A와 G는 단일 핵산 구조에서 볼 때 리버스 DNA(reverse DNA)의 T와 C로부터 전자이동이 예상되므로 오른쪽으로 회전하는 화살표를 사용하였으며 T와 C는 이것의 반대 표식을 사용하였는데, 특히 G와 C는 핵산 사이의 수소결합이 강하므로 이중선의 화살표를 사용하였다.When the DNA structure is expressed as A, C, G, and T, the information contained in the DNA cannot be directly read, and the present inventors devised a method for labeling a phenomenon of free electron transfer that can occur between DNA chain base pairs. This is as shown in FIG. A and G in the forward DNA sequence are used as arrows that rotate to the right because electrons are expected to migrate from T and C of reverse DNA when viewed in a single nucleic acid structure. Markers were used, in particular G and C because of the strong hydrogen bonds between nucleic acids, double arrows were used.

그리고 이들이 AT, AC, GT, GC 등과 같이 포워드(forward)와 리버스(reverse) DNA의 양쪽 사이에서 순환성의 전자이동이 예상되는 경우에는 사각형 모양의 표식을 사용하였으며 특히 G와 C의 경우에는 이중 선으로 구별하였다.And when they are expected to have cyclic electrophoresis between both forward and reverse DNA such as AT, AC, GT, GC, etc., they use a square marker, especially for G and C. Separated by.

상기와 같은 표식 방법을 사용하여 생쥐 성장 호르몬 수용체 유전자의 프로모터(promoter) 부위 (GenBankTM허가번호; U06224)를 표식한 결과는 도 3과 같다. 도 3은 생쥐 성장 호르몬 수용체 유전자의 프로모터 영역을 본 명세서에서 개시한 DNA 분석방법에 의하여 예측되는 자유전자의 이동경로를 도식화한 도면이다.Using the labeling method as described above, the promoter region (GenBank ™ license number; U06224) of the mouse growth hormone receptor gene was labeled as shown in FIG. 3. FIG. 3 is a diagram illustrating a movement path of free electrons predicted by the DNA analysis method of the promoter region of the mouse growth hormone receptor gene.

이 표식에 나타낸 바와 같이 양 DNA 축 사이에 가상의 전자 경로를 살펴보면 도 3에서 순환성 전자 이동이 집중되는 부위를 식별할 수 있는데, 대체로 도 3에 표시된 1, 2, 3 부위를 지적할 수 있다. 이러한 1, 2, 3 부위는 외부의 생화학적 또는 본 발명자들이 사용한 순환성 자기장 자극에 의하여 DNA의 활성화가 쉽게 발생되어 질 수 있는 부위로 생각할 수 있다. 이중에서 2의 염기서열이 좌우 대칭성을 가지고 있어 회전되어질 가능성이 높으므로 주요한 관련 단백질 부착 (target protein binding site) 부위로 추측할 수 있다. 실제로 이 생쥐의 성장 호르몬 수용체 유전자의 프로모터 부위는 메논(Menon) 등(1995)에 의하여 약 300 bp 정도의 염기서열을 성장 호르몬 단백질 부착 부위로 예측하였던 부위로서, 본 발명자들은 이러한 정보에서 보다 생물 화학적으로 의미있는 16∼20개 정도의 염기서열을 선택하기 위한 방법으로 위와 같은 표식법을 개발하였다.As shown in this marker, looking at the hypothetical electron pathway between the two DNA axes, one can identify the sites where cyclic mobilization is concentrated in FIG. 3, which can generally point to the 1, 2, and 3 sites shown in FIG. 3. . These 1, 2, and 3 sites can be considered as sites where DNA activation can be easily generated by external biochemical or cyclic magnetic field stimulation used by the present inventors. Of these, since the nucleotide sequence of 2 has a symmetrical symmetry and is highly likely to be rotated, it can be assumed to be a major target protein binding site. Indeed, the promoter region of the growth hormone receptor gene in this mouse was predicted by Menon et al. (1995) as about 300 bp sequence as the growth hormone protein attachment site. As a method of selecting 16 to 20 nucleotide sequences, which are meaningful as above, the above labeling method was developed.

본 발명자들은 이와 같은 DNA 분석방법으로 다양한 종류의 전사인자 (transcription factor)들의 DNA 결합부위를 검색한 결과 대부분 유의성 있는 구조를 이루고 있음을 알 수 있었는데, 특히 제한효소 (restriction enzyme)들의 목표DNA 결합(target DNA binding) 염기 서열에 관한 분석은 매우 의미가 큰 것으로 판단되었다. 나아가서 본 발명자들은 세포 내의 이중구조나 복합적인 요소들이 없는 단순한in vitro전사(in vitrotranscription) 연구를 시행하였는데, DNA의 삼차원적 구조의 복합성을 제거하기 위하여 PCR을 이용해서 생산한 DNA를 사용하였다. 보다 구제적인 사항은 실시예를 통하여 설명한다.The present inventors have found that the DNA binding sites of various kinds of transcription factors were found to have a significant structure by DNA analysis. In particular, the target DNA binding of restriction enzymes ( The analysis of the target DNA binding nucleotide sequence was found to be very meaningful. Further the inventors were performed a simple in vitro transcription absence of the double structure and the combination of elements in the cell (in vitro transcription) studies, the DNA produced using the PCR was used to remove the complexity of the three-dimensional structure of DNA. More specific matters will be described by way of examples.

한편, 위에서 DNA를 예를 들어 설명한 자유전자의 이동경로를 예측하여 생화학적으로 활성이 있을 것으로 여겨지는 서열을 결정하는 방법은 RNA에도 그대로 적용될 수 있다. 즉, RNA는 염기에서 있어 DNA의 T(thymine)가 U(uridine)로 대체되었으나, 둘 다 모두 A(adenine)와 수소결합을 하고 U는 단지 T와 비교하여 하나의 메틸기가 없다는 차이가 있을 뿐이므로 A와 비교하여 U 역시 음전하를 더 많이 가지고 있으므로 U에서 A 쪽으로 전자의 이동이 발생할 수 있음은 쉽게 예측할 수 있다. 또는 RNA는 2' 데옥시리보스인 DNA에 비하여 리보스를 구성성분으로 하고 있으나, 양가닥 모두 공통으로 가지고 있으므로 염기 쌍간의 자유전자 이동에는 큰 영향을 미칠 것으로 여겨지지 않는다. 따라서, 상기한 DNA 염기서열 분석방법은 RNA에 대하여도 그대로 적용된다.On the other hand, the method of determining the sequence that is considered to be biochemically active by predicting the migration path of the free electrons described above using DNA as an example may be applied to RNA as it is. In other words, RNA is at the base, and T (thymine) of DNA is replaced by U (uridine), but both have hydrogen bonds with A (adenine) and U has only one methyl group compared to T. Therefore, since U also has more negative charges than A, it is easy to predict that electrons may move from U to A. Alternatively, RNA has ribose as a constituent compared to DNA which is 2 'deoxyribose, but since both strands have in common, it is not considered to have a great influence on free electron transfer between base pairs. Therefore, the above DNA sequencing method is applied to RNA as it is.

또한, 상기 생화학적으로 활성이 있을 것으로 여겨지는 서열이란 그 서열에 결합하는 단백질 및 기타 구조적 변형을 일으키는 인자 등에 의하여 특정 유전자의 발현을 활성화시키거나 억제시킬 수 있는 서열을 의미한다.In addition, the sequence which is considered to be biochemically active means a sequence capable of activating or inhibiting expression of a specific gene by a protein which binds the sequence and other factors causing structural modifications.

[발명의 구성][Configuration of Invention]

본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절방법은 자연적으로 또는순환성 자기장의 존재 하에서 DNA 또는 RNA 이중나선 상에서 수소결합을 하고 있는 염기 쌍 사이에 일어나는 자유전자의 이동경로를 예측하는 분석 또는 DNA 또는 RNA 데이터 베이스 검색을 통하여 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열을 결정하는 단계; 상기 서열에 특이적인 순환성 자기장을 대상 생물학적 시스템에 조사하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Gene expression control method using the circulatory magnetic field of the present invention is an analysis or DNA for predicting the migration path of free electrons occurring between the base pairs that are hydrogen bond on the DNA or RNA double helix in natural or cyclic magnetic field or Determining a sequence that is believed to have biochemical activity by searching an RNA database; Irradiating the subject biological system with a circulating magnetic field specific for the sequence.

또한, 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치는, 도4에 도시된 바와 같이, 발현시키고자 하는 유전자에 대하여 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열을 입력받아서, 상기 서열에 따른 서열신호를 출력하는 마이콤(40); 상기 마이콤으로부터 상기 서열신호를 입력받아서, 상기 서열신호에 따라 맥동성 구동전원신호를 출력하는 구동부(20);와 전자석을 구비하여, 상기 구동부로부터 입력되는 상기 구동전원신호에 따라 상기 전자석에 의해 순환성 자기장을 발생시키는 자기장 동작부(30)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 도 4는 상기 본 발명의 유전자 발현 조절장치의 구성의 일예를 개략적으로 도시한 블럭도이다.In addition, the gene expression control apparatus using the circulating magnetic field of the present invention, as shown in Figure 4, by receiving a sequence that is believed to have biochemical activity on the gene to be expressed, the sequence according to the sequence A microcomputer 40 for outputting a signal; A driving unit 20 receiving the sequence signal from the microcomputer and outputting a pulsating driving power signal according to the sequence signal; and an electromagnet, and circulating by the electromagnet in accordance with the driving power signal input from the driving unit. It characterized in that it comprises a magnetic field operation unit 30 for generating a magnetic field. Figure 4 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of the gene expression control apparatus of the present invention.

상기 마이콤(40)은 도 4에 나타낸 바와 같이 발현시키고자 하는 유전자에 대하여 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열을 입력받아서, 상기 서열에 따른 서열신호를 출력하는 기능을 한다.As shown in FIG. 4, the microcomputer 40 receives a sequence which is considered to have biochemical activity with respect to a gene to be expressed, and outputs a sequence signal according to the sequence.

상기 구동부(20)는 도 4에 나타낸 바와 같이 예를 들면, 외부전원을 입력받아서 이를 정류하여 직류전원을 출력하는 전원회로(21); 일정 주파수의 구형파 신호를 발생시키는 발진회로(22); 및 상기 전원회로(21)로부터 전원을 인가받고, 상기 발진회로(22)로부터 구형파신호를 인가받아서, 상기 마이콤(40)으로부터 인가되는 서열신호에 따라 맥동성 구동전원신호를 형성하여 출력하는 제어회로(23)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 4, the driving unit 20 includes, for example, a power supply circuit 21 which receives an external power source and rectifies it to output a DC power source; An oscillation circuit 22 for generating a square wave signal of a constant frequency; And a control circuit receiving power from the power supply circuit 21 and receiving a square wave signal from the oscillation circuit 22 to form and output a pulsating driving power signal according to the sequence signal applied from the microcomputer 40. It characterized by including (23).

상기 구동부(20)에 있어서, 상기 전원회로(21)는 자기장 동작부에 필요한 전원을 공급하는 장치로서 110∼220V, 60 Hz의 교류 전원을 적절한 전압으로 낮추어서 필요에 따라 직류전원으로 전환시키는 장치를 말한다. 여기에는 자기장 동작부의 전기용량에 따라 전압과 전류량을 조절하는 회로가 설계되며, 브리지(bridge)와 같은 정류회로가 사용될 수 있다. 그리고, 자기장 동작부에 과부하가 발생하기 쉬우므로 전원회로(21)에 적절한 안전 저항을 설치하고 과열을 방지하기 위한 냉각장치가 설치될 수 있다.In the drive unit 20, the power supply circuit 21 is a device for supplying the power required for the magnetic field operation unit to lower the AC power of 110 ~ 220V, 60 Hz to an appropriate voltage to convert the device to DC power as needed Say. Here, a circuit for adjusting the voltage and the current amount according to the capacitance of the magnetic field operation part is designed, and a rectifying circuit such as a bridge may be used. In addition, since an overload easily occurs in the magnetic field operating part, a cooling device for installing an appropriate safety resistor in the power supply circuit 21 and preventing overheating may be installed.

상기 구동부(20)에 있어서, 상기 발진회로(22)는 일정 주파수의 구형파 신호를 발생시키는 장치를 말한다. 여기에는 도 5A에 나타낸 바와 같이, 단순한 릴레이와 콘덴서를 이용한 발진회로와 도 5B에 나타낸 5A의 CR1의 C1과 A1의 접점을 유지하기 위하여 필요한 릴레이 보강회로를 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 도 5A와 도 5B에 나타낸 발진회로에 의하여 균일한 주파수를 얻을 수 있다.In the driver 20, the oscillator circuit 22 refers to a device for generating a square wave signal of a predetermined frequency. This may include an oscillation circuit using a simple relay and a capacitor as shown in FIG. 5A and a relay reinforcement circuit necessary to maintain the contacts of C1 and A1 of CR1 of 5A shown in FIG. 5B. A uniform frequency can be obtained by the oscillation circuits shown in Figs. 5A and 5B.

상기 구동부(20)에 있어서, 상기 제어회로(23)는 상기 전원회로(21)로부터 전원을 인가받고, 상기 발진회로(22)로부터 구형파신호를 인가받아서, 상기 마이콤(40)으로부터 인가되는 서열신호에 따라 맥동성 구동전원신호를 형성하여 출력하는 장치로서 스위치와 릴레이를 포함하여 구성될 수 있다. 도 6은 상기 제어회로(40)에 사용될 수 있는 회로의 일예를 나타낸 것으로서, 순차적인 스위치 작용을함으로써 TRn까지 연속 작동시킬 수 있도록 하는 스위치 회로를 나타내는 도면이다. 이 회로에 의하면 충분한 주기의 발진이 이루어지면 TR1을 작동시켜서 C1에 전기를 충전시킨 후 다시 C1의 기전력으로 TR2를 작동시키고, 순차적인 스위치 작용을 통하여 TRn까지 연속으로 작동시킬 수 있게 된다.In the driving unit 20, the control circuit 23 receives power from the power supply circuit 21, receives a square wave signal from the oscillation circuit 22, and receives a sequence signal from the microcomputer 40. According to the device for forming and outputting a pulsating driving power signal may be configured to include a switch and a relay. FIG. 6 shows an example of a circuit that can be used for the control circuit 40, and shows a switch circuit that can continuously operate up to TRn by performing a sequential switch action. According to this circuit, when sufficient oscillation is made, TR1 is operated to charge C1 with electricity, and then TR2 is operated by the electromotive force of C1, and it can operate continuously to TRn through sequential switching action.

상기한 제어회로(23)에는 안전회로가 추가로 연결되어 이루어질 수 있다. 상기 안전회로에는 내부, 외부 입력전원에 대한 퓨즈(fuse) 장치, 동작부(30)의 누전에 의한 과열을 방지하기 위한 저항안전기 및 전체 전자 장비의 과부하에 대한 주전 자동차단기 등이 포함된다. 또한, 제어회로(23)에는 자기장 동작부(20)의 크기가 커져서 감속 모터를 사용하는 전동장치를 사용하는 경우에는 이 전동장치를 제어하는 조절장치가 추가로 연결되어 질 수 있다.The control circuit 23 may be further connected to the safety circuit. The safety circuit includes a fuse device for internal and external input power, a resistance safety device for preventing overheating due to a short circuit of the operation unit 30, and a main circuit breaker for overload of the entire electronic equipment. In addition, when the size of the magnetic field operation part 20 is increased, the control circuit 23 may further be connected to an adjusting device for controlling the power transmission device when a power transmission device using a speed reduction motor is used.

또한, 상기 자기장 동작부(30)는 예를 들면, 도 7A, 7B 또는 7C에 나타낸 바와 같이 자기장이 조사되는 생물학적 시스템이 놓여지는 플랫폼(73); 상기 플랫폼을 내포하면서, 상기 전자석보다 적어도 2배의 두께를 가지며, 비탄소강을 주재료로 하여 이루어진 외형틀(71); 상기 플랫폼을 중심으로 상기 외형틀(71)의 안쪽에 설치되는 적어도 2극 이상의 전자석(70); 상기 전자석의 각 극 사이에 설치되는 자기장 차단장치(72); 및 상기 플랫폼(73) 또는 상기 외형틀(71)을 이동시켜서, 상기 생물학적 시스템이 특정한 위치에 놓이도록 하는 조정장치(도시되지 않음)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnetic field operating portion 30 may include, for example, a platform 73 on which a biological system irradiated with a magnetic field is placed, as shown in FIGS. 7A, 7B or 7C; An outer frame 71 containing at least two times the thickness of the electromagnet and including the platform, the main frame being made of non-carbon steel; An electromagnet 70 of at least two or more poles installed inside the outer mold 71 around the platform; Magnetic field blocking device 72 is installed between each pole of the electromagnet; And an adjusting device (not shown) for moving the platform 73 or the outer frame 71 so that the biological system is placed in a specific position.

자기장 동작부(30)에 있어서, 상기 플랫폼(73)은 자기장이 조사되는 생물학적 시스템이 놓여지는 대(platform)로서 조사되는 자기장에 영향을 미치지 않는 재료로 이루어지는 것이면 그 재료 및 모양에 있어서는 아무런 제한 없이 사용되어질 수 있다. 상기 플랫폼(73)은 하기의 조정장치에 연결되어져 상하좌우로 이동되어질 수도 있다. 또한, 상하좌우 뿐만 아니라 평면 또는 입체적으로 회전되어질 수 있다.In the magnetic field operating part 30, the platform 73 is made of a material which does not affect the magnetic field to be irradiated as a platform on which the biological system to which the magnetic field is irradiated is not limited in its material and shape. Can be used. The platform 73 is connected to the following adjustment device may be moved up, down, left and right. In addition, it can be rotated in a planar or three-dimensional manner as well as up, down, left and right.

자기장 동작부(30)에 있어서, 상기 외형틀(71)은 자기장을 중심에 모으기에 충분한 정도의 두께를 가지고 있으며 상기 전자석(70)의 주변 둘레에 연결된 것을 말한다. 이 외형틀(71)은 전자석용 막대보다 훨씬 두꺼워야 한다. 바람직하게는 전자석의 직경보다 2배 이상이어야 한다. 이는 외형틀(71)은 말굽자석의 말굽과 같이 말굽의 끝에 자기장이 형성될 수 있도록 하는 매개자 역할을 하는데, 만약 그 두께가 이 보다 얇아지면, 상기 전자석(70)에 충분한 자기장이 형성되지 않기 때문이다. 또한, 본 발명의 유전자 발현 조절장치의 사용목적에 따라 상기 외형틀(71)의 크기는 자유롭게 맞추어서 제작될 수 있다. 예를 들면, 외형틀(71)의 직경이 20cm∼3m인 자기장 동작부가 제작될 수 있다.In the magnetic field operation unit 30, the outer mold 71 has a thickness enough to center the magnetic field and is connected to the circumference of the electromagnet 70. This contour frame 71 should be much thicker than an electromagnet rod. Preferably it should be at least twice the diameter of the electromagnet. This is because the outer frame 71 acts as a mediator to form a magnetic field at the end of the horseshoe, such as the horseshoe of the horseshoe magnet, because if the thickness is thinner than this, sufficient magnetic field is not formed in the electromagnet 70. . In addition, according to the purpose of use of the gene expression control device of the present invention, the size of the outer mold 71 can be freely tailored. For example, a magnetic field operating part having a diameter of the outer mold 71 of 20 cm to 3 m may be manufactured.

자기장 동작부(30)에 있어서, 상기 전자석(70)은 상기 플래폼(73)을 중심으로 상기 외형틀(71)의 안쪽에 설치되는 적어도 2극 이상인 것으로서 구동부(30)의 제어회로(23)로부터 구동전원신호를 인가받아 다극성 예를 들면, 10극성을 가진 순환성 자기장을 교차하여 발생시키는 장치이다. 여기에서, 상기 전자석(70)이 적어도 2극 이상이어야 하는 것은 DNA 또는 RNA 이중나선 상의 염기 쌍 사이의 수소결합에 수직한 방향으로 순환성의 자기장을 조사시키기 위하여는 적어도 2극 이상이어야 하기 때문이다. 바람직하기로는, DNA 또는 RNA 이중나선이 한 바퀴회전 할 때참여하는 염기수인 약 10 극 내외의 것이 좋다. 즉, 일반적인 DNA 구조에서 이중나선이 한 바퀴 회전하는 데 소요되는 염기 수인 약 6∼14, 더욱 바람직하게는 8∼12 극인 것이 좋다.In the magnetic field operating section 30, the electromagnet 70 is at least two poles or more installed inside the outer frame 71 with respect to the platform 73, and is separated from the control circuit 23 of the driving section 30. The device generates a cross-polar magnetic field having a multipolar polarity, for example, a 10 polarity, by receiving a driving power signal. Here, the electromagnet 70 should be at least two poles because at least two poles should be used to irradiate the circulating magnetic field in a direction perpendicular to the hydrogen bond between base pairs on a DNA or RNA double helix. Preferably, about 10 poles, which is the number of bases participating when the DNA or RNA double helix is rotated once, is preferable. In other words, it is preferable that the number of bases required to rotate the double helix in a general DNA structure is about 6 to 14, more preferably 8 to 12 poles.

상기 전자석(70)에는 에나멜 코일이 감겨진 비탄소강으로 된 전자석이 포함된다. 상기 전자석(70)은 다수 개, 바람직하게는 10개가 외형틀(71)에 연결되어 설치되며, 상기 전자석(70)은 전자석의 축이 지면과 수평(도 7A) 또는 수직(7B, 7C)하도록, 상기 플랫폼(73)을 중심으로 방사형으로 배열되는 평면형(plane or flat type)과 상기 전자석(70)의 축이 구형으로된 외형틀의 구면에 대하여 법선방향으로 향하도록, 상기 플랫폼(73)을 중심으로 구면 방사형으로 배열된 입체형(three dimensional type)으로 배치될 있다.The electromagnet 70 includes an electromagnet made of non-carbon steel wound with an enamel coil. A plurality of electromagnets 70, preferably 10 are connected to the outer frame 71, the electromagnet 70 is so that the axis of the electromagnet is horizontal (Fig. 7A) or vertical (7B, 7C) to the ground The platform 73 is arranged such that the platform 73 is radially arranged about the platform 73 and the axis of the electromagnet 70 faces in a normal direction with respect to the spherical surface of the spherical outer frame. It may be arranged in a three dimensional type arranged spherical radially to the center.

도 7A는 다수 개의 전자석(70)이 수평하게 배치된 수평형 자기장 동작부(horizontal type magnetic field reactor)의 일예로서, 10 개의 전자석(70)이 수평방향으로 방사형으로 배치된 것을 도시한 것이다. 또한, 도 7B는 다수 개의 전자석이 수직하게 배치된 수직형 자기장 동작부(vertical type magnetic field reactor)의 일예로서, 10 개의 전자석(70)이 수직방향으로 방사형으로 배치된 것을 도시한 것이다. 도 7C는 도 7B에 나타낸 수직으로 배치된 전자석 중 하나(70)가 하단의 외형틀(71)에 연결되어지는 모습을 부분적으로 나타낸 부분 측면도이다. 여기에서 전자기장을 발생시키는데 사용되는 금속은 반드시 비탄소강이어야 한다.FIG. 7A illustrates an example of a horizontal type magnetic field reactor in which a plurality of electromagnets 70 are horizontally arranged, and shows ten electromagnets 70 radially arranged in a horizontal direction. In addition, FIG. 7B illustrates an example of a vertical type magnetic field reactor in which a plurality of electromagnets are disposed vertically, in which ten electromagnets 70 are radially disposed in a vertical direction. FIG. 7C is a partial side view partially showing how one of the vertically arranged electromagnets shown in FIG. 7B is connected to the outer frame 71. The metal used to generate the electromagnetic field here must be non-carbon steel.

자기장 동작부(30)에 있어서, 상기 차단장치(72)는 도 7A, 7B에 나타낸 바와 같이, 10극으로 배치된 전자석들(70) 사이에 알루미늄(aluminum)이나 납 등의 자기장 차단 재료를 사용하여 차단장치(separator)(72)를 형성해 줌으로써 인접하는 자기장의 간섭을 방지하기 위한 장치를 말한다. 상기 차단기는 원통형 차단막의 형태로 변형되어 설치될 수 있다.In the magnetic field operating section 30, the blocking device 72 uses magnetic field blocking materials such as aluminum or lead between the electromagnets 70 arranged in ten poles, as shown in Figs. 7A and 7B. By means of forming a separator (72) refers to a device for preventing the interference of the adjacent magnetic field. The circuit breaker may be deformed and installed in the form of a cylindrical barrier.

자기장 동작부(30)에 있어서, 상기 조정장치(도시되지 않음)는 플랫폼(73) 및 외형틀(71)에 연결되며 동작부의 하단에 설치되어 외형틀(71) 전체 또는 플랫폼(73)을 상하좌우로 움직여 상기 생물학적 시스템이 동작부의 특정한 위치에 놓이도록 하는 장치를 말한다. 더우기, 순환성 자기장이 발생시키는 특정 DNA 또는 RNA 염기 서열신호에 부합되는 DNA 또는 RNA가 자기장에 노출되는 빈도를 높이기 위하여 자기장이 조사되는 생물학적 시스템을 각 회 주기마다 조금씩 시계 또는 반시계 방향으로 회전시킬 수 있도록 하거나 외형틀(71) 전체를 조사되는 생물학적 시스템에 대하여 회전시킬 수 있도록 하는 장치이다. 또한, 이 조정장치는 생물학적 시스템의 입체적인 구조 전체를 자기장으로 조사할 수 있도록 상기와 같이 평면상에서 회전하는 것 뿐만 아니라 3차원적으로 회전시킬 수 있도록 하는 장치를 말한다.In the magnetic field operating unit 30, the adjusting device (not shown) is connected to the platform 73 and the outer frame 71, and is installed at the lower end of the operating unit to raise or lower the entire outer frame 71 or the platform 73. It refers to a device that moves left and right to place the biological system at a specific position of an operating unit. Furthermore, in order to increase the frequency of exposure of the DNA or RNA to the magnetic field that matches the specific DNA or RNA sequence signal generated by the circulating magnetic field, the biological system to which the magnetic field is irradiated is rotated clockwise or counterclockwise in each cycle. To rotate or rotate the entirety of the outline 71 relative to the biological system being irradiated. In addition, the control device refers to a device that can rotate in three dimensions as well as rotate on the plane as described above to irradiate the entire three-dimensional structure of the biological system with a magnetic field.

상기 조정장치에는 당업계에서 통상적으로 사용되는 모터, 실린더, 랙 앤 피니언, 벨트 등이 사용되어질 수 있다.The adjusting device may be a motor, a cylinder, a rack and pinion, a belt or the like which is commonly used in the art.

한편, 상기와 같은 생물학적 시스템에 순환성 자기장을 입체적으로 조사하는 또 다른 방법은 순환성 자기장 발생 장치를 다수 제작하여 입체적으로 배열하여 컴퓨터의 통제기능으로 순환성 자기장을 조사시킴으로써 달성될 수도 있다.On the other hand, another method of three-dimensionally irradiating the circulating magnetic field to the biological system may be achieved by manufacturing a plurality of circulating magnetic field generating device and arranged three-dimensionally to irradiate the circulating magnetic field with the control function of the computer.

그리고, 자기장 동작부(30)는 크기가 증가함에 따라 무게가 매우 커질 수 있으므로 이를 지지하기 위한 지지 보조틀의 제작이 필요하다. 이 지지 보조틀은 감속전기 모터로 작동할 수 있으며, 작동방법에는 소프트웨어로 제어하는 개인용컴퓨터(PC) 조절기능이 첨가될 수 있다.And, since the magnetic field operating portion 30 can be very large as the size increases, it is necessary to manufacture a support auxiliary frame for supporting it. The support frame can be operated by a deceleration electric motor, and the operating method can be equipped with a personal computer (PC) control function controlled by software.

상기한 10극으로 이루어지는 자기장 동작부는 본 발명을 설명하기 위한 예시적인 것일 뿐 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니고, 사용목적과 발생시키고자 하는 자기장의 세밀한 조절의 정도에 따라 10극 미만 또는 이를 초과하는 전자석으로 이루어지는 자기장 동작부가 사용될 수 있다.The magnetic field operating portion made of the above 10 poles is merely illustrative for the purpose of describing the present invention, and the present invention is not limited thereto. The magnetic field operation part may include less than 10 poles or more depending on the purpose of use and the degree of fine control of the magnetic field to be generated. A magnetic field operating part made of an electromagnet can be used.

본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치에는 자기장 차단 막이 추가로 포함될 수 있다. 상기 자기장 차단막에는 다극으로 설치된 전자석에서 발생되는 자기장 상호간에 미치는 영향을 최소화하기 위한 내부 자기장 차단막이 포함될 수 있으며, 이에 대하여는 상기 차단기(72)에 대하여 설명한 바와 같다. 통상적으로 자기장의 차단막에는 철그물 등의 자성체를 사용하고 있으나, 이런 자성체를 사용하는 경우에는 순환성 자기장이 목표점에 미치는 공명현상을 감소시킬 가능성이 있으므로 상기 내부 차단기에는 비자성체를 사용하여 자기장 동작부 외부로 방사되는 것을 막는 것이 유리하다. 또한, 상기 자기장 차단 장치에는 비교적 강한 교차성 자기장(alternating electromagnetic field)이 자기장 동작부 외부로 방사되어 조작자 및 대상 생물학적 시스템 이외의 생물학적 시스템이 조사되는 것을 방지하기 위한 외부 차단막(90, 91)이 추가로 포함될 수 있다. 이 외부 차단막(90, 91)은 통상적인 자기장 차단막에 사용되는 철그물과 같은 자성체 금속이 사용된다. 한편, 이 차단 시스템은 외부로부터 들어오는 불특정의 전자기파가 고유의 순환성신호를 방해하는 노이즈(noise) 현상을 감소시킬 수 있는 장치이기도 하다.Gene expression control apparatus using a circulating magnetic field of the present invention may further include a magnetic field blocking membrane. The magnetic field blocking film may include an internal magnetic field blocking film for minimizing the influence of the magnetic fields generated from the electromagnets installed in the multi-poles, as described above with respect to the circuit breaker 72. In general, magnetic shields such as iron nets are used for the magnetic field shielding membrane. However, in the case of using such magnetic bodies, there is a possibility of reducing resonance effects on the target point of the circulating magnetic field. It is advantageous to prevent radiation to the outside. In addition, the magnetic field blocking device further includes external blocking films 90 and 91 for preventing a relatively strong alternating electromagnetic field from radiating out of the magnetic field operating portion to prevent irradiation of biological systems other than the operator and the target biological system. It may be included as. The outer shielding films 90 and 91 are made of a magnetic metal such as iron net used in a conventional magnetic field shielding film. On the other hand, the blocking system is also a device that can reduce the noise phenomenon that the unspecified electromagnetic wave from the outside interferes with the inherent circulating signal.

도 9는 본 발명의 외부 자기장 차단막의 일예를 도시한 도면이다. 도 9A는 외부 차단용으로는 사각형태의 자기장 차단막(90)를 도시한 도면이고, 도 9B는 달팽이 형태의 자기장 차단막(91)를 도시한 도면이다. 도 9에 따르면, 두가지 형태의 자기장 차단막(90, 91) 모두가 자기장 동작부 전체를 에워싸도록 되어 있으며, 출입구는 자기장 동작부로부터 외부로 누출되는 자기장이 차단막로부터 직접적으로 외부로 방사되는 것을 막기 위하여 우회되어 설치되어 있다. 여기에 사용된 재질은 철판과 같은 자성체 금속이다. 상기 도면에는 출입문이 도시되어 있지 않으나, 상기 자기장 차단막에 출입문을 설치할 수 있음은 당연하다.9 is a diagram illustrating an example of an external magnetic field shielding film of the present invention. FIG. 9A illustrates a rectangular magnetic field shielding film 90 for external blocking, and FIG. 9B illustrates a snail-shaped magnetic field blocking film 91. According to FIG. 9, both types of magnetic field shielding films 90 and 91 surround the entire magnetic field operating portion, and the entrance and exit block the magnetic field leaking from the magnetic field operating portion to the outside directly from the blocking layer. It is bypassed and installed. The material used here is a magnetic metal such as an iron plate. Although the door is not shown in the figure, it is natural that the door can be installed in the magnetic field barrier.

이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 같는 본 발명의 일실시예의 작동에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of one embodiment of the present invention having the same configuration as described above will be described in detail.

먼저, 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치를 작동시키기 위하여는, 전원을 입력시킨 후 자기장을 조사받을 생물학적 시스템을 동작부(30)의 플랫폼(73)에 올려 놓고 조정장치(도시되지 않음)를 조작하여 원하는 위치에 오도록 한다. 그런 다음, 생화학적 활성이 있을 것으로 여겨지는 DNA 또는 RNA 염기 서열을 마이콤(40)을 통하여 입력한다. DNA 또는 RNA 염기서열의 입력이 완료되면 마이콤(40)은 서열신호를 구동부의 상기 제어회로(23)로 인가하게 된다.First, in order to operate the gene expression control apparatus using the circulatory magnetic field of the present invention, the biological system to be irradiated with the magnetic field after the power input is placed on the platform 73 of the operation unit 30, the adjustment device (not shown) To the desired position. The DNA or RNA base sequence that is believed to be biochemically active is then input through the microcomputer 40. When the input of the DNA or RNA sequence is completed, the microcomputer 40 applies the sequence signal to the control circuit 23 of the driver.

여기에서, 마이콤(40)이 상기 서열을 입력받아서, 상기 서열에 따른 서열신호를 출력하는 방식은 도 8에 나타낸 바와 같다. 도 8A는 상기 유전자 서열이 A 또는 T인 경우와 G 또는 C인 경우를 구분하여, 전압은 동일하나 각각 시간의 길이를달리함과 동시에, T 및 C는 각각 A 및 G와 구분되도록 반전시킨 서열신호인 것을 도시한 도면이다. 도 8B는 상기 유전자 서열이 A 또는 T인 경우와 G 또는 C인 경우를 구분하여, 시간의 길이는 동일하나 각각 전압을 달리함과 동시에, T 및 C는 각각 A 및 G와 구분되도록 반전시킨 서열신호를 도시한 도면이다. 즉, 도 8A는 시간의 길이와 자기장의 반전에 의하여 A, T, G 및 C를 구분하는 방식이고, 도 8B는 전압의 크기와 자기장의 반전에 의하여 A, T, G 및 C를 구분하는 방식을 나타내는 것이다.Here, the method of outputting the sequence signal according to the sequence by the microcomputer 40 receives the sequence is as shown in FIG. 8A distinguishes between the case where the gene sequence is A or T and the case where G or C, the voltages are the same but the lengths of time are different, and T and C are inverted so as to be distinguished from A and G, respectively. It is a figure which shows that it is a signal. FIG. 8B shows a case in which the gene sequence is A or T and G or C, and the lengths of time are the same but the voltages are different, respectively, and T and C are inverted so as to be distinguished from A and G, respectively. It is a figure which shows a signal. That is, FIG. 8A is a method of classifying A, T, G, and C by length of time and inversion of magnetic field, and FIG. 8B is a method of classifying A, T, G, and C by size of voltage and inversion of magnetic field. It represents.

상기와 같이 마이콤(40)으로부터 서열신호를 인가받은 제어회로(23)는 상기 전원회로(21)로부터 전원을 인가받고, 상기 발진회로(22)로부터 구형파를 인가받아서 상기 서열신호에 따른 맥동성 구동전원신호를 형성하여 동작부의 각각의 전자석(70)으로 인가하게 된다. 이렇게 함으로써, 상기 생화학적 활성이 있을 것으로 여겨지는 DNA 또는 RNA 염기서열에 특이적인 구동전원신호가 동작부의 각각의 전자석(70)으로 인가되게 된다.As described above, the control circuit 23 that receives the sequence signal from the microcomputer 40 receives power from the power supply circuit 21 and receives a square wave from the oscillation circuit 22 to drive pulsation according to the sequence signal. A power signal is formed and applied to each electromagnet 70 of the operation unit. By doing so, a driving power signal specific to the DNA or RNA sequence that is considered to be biochemically active is applied to each electromagnet 70 of the operating portion.

여기에서, 상기 전원회로(21)는 외부전원을 입력받아서 직류전원으로 변환한다. 예를 들면, 외부에서 110∼220V, 60 Hz의 교류전원을 입력받아서 이를 직류전원으로 변화시키는 역할을 한다. 이 전원회로(21)에서는 자기장 동작부(30)에서 요구되는 전기용량에 따라 전압과 전류량을 조절한다. 일반적으로 상기 전압과 전류량은 자기장 동작부(30) 중앙부위에서의 자기장의 세기가 약 5∼100가우스가 되도록 조절된다. 그러나, 반드시 이 범위에 한정되는 것은 아니다.Here, the power supply circuit 21 receives an external power source and converts it into a DC power source. For example, it takes an AC power source of 110-220V, 60 Hz from the outside and changes it into a DC power source. In this power supply circuit 21, the voltage and the current amount are adjusted according to the capacitance required by the magnetic field operation section 30. In general, the voltage and the current amount are adjusted so that the strength of the magnetic field at the central portion of the magnetic field operation part 30 is about 5 to 100 gauss. However, it is not necessarily limited to this range.

이와 함께, 상기 발진회로(22)에서는 일정 주파수의 구형파 신호를 발생시키는 역할을 한다.In addition, the oscillator circuit 22 serves to generate a square wave signal of a predetermined frequency.

상기 제어회로(23)가 발생시키는 구동전원신호는 자기장 동작부(30)에서 다극, 예를 들면 10극으로 배치된 전자석(70)이 순환성이며 교차성인 자기장을 발생시키도록 하는 일정한 주기의 전기적 신호이다. 이는 전원회로(21)에서 인가되는 직류전원과 발진회로(22)로부터 인가된 일정한 구형파신호를 상기 생화학적 활성이 있을 것으로 여겨지는 DNA 또는 RNA의 서열신호에 따라 조합되어진 맥동성 직류전원의 일종이 될 수 있다. 이때 도 8A에 나타낸 바와 같이, 상기 서열신호가 시간의 길이와 전원의 반전에 의하여 A, T, G 및 C를 구분하는 경우에는 상기 구동전원신호에서도 시간의 길이 즉, A 또는 T의 경우에는 한번의 전원입력에 1∼2번의 맥동성 전원이 들어가고 G 또는 C의 경우에는 2∼4의 맥동성 전원이 들어가게 하여 A 또는 T와 G 또는 C를 구분하고, T 및 C는 각각 입력되는 전원의 반전에 의하여 A 및 G와 구분되도록 한다. 따라서, 구동전원신호에서도 A, T, G 및 C가 각각 구별되어진다. 또한 8B에 나타낸 바와 같이, 상기 서열신호가 전압의 크기와 전원의 반전에 의하여 A, T, G 및 C를 구분하는 경우에는 상기 구동전원신호에서도 전압의 크기 즉, A 또는 T의 경우보다 G 또는 C의 경우에는 더 큰 전압이 들어가게 하여 A 또는 T와 G 또는 C를 구분하고, T 및 C는 각각 입력되는 전원의 반전에 의하여 A 및 G와 구분되도록 한다. 따라서, 이 경우에도 구동전원신호에서는 A, T, G 및 C가 각각 구별되어진다.The driving power signal generated by the control circuit 23 generates a constant cycle of electric power such that the magnetic field operating unit 30 generates a circulatory and cross magnetic field of the electromagnet 70 arranged in a multi-pole, for example, 10-pole. It is a signal. This is a kind of pulsating DC power source that combines the DC power applied from the power supply circuit 21 and the constant square wave signal applied from the oscillation circuit 22 according to the sequence signal of DNA or RNA which is considered to be biochemically active. Can be. In this case, as shown in FIG. 8A, when the sequence signal distinguishes A, T, G, and C by the length of time and the inversion of the power source, the driving power signal has a length of time, that is, once in the case of A or T. One or two pulsating power sources are input to the power input of, and in the case of G or C, 2 or 4 pulsating power sources are input so that A or T and G or C are distinguished. To distinguish it from A and G. Therefore, A, T, G, and C are also distinguished from each other in the drive power signal. In addition, as shown in 8B, when the sequence signal distinguishes A, T, G, and C by the magnitude of the voltage and the inversion of the power supply, the driving power signal has a larger magnitude of voltage than that of A, T, or A or T. In the case of C, a larger voltage is input to distinguish A or T from G or C, and T and C are distinguished from A and G by reversing input power, respectively. Therefore, even in this case, A, T, G and C are distinguished from each other in the driving power signal.

한편, 다극으로 배치된 각각의 전자석(70)이 발생시키는 자기장의 위상을 변화시켜 순환성 자기장을 만들기 위하여는, 첫 염기신호에 해당하는 구동전원신호가송출되는 전자석(70)의 위치를 순서대로 바꾸거나 순환성 자기장의 작용부위를 기계적인 방법으로 회전시키는 방법을 사용할 수 있다. 자기장 동작부에 송출되는 구동전원신호는 대체로 5∼7초 동안에 약 20∼약 24번의 자기장 순환이 발생되는 것이 바람직하나, 경우에 따라서 동작부의 전자석, 예를 들면 에나멜 코일의 릴럭턴스(reluctance)가 허용하는 범위 내에서 신호 발생주기를 증가시킬 수 있다.On the other hand, in order to change the phase of the magnetic field generated by each of the electromagnets 70 arranged in a multi-pole to create a circulating magnetic field, the position of the electromagnet 70 to which the driving power signal corresponding to the first base signal is transmitted is sequentially Alternately, or mechanically rotate the working part of the circulating magnetic field. The driving power signal sent to the magnetic field operating part generally generates about 20 to about 24 magnetic field cycles in 5 to 7 seconds. However, in some cases, the reluctance of the electromagnet of the operating part, for example, an enameled coil, It is possible to increase the signal generation period within the allowable range.

이와 같이, 구동부의 제어회로(23)에서 DNA 또는 RNA 서열 특이적으로 발생된 구동전원신호가 자기장 동작부(30)에 다극, 예를 들면 10극으로 배치된 전자석(70)에 인가되면 상기 전자석(70)에서는 상기 구동전원신호에 따른 DNA 또는 RNA 서열 특이적인 자기장을 발생시킨다. 이때, 순환성 자기장을 발생시키기 위하여 구동전원신호를 인가받는 전자석(70)의 순서를 순차적으로 변화시키거나, 자기장 동작부(30)의 비탄소강을 주재료로 한 외형틀(71)을 동작부(30) 하단에 설치된 조정장치를 이용하여 주기적으로 회전시킨다.As such, when the driving power signal generated specifically from the DNA or RNA sequence in the control circuit 23 of the driving unit is applied to the electromagnet 70 arranged in the multi-pole, for example, 10-pole, to the magnetic field operating unit 30, the electromagnet In 70, a magnetic field specific to DNA or RNA sequence according to the driving power signal is generated. At this time, in order to generate a circulating magnetic field, the order of the electromagnets 70 to which the driving power signal is applied is sequentially changed, or the outer frame 71 mainly composed of non-carbon steel of the magnetic field operation part 30 is operated by the operation part ( 30) Rotate periodically using the adjusting device installed at the bottom.

한편, 이와 같이 순환성 자기장이 생물학적 시스템에 조사되는 동안, 특정 DNA 또는 RNA 서열이 자기장에 노출되는 빈도를 증가시키기 위하여 상기 생물학적 시스템을 자기장 동작부(30) 하단에 설치된 조정장치를 이용하여 주기적으로 회전시킬 수 있다. 이 경우 평면 위상으로 회전시키는 것 뿐만 아니라 3차원적으로 입체 위상으로 회전시킬 수도 있다.On the other hand, while the circulatory magnetic field is irradiated to the biological system, the biological system is periodically used to adjust the frequency of the specific DNA or RNA sequence is exposed to the magnetic field using a control device installed at the bottom of the magnetic field operating section 30 Can be rotated. In this case, not only the plane phase but also the three-dimensional phase can be rotated.

본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치의 사용방법은 자연적으로 또는 순환성 자기장의 존재 하에서 DNA 또는 RNA 이중나선 상에서 수소결합을 하고 있는 염기 쌍 사이에 일어나는 자유전자의 이동경로를 예측하는 분석 또는DNA 또는 RNA 데이터 베이스 검색을 통하여 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열을 유전자 발현 조절장치의 마이콤에 입력하는 단계; 조정장치를 이용하여 유전자 발현 조절장치의 외형틀 또는 플랫폼을 움직여 순환성 자기장의 조사 대상이 되는 생물학적 시스템이 특정한 위치에 오도록 하는 단계; 유전자 조절장치의 제어회로로부터 서열 특이적인 구동전원신호를 동작부로 인가하여 일정 시간 동안 순환성 자기장이 조사되도록 하는 단계를 포함하여 이루어진다.The method of using a gene expression control apparatus using a circulating magnetic field of the present invention is an analysis for predicting the migration path of free electrons occurring between a pair of bases that are hydrogen-bonded on a DNA or RNA double helix in a natural or in the presence of a circulating magnetic field. Or inputting a sequence, which is believed to have biochemical activity, through a DNA or RNA database search into the microcomputer of the gene expression regulator; Moving the outline or platform of the gene expression regulator using a modulator to bring the biological system to be investigated for a circulating magnetic field into a specific position; And applying a sequence specific driving power signal from the control circuit of the gene regulator to the operation unit to irradiate the circulating magnetic field for a predetermined time.

한편, 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절방법에 있어서, 상기 자연적으로 또는 순환성 자기장의 존재 하에서 DNA 또는 RNA 이중나선 상에서 수소결합을 하고 있는 염기 쌍 사이에 일어나는 자유전자의 이동경로를 예측하는 분석 또는 DNA 또는 RNA 데이터 베이스 검색을 통하여 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열을 결정하는 단계는, 상기 [본 발명에 관련되는 이론적 근거]에서 상술한 DNA 또는 RNA 분석방법을 사용하여 순환성 전자 이동이 집중되는 부위를 선별한 후 이들 중에서 특히 좌우 대칭성 등의 자료를 기초로 하여 단백질 결합 부위로 여겨지는 서열을 결정하는 단계를 말한다. 이와 같은 DNA 또는 RNA 분석방법의 예로서는 도 1, 2, 3에 나타낸 바와 같다.On the other hand, in the gene expression control method using the circulating magnetic field of the present invention, predicts the movement path of free electrons occurring between the base pairs that are hydrogen-bonded on the DNA or RNA double helix in the natural or in the presence of the circulating magnetic field Determining the sequence that is believed to have biochemical activity through analysis or searching a DNA or RNA database is performed using the DNA or RNA analysis method described above in [Theoretical Basis Related to the Present Invention]. After selecting the sites where electron transfer is concentrated, it refers to a step of determining a sequence, which is considered as a protein binding site, based on data such as symmetry. Examples of such DNA or RNA analysis methods are as shown in Figs.

도 1은 포워드 서열 TGACGAC로 이루어지는 DNA 이중나선에 있어서 염기 쌍 사이의 자유전자의 이동경로(화살표 방향)를 상기한 [본 발명의 이론적 근거]에 상술한 DNA 또는 RNA 분석방법을 이용하여 예측한 것이다. 도 2는 자유전자의 이동경로를 도식화하여 나타낸 도면이다. 한편, 도 3은 DNA 정보의 도식화의 예로서, 생쥐의 성장 호르몬 수용체 유전자 중 프로모터 영역(GenBankTM허가번호; U06224)의 염기서열을 도식화한 결과 1, 2, 3 부위의 염기서열이 DNA 양가닥 사이에서 순환성 전자 이동성의 가능성이 높다는 것을 나타내고 있다.FIG. 1 is a prediction of the movement path (arrow direction) of free electrons between base pairs in a DNA double helix consisting of a forward sequence TGACGAC using the DNA or RNA analysis method described above in [Theoretical Basis of the Invention]. . 2 is a diagram schematically illustrating a movement path of free electrons. On the other hand, Figure 3 is an example of the mapping of DNA information, the base sequence of the promoter region (GenBank TM license number; U06224) in the growth hormone receptor gene of the mouse as a result of the base sequence of the 1, 2, 3 site DNA strands It shows that there is a high possibility of cyclic electron mobility among them.

또한, 상기 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열을 결정하는 단계는 DNA 또는 RNA 데이터 베이스 예를 들면, 유전자 은행(GenBankTM) 등을 검색하여 이미 생화학적 활성을 가지고 있는 것으로 알려진 DNA 또는 RNA 서열을 선택하는 것을 포함한다.In addition, the step of determining the sequence that is believed to have the biochemical activity is to search the DNA or RNA database, for example, GenBank TM , etc. DNA or RNA sequence already known to have biochemical activity It includes selecting.

본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절방법에 있어서, 상기 서열에 특이적인 순환성 자기장을 대상 생물학적 시스템에 조사하는 단계는 순환성 자기장 발생 장치를 이용하여 서열 특이적인 순환성 자기장을 대상 생물학적 시스템에 조사하는 단계를 말한다.In the gene expression control method using the circulating magnetic field of the present invention, the step of irradiating the target biological system with a circulating magnetic field specific to the sequence is a biological system for the target specific circulating magnetic field using a circulating magnetic field generating device Say step to investigate.

여기에서, 상기 순환성 자기장 발생 장치에는 상기에서 설명한 발현시키기고자 하는 유전자에 대하여 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열을 입력받아서, 상기 서열에 따른 서열신호를 출력하는 마이콤과; 상기 마이콤으로부터 상기 서열신호를 입력받아서, 상기 서열신호에 따라 맥동성 구동전원신호를 출력하는 구동부와; 전자석을 구비하여, 상기 구동부로부터 입력되는 상기 구동전원신호에 따라 상기 전자석에 의해 순환성 자기장을 발생시키는 자기장 동작부를 포함하여 이루어지는 본 발명의 유전자 발현 조절장치가 포함될 수 있으나, 본 발명의 방법이 이 장치에 한정되는 것은 아니다.Here, the circulating magnetic field generating device includes a micom that receives a sequence that is considered to have biochemical activity with respect to the gene to be expressed as described above, and outputs a sequence signal according to the sequence; A driving unit which receives the sequence signal from the microcomputer and outputs a pulsating driving power signal according to the sequence signal; The gene expression control device of the present invention may include a magnetic field operation unit including an electromagnet and a magnetic field operation unit generating a circulating magnetic field by the electromagnet according to the driving power signal input from the driving unit. It is not limited to the apparatus.

또한, 상기 서열에 특이적인 순환성 자기장이란 예를 들면, 본 발명의 유전자 발현 조절장치의 제어회로에서 발생시키는 구동전원신호를 상기한 바와 같이 A, T, G 및 C를 구분하여 발생시키고, 이를 자기장 동작부에 다극으로 배치된 전자석에 순차적으로 송출하여 발생되는 자기장으로 순환성이면서 A, T, G 및 C가 구분되도록 하는 것을 말한다. A, T, G 및 C를 구분하는 방법에는 상기한 바와 같이 먼저 시간의 길이 및 구동전원신호의 반전에 의해 구분하는 것으로서, 각각의 구동전원신호에는 1∼2개의 맥동성 전원이 포함되므로 A 또는 T의 경우에는 한번의 전원입력에 1∼2의 맥동성 전원이 들어가고 G 또는 C의 경우에는 2∼4번의 맥동성 전원이 들어가게 하는 방법이 있다(도 8A참조). 한편, A, T, G 및 C를 전압의 크기 및 구동전원신호의 반전에 의해 구분하는 경우에는 G 또는 C의 경우에는 A 또는 T의 경우 보다 더 강한 전원이 들어가도록 한다(도 8B 참조). 이와 같은 구동전원신호에 의하여 발생되는 자기장도 A, T, G 및 C가 구분되는 서열 특이적인 순환성 자기장이 된다.In addition, the cyclic magnetic field specific to the sequence is generated by dividing A, T, G, and C as described above, for example, a driving power signal generated in the control circuit of the gene expression control apparatus of the present invention. The magnetic field generated by sequentially transmitting to the electromagnet disposed in the multi-pole magnetic field operation portion is a circular and the A, T, G and C to be distinguished. The method for classifying A, T, G, and C is first divided by the length of time and the inversion of the driving power signal as described above, and since each driving power signal includes one or two pulsating power sources, A or In the case of T, one or two pulsating power sources are input at one power input, and in the case of G or C, there are two or four pulsating power sources (see Fig. 8A). On the other hand, when A, T, G, and C are divided by the magnitude of the voltage and the inversion of the driving power signal, a stronger power source is entered in the case of G or C than in the case of A or T (see Fig. 8B). The magnetic field generated by the driving power signal is also a sequence-specific cyclic magnetic field in which A, T, G, and C are distinguished.

또한, 상기 대상 생물학적 시스템에는 DNA 이중나선 구조를 갖는 모든 생물학적 시스템이 포함된다. 예를 들면, DNA 이중나선 구조를 갖는 바이러스, 박테리아, 효모, 균류, 식물 및 인간을 포함한 동물 등이 될 수 있다. DNA 이중나선 구조를 갖는 생물학적 시스템이면 그것이 단일가닥 DNA 이든 이중가닥 DNA이든 상관이 없다. 또한, DNA 나선 구조를 갖는 모든 생물학적 시스템 뿐만 아니라 수소 결합을 가지고 있고 분자 내부에서 자유전자의 이동이 순환적으로 발생될 수 있는 분자를 포함하는 생물학적 시스템이면 어떠한 것이라도 포함된다. 예를 들면, RNA 이중 나선을 갖는 생물학적 시스템이 여기에 포함될 수 있다.In addition, the biological system of interest includes all biological systems having a DNA double helix structure. For example, it can be viruses, bacteria, yeasts, fungi, plants and animals including humans having a DNA double helix structure. A biological system with a DNA double-helix structure does not matter whether it is single- or double-stranded DNA. In addition, any biological system having a DNA helix structure, as well as any biological system containing a molecule having a hydrogen bond and capable of cyclically generating free electron movement within the molecule, is included. For example, biological systems having RNA double helices can be included here.

[실시예]EXAMPLE

실시예 1Example 1

본 발명의 유전자 발현 조절장치를 이용하여 T3 프로모터 영역에 특이적인 순환성 자기장의 조사가 T3 RNA polymerase의in vitro전사에 미치는 영향을 알아보기 위하여 T3 프로모터 서열을 포함하는 플라스미드 벡터를 제조하였다. 본 실시예에 사용된 T3 프로모터 서열은 DNA의 3차원적 구조의 복합성을 제거하기 위하여 PCR을 이용하여 제조된 DNA를 사용하였다.A plasmid vector comprising a T3 promoter sequence was prepared to investigate the effect of irradiation of a circulating magnetic field specific for the T3 promoter region on in vitro transcription of T3 RNA polymerase using the gene expression regulator of the present invention. As the T3 promoter sequence used in this example, DNA prepared using PCR was used to remove the complexity of the three-dimensional structure of the DNA.

T3 프로모터 서열 및 본 발명의 DNA 분석방법에 의하여 예측한 자유전자의 이동경로를 도식화하여 나타낸 신호는 도 10A에 나타낸 바와 같았다. 도 10A에 나타낸 T3 프로모터 서열(20bp)을 마이콤에 입력하고 아래의in vitro전사 시스템이 유전자 조절장치의 중앙에 오도록 조정한 다음, 상기 서열에 특이적인 순환성 자기장을 발생시켰다. 이와 같이 발생된 순환성 자기장을 T3 프로모터를 포함하는 플라스미드 벡터, T3 RNA polymerase 및 기타 버퍼용액으로 이루어진 용액에 조사한 후,in vitro전사 정도를 합성된 T3 프로모터에서 전사된 RNA의 양을 측정하여 추정하였다. 본 실시예에 사용된in vitro전사 시스템은 로체(Roche)사(카탈로그번호 999-644, Mannheimn, 독일)의In vitrotranscription system이었다.The signal shown by diagramming the T3 promoter sequence and the free electron migration predicted by the DNA analysis method of the present invention was as shown in FIG. 10A. The T3 promoter sequence (20 bp) shown in FIG. 10A was entered into the microcomputer and adjusted so that the following in vitro transcription system was centered in the gene regulator, and generated a circulating magnetic field specific to the sequence. The circulating magnetic field thus generated was examined in a solution consisting of a plasmid vector containing a T3 promoter, a T3 RNA polymerase, and other buffer solutions, and then the extent of in vitro transcription was estimated by measuring the amount of RNA transcribed from the synthesized T3 promoter. . Was an in vitro transcription system, Roche (Roche) use of (Cat. No. 999-644, Mannheimn, Germany) In vitro transcription system used in this embodiment.

본 실시예에 사용된 유전자 발현 조절장치는 10극으로 배치된 전자석이 수평하게 방사상으로 배치된 것이었다. 이때 조사된 순환성 자기장은 그 주기가 0.2 Hz이었고, 조사된 시간은 20분 또는 40분이었으며, 조사된 자기장의 세기는 20 가우스, 온도는 실온이었다. 한편, 대조군으로서 순환성 자기장을 조사하지 않은 상기 T3 프로모터를 포함하는 플라스미드에서의in vitro전사의 정도를 측정하였다. 또한, 비특이적 서열에 특이적인 순환성 자기장이 전사에 미치는 영향을 알아 보기 위하여 T3 프로모터에 상보적인 서열에 이에 특이적인 순환성 자기장을 동일한 조건으로 조사하여in vitro전사의 정도를 측정하였다. 여기에서 DNA 서열에 특이적인 순환성 자기장은 시간의 길이로서 구분하는 방식을 사용하였다. 즉, A 또는 T는 1∼2번의 전원이, G 또는 C는 2∼4번의 전원이 입력되도록 하였으며, T 및 C는 각각 구동전원신호의 반전에 의하여 A 및 G와 구별되도록 하였다.The gene expression control device used in this example was that the electromagnets arranged in ten poles were horizontally arranged radially. At this time, the irradiated circulating magnetic field had a period of 0.2 Hz, the irradiated time was 20 or 40 minutes, the intensity of the irradiated magnetic field was 20 gauss, and the temperature was room temperature. On the other hand, the degree of in vitro transcription in the plasmid containing the T3 promoter without irradiating the circulating magnetic field as a control was measured. In addition, in order to determine the effect of the circulating magnetic field specific to the nonspecific sequence on the transcription, the degree of in vitro transcription was measured by examining the circulating magnetic field specific to the sequence complementary to the T3 promoter under the same conditions. Here, a circulating magnetic field specific to the DNA sequence was used as the length of time. That is, A or T is to be supplied 1 to 2 power, G or C is to be supplied 2 to 4 power, T and C are distinguished from A and G by inverting the driving power signal, respectively.

본 실시예에 따른 결과는 도 10B에 나타낸 바와 같았다. 도 10B에서 A는 본 발명의 유전자 발현 조절장치에 의하여 유도된 T3 프로모터 서열에서 발현된 RNA의 양을, B는 본 발명의 유전자 발현 조절장치에 의하여 유도된 T3 프로모터의 상보적 서열에서 발현된 RNA의 양을 나타낸다. 또한, C1, C2는 순환성 자기장이 조사되지 않은 대조군을 나타내고, GR1, GR2는 본 발명의 유전자 발현 조절장치에 의하여 유도된 것을 나타내고, C1, GR1은 각각의 조건에서 20분, C2, GR2는 각각의 조건에서 40분 동안 반응시킨 결과를 나타낸다. 도 10B의 하단에는 덴시토미터(densitometer)를 이용하여 EtBr을 처리한 후 EtBr 흡수파장에서의 흡수양상을 각각의 레인에 대하여 도시하였다.The results according to this example were as shown in FIG. 10B. In Figure 10B, A is the amount of RNA expressed in the T3 promoter sequence induced by the gene expression regulator of the present invention, B is RNA expressed in the complementary sequence of the T3 promoter induced by the gene expression regulator of the present invention. Indicates the amount of. In addition, C1, C2 represents a control group not irradiated with a circulating magnetic field, GR1, GR2 indicates that induced by the gene expression regulator of the present invention, C1, GR1 is 20 minutes under each condition, C2, GR2 is The result of reaction for 40 minutes in each condition is shown. At the bottom of FIG. 10B, the absorption pattern in the EtBr absorption wavelength after treatment with EtBr using a densitometer is shown for each lane.

도 10B의 A에서 볼 수 있는 바와 같이, C1 보다 GR1이, C2 보다 GR2가 훨씬 많은 RNA 양을 보이고 있는데, 이는 본 발명에 의한 유전자 발현 조절장치로 T3 프로모터 염기서열에 영향을 준 경우 단위시간 내에 RNA 생산량이 대조군의 경우 보다 훨씬 증가되었음을 의미한다. 한펀, T3 프로모터 염기서열의 상보적인 서열에 특이적인 순환성 자기장을 조사하였을 때에는 도 10B의 B에서 볼 수 있는 바와 같이,in vitro전사량이 비슷하거나 오히려 다소 감소하였음을 알 수 있었다.As can be seen in A of FIG. 10B, GR1 is much higher than C1, and GR2 is much higher than C2. This is a gene expression control device according to the present invention that affects the T3 promoter sequence within a unit time. RNA production is much higher than that of the control group. When the circulating magnetic field specific to the complementary sequence of the Hanfun, T3 promoter sequence was examined, it can be seen that the amount of in vitro transcription was similar or rather decreased as shown in B of FIG. 10B.

실시예 2Example 2

본 실시예에서는 여러 가지 복합적인 분자들이 서로 영향을 미치고 있는 생물학적 시스템 내에서 본 발명의 유전자 발현 조절장치를 사용하여 순환성 자기장을 조사하였을 경우에도 유전자 발현 조절기능이 있는지를 확인하기 위하여, 생쥐에 본 발명의 순환성 자기장을 조사한 후 알칼라인 포스파타아제(alkaline phosphatase)의 생산정도를 관찰하였다. 알칼라인 포스파타아제는 체내에서의 분비량이 비교적 많고 과량 분비되더라도 지나친 위해 현상이 없으며 효소 자체가 비교적 안정되어 있으므로 분석방법으로 많이 사용되고 있는 것이다.In this embodiment, in order to check whether there is a gene expression control function even when the circulating magnetic field is investigated using the gene expression regulator of the present invention in a biological system in which various complex molecules influence each other, After examining the circulating magnetic field of the present invention, the degree of production of alkaline phosphatase was observed. Alkaline phosphatase is used a lot in analytical methods because the amount of secretion in the body is relatively high and there is no excessive risk even if excessive secretion occurs and the enzyme itself is relatively stable.

우선 생쥐의 알칼라인 포스파타아제의 프로모터 영역(GenBankTM허가번호: S57541)에서의 DNA를 본 명세서에서 설명한 방법으로 분석한 결과 581∼600부위의 염기서열이 DNA 사슬 사이에 자유전자의 순환이동의 가능성이 높으므로 이 부위의 염기서열(10bp)을 본 발명의 유전자 발현 조절장치의 마이콤에 입력하고, 이에 특이적인 순환성 자기장을 발생시켜 이를 생쥐에 조사하였다.First, DNA from the promoter region of the mouse alkaline phosphatase (GenBank TM accession number: S57541) was analyzed by the method described herein. Since the nucleotide sequence of this region (10bp) was input to the microcomputer of the gene expression control device of the present invention, the specific circulating magnetic field was generated and irradiated to mice.

본 실시예에 사용된 유전자 조절장치는 10극의 전자석이 각각 수직방향으로 배열되어 이들이 다시 방사상으로 배치된 장치이었다. 조사된 순환성 자기장의 주기는 0.2 Hz, 자기장의 세기는 10 가우스이었다. 여기에서 DNA 서열에 특이적인 순환성 자기장은 시간의 길이 및 구동전원신호의 반전에 의하여 A, T, G 또는 C가 구분되도록 하는 방식을 사용하였다. 즉, A 또는 T는 1∼2번의 전원이, G 또는 C는 2∼4번의 전원이 입력되도록 하였으며, T 및 C는 각각 구동전원신호의 반전에 의하여 A 및 G와 구별되도록 하였다.The genetic regulator used in this example was a device in which ten poles of electromagnets were arranged in a vertical direction and they were radially arranged again. The irradiated magnetic field had a period of 0.2 Hz and a magnetic field intensity of 10 gauss. Here, the cyclic magnetic field specific to the DNA sequence was used to distinguish A, T, G, or C by the length of time and the inversion of the driving power signal. That is, A or T is to be supplied 1 to 2 power, G or C is to be supplied 2 to 4 power, T and C are distinguished from A and G by inverting the driving power signal, respectively.

자기장이 조사되는 과정을 보면, 발브C 생쥐(Balb C mouse)를 3시간 동안 상기 특성을 가진 순환성 자기장을 조사한 후 2시간 동안 상온에서 휴식시킨 후 생쥐의 혈청을 분리하였다. 분리된 혈청을 통상적인 엘리자(Elisa) 방법으로 처리한 후 NBT-BCIP와 반응시켜 410nm에서의 흡광도(OD410)를 측정하였다. 이 흡광도의 값은 알칼라인 포스파타아제의 양과 비례하는 관계에 있다. 실험결과는 도 11에 나타낸 바와 같았다.Looking at the magnetic field is irradiated, Balb C mice were irradiated with a circulating magnetic field having the above characteristics for 3 hours, and then rested at room temperature for 2 hours to separate the serum of the mice. The isolated serum was treated by conventional Elisa method and then reacted with NBT-BCIP to measure absorbance at 410 nm (OD 410 ). The value of this absorbance is in proportion to the amount of alkaline phosphatase. The experimental results were as shown in FIG.

도 11에서 1은 순환성 자기장이 조사되지 않은 대조군 생쥐를 나타내며, 2는 상기와 같은 조건으로 순환성 자기장이 조사된 실험군 생쥐에서 얻은 알칼라인 포스파타아제의 분석 데이터를 도시한 것이다. 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이, 알칼라인 포스파타아제의 프로모터 영역의 서열에 특이적인 순환성 자기장을 조사한 생쥐에서 채취한 혈장 내의 알칼라인 포스파타아제의 농도가 대조군에 비하여 증가되었음을 알 수 있었다. 본 실시예에 의하여 비록 현재까지 진행된 연구 방법에서 생쥐가 받게 되는 충격, 불안 등의 긴장(stress)이 미치는 영향이나 생물학적 시스템 내에서 나타나는 이차적인 상호 보완 현상 등에 대한 연구가 필요한 실정이나 조사된 순환성 자기장에 의해 목표 유전자(target gene)에 대한 반응이 직접 또는간접적으로 나타났다고 할 수 있다.In FIG. 11, 1 represents control mice not irradiated with the circulating magnetic field, and 2 shows analysis data of alkaline phosphatase obtained from experimental mice irradiated with the circulating magnetic field under the above conditions. As can be seen in Figure 11, it was found that the concentration of alkaline phosphatase in plasma collected from mice irradiated with a circulating magnetic field specific to the sequence of the promoter region of alkaline phosphatase compared to the control. According to the present embodiment, even though the current research method is required to study the effects of stress, anxiety, and the like, or secondary complementary phenomena in the biological system, the study requires a study on the effects of stress and anxiety. It can be said that the response to the target gene was directly or indirectly caused by the magnetic field.

본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치 및 그 방법에 따르면, 특정 DNA 또는 RNA 서열에 특이적인 순환성 자기장을 조사시킴으로써 생물학적 시스템 내에 존재하는 특정 유전자의 발현을 특이적으로 그리고 직접적으로 특정 유전자 발현 조절물질을 해당 유전자에 전달할 필요없이 조절할 수 있다.According to the gene expression control apparatus using the circulating magnetic field and the method of the present invention, by expressing the circulating magnetic field specific to a specific DNA or RNA sequence specific expression of specific genes present in the biological system specific and direct Expression modulators can be regulated without the need to be delivered to the gene.

또한, 본 발명의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치에 의하면, DNA 또는 RNA 서열에 특이적인 순환성 자기장을 발생시킬 수 있다.In addition, according to the gene expression control apparatus using the circulating magnetic field of the present invention, it is possible to generate a circulating magnetic field specific to the DNA or RNA sequence.

Claims (19)

발현시키고자 하는 유전자에 대하여 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열을 입력받아서, 상기 서열에 따른 서열신호를 출력하는 마이콤과;A microcomputer that receives a sequence that is considered to have biochemical activity on a gene to be expressed and outputs a sequence signal according to the sequence; 상기 마이콤으로부터 상기 서열신호를 입력받아서, 상기 서열신호에 따라 맥동성 구동전원신호를 출력하는 구동부와;A driving unit which receives the sequence signal from the microcomputer and outputs a pulsating driving power signal according to the sequence signal; 전자석을 구비하여, 상기 구동부로부터 입력되는 상기 구동전원신호에 따라 상기 전자석에 의해 순환성 자기장을 발생시키는 자기장 동작부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치.And a magnetic field operating unit having an electromagnet to generate a circulating magnetic field by the electromagnet in accordance with the driving power signal input from the driving unit. 제1항에 있어서, 상기 서열신호는, 상기 유전자 서열이 A 또는 T인 경우와 G 또는 C인 경우를 구분하여, 전압은 동일하나 각각 시간의 길이를 달리함과 동시에, T 및 C는 각각 A 및 G와 구분되도록 반전시킨 서열신호인 것을 특징으로 하는 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치.The method of claim 1, wherein the sequence signal, the case where the gene sequence is A or T and the case of G or C, the voltage is the same, but at the same time varying the length of time, respectively, T and C are each A And a sequence signal inverted to be distinguished from G. A gene expression control apparatus using a circulating magnetic field. 제1항에 있어서, 상기 서열신호는, 상기 유전자 서열이 A 또는 T인 경우와 G 또는 C인 경우를 구분하여, 시간의 길이는 동일하나 각각 전압을 달리함과 동시에, T 및 C는 각각 A 및 G와 구분되도록 반전시킨 서열신호인 것을 특징으로 하는 유전자 발현 조절장치.The method of claim 1, wherein the sequence signal is classified into a case in which the gene sequence is A or T and a case in which G or C, and the length of time is the same but different voltages, respectively, T and C are each A And a sequence signal inverted to be distinguished from G. 제1항에 있어서, 상기 구동부는, 외부전원을 입력받아서 이를 정류하여 직류전원을 출력하는 전원회로와;The apparatus of claim 1, wherein the driving unit comprises: a power supply circuit which receives an external power source and rectifies the external power source to output a DC power source; 일정 주파수의 구형파 신호를 발생시키는 발진회로와;An oscillation circuit for generating a square wave signal having a constant frequency; 상기 전원회로로부터 전원을 인가받고, 상기 발진회로로부터 구형파신호를 인가받아서, 상기 마이콤으로부터 인가되는 서열신호에 따라 맥동성 구동전원신호를 형성하여 출력하는 제어회로를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유전자 발현 조절장치.And a control circuit which receives power from the power supply circuit, receives a square wave signal from the oscillation circuit, and forms and outputs a pulsating driving power signal according to the sequence signal applied from the microcomputer. Regulator. 제4항에 있어서, 상기 제어회로는, 상기 자기장 동작부의 전자석의 각 극과 접속되는 스위치와 릴레이를 구비하고, 상기 서열신호에 따라 순차적으로 스위칭작동을 함으로써, 상기 자기장 동작부의 전자석의 각 극에 순차적으로 맥동성 구동전원을 인가하여 순환성 자기장을 발생시키도록 하는 것을 특징으로 하는 유전자 발현 조절장치.5. The control circuit according to claim 4, wherein the control circuit includes a switch and a relay connected to each pole of the electromagnet of the magnetic field operation unit, and switches to each pole of the electromagnet of the magnetic field operation unit by sequentially switching in accordance with the sequence signal. Gene expression control device, characterized in that to generate a cyclic magnetic field by applying a pulsating drive power sequentially. 제1항에 있어서, 상기 자기장 동작부는, 자기장이 조사되는 생물학적 시스템이 놓여지는 플랫폼과;The magnetic field operating device of claim 1, further comprising: a platform on which a biological system to which magnetic fields are irradiated is placed; 상기 플랫폼을 내포하면서, 상기 전자석보다 적어도 2배의 두께를 가지며, 비탄소강을 주재료로 하여 이루어진 외형틀과;An outer frame containing at least two times the thickness of the electromagnet containing the platform and composed of non-carbon steel as a main material; 상기 플랫폼을 중심으로 상기 외형틀의 안쪽에 설치되는 적어도 2극 이상의 전자석과;An electromagnet having at least two poles or more installed on an inner side of the outer mold around the platform; 상기 전자석의 각 극 사이에 설치되는 자기장 차단장치와;A magnetic field blocking device installed between each pole of the electromagnet; 상기 플랫폼 또는 상기 외형틀을 이동시켜서, 상기 생물학적 시스템이 특정한 위치에 놓이도록 하는 조정장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유전자 발현 조절장치.And an adjusting device for moving the platform or the outer frame so that the biological system is placed at a specific position. 제6항에 있어서, 상기 전자석은 철심의 축이 지면과 수평 또는 수직하도록, 상기 플랫폼을 중심으로 방사형으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 유전자 발현 조절장치.7. The apparatus of claim 6, wherein the electromagnets are arranged radially about the platform such that the axis of the iron core is horizontal or vertical to the ground. 제6항에 있어서, 상기 전자석은 철심의 축이 구형으로된 외형틀의 구면에 대하여 법선방향으로 향하도록, 상기 플랫폼을 중심으로 구면 방사형으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 유전자 발현 조절장치.7. The gene expression control apparatus according to claim 6, wherein the electromagnets are arranged in a spherical radial shape with respect to the platform such that the axis of the iron core is directed in the normal direction with respect to the spherical shape of the spherical outer frame. 제6항에 있어서, 상기 전자석은 6에서 14극의 전자석인 것을 특징으로 하는 유전자 발현 조절장치.7. The gene expression control apparatus according to claim 6, wherein the electromagnet is an electromagnet having 6 to 14 poles. 제7항에 있어서, 상기 전자석은 6에서 14극의 전자석인 것을 특징으로 하는 유전자 발현 조절장치.8. The apparatus of claim 7, wherein the electromagnet is an electromagnet having 6 to 14 poles. 제6항에 있어서, 상기 자기장 차단장치는 비자성체를 주재료로 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유전자 발현 조절장치.7. The gene expression regulating device according to claim 6, wherein the magnetic field blocking device is made of a nonmagnetic material as a main material. 제1항에 있어서, 상기 유전자 발현 조절장치는, 순환성 자기장이 외부로 방사되지 않도록, 상기 유전자 발현 조절장치를 둘러싸는 자기장 차단막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유전자 발현 조절장치.The gene expression control device of claim 1, wherein the gene expression control device further comprises a magnetic field blocking film surrounding the gene expression control device so that a circulating magnetic field is not radiated to the outside. 제12항에 있어서, 상기 자기장 차단막의 통로는 적어도 한번 이상 굴절되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유전자 발현 조절장치.The apparatus of claim 12, wherein the passage of the magnetic field blocking membrane is refracted at least once or more. 자연적으로 또는 순환성 자기장의 존재 하에서 DNA 또는 RNA 이중나선 상에서 수소결합을 하고 있는 염기 쌍 사이에 일어나는 자유전자의 이동경로를 예측하는 분석 또는 DNA 또는 RNA 데이터 베이스 검색을 통하여 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열을 유전자 발현 조절장치의 마이콤에 입력하는 단계;It may have biochemical activity through analytical or DNA or RNA database searches to predict the path of free electron migration between base pairs that are hydrogen-bonded on DNA or RNA double helixes, either naturally or in the presence of a circulating magnetic field. Inputting the considered sequence into the microcomputer of the gene expression regulator; 조정장치를 이용하여 유전자 발현 조절장치의 외형틀 또는 플랫폼을 움직여 순환성 자기장의 조사 대상이 되는 생물학적 시스템이 특정한 위치에 오도록 하는 단계;Moving the outline or platform of the gene expression regulator using a modulator to bring the biological system to be investigated for a circulating magnetic field into a specific position; 유전자 조절장치의 제어회로로부터 서열특이적인 구동전원신호를 동작부로 인가하여 일정 시간 동안 순환성 자기장이 조사되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 상기 제1항 내지 제13항 중 어느 한항의 유전자 발현 조절장치의 사용방법.Claim 1 to 13 of the gene expression control device comprising the step of applying a sequence-specific drive power signal from the control circuit of the gene control device to the operation unit for irradiating a circulating magnetic field for a predetermined time. How to use. 제14항에 있어서, 상기 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열은 20∼24염기 쌍인 것을 특징으로 하는 유전자 발현 조절장치의 사용방법.15. The method of claim 14, wherein the sequence that is believed to have biochemical activity is 20 to 24 base pairs. 제14항에 있어서, 상기 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열은 25∼200염기 쌍인 것을 특징으로 하는 유전자 발현 조절장치의 사용방법.15. The method of claim 14, wherein said sequence having biochemical activity is 25-200 base pairs. 자연적으로 또는 순환성 자기장의 존재 하에서 DNA 또는 RNA 이중나선 상에서 수소결합을 하고 있는 염기 쌍 사이에 일어나는 자유전자의 이동경로를 예측하는 분석 또는 DNA 또는 RNA 데이터 베이스 검색을 통하여 생화학적 활성을 가지고 있을 것으로 여겨지는 서열을 결정하는 단계;It may have biochemical activity through analytical or DNA or RNA database searches to predict the path of free electron migration between base pairs that are hydrogen-bonded on DNA or RNA double helixes, either naturally or in the presence of a circulating magnetic field. Determining the sequence considered; 상기 서열에 특이적인 순환성 자기장을 대상 생물학적 시스템에 조사하는 단계를 포함하여 이루어지는 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절방법.Gene expression control method using a circulating magnetic field comprising the step of irradiating the target biological system with a circulating magnetic field specific to the sequence. 제17항에 있어서, 상기 대상 생물학적 시스템은 DNA 또는 RNA 이중나선 구조를 갖는 생물학적 시스템인 것을 특징으로 하는 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절방법.18. The method of claim 17, wherein the biological system of interest is a biological system having a DNA or RNA double helix structure. 제18항에 있어서, 상기 서열에 특이적인 순환성 자기장을 대상 생물학적 시스템에 조사하는 단계는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 순환성 자기장을 이용한 유전자 발현 조절장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 순환성 자기장을 이용한유전자 발현 조절방법.19. The method of claim 18, wherein irradiating the subject biological system with a circulating magnetic field specific to the sequence comprises using a gene expression control device using the circulating magnetic field according to any one of claims 1 to 13. Gene expression control method using sexual magnetic field.
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