KR100444432B1 - A diagnosing probe for Freemartin - Google Patents

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KR100444432B1
KR100444432B1 KR1020030076557A KR20030076557A KR100444432B1 KR 100444432 B1 KR100444432 B1 KR 100444432B1 KR 1020030076557 A KR1020030076557 A KR 1020030076557A KR 20030076557 A KR20030076557 A KR 20030076557A KR 100444432 B1 KR100444432 B1 KR 100444432B1
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손시환
전혜정
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진주산업대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A probe for diagnosis of freemartin is provided, which is specific to Y-chromosome of cow and has a small nucleotide sequence, so that the diagnosis duration can be reduced, and the accuracy of diagnosis can be improved with a small amount of blood without additional treatment of blood sample. CONSTITUTION: A primer for isolating the nucleotide sequence of SEQ ID NO:3 or its complementary sequence from the bovine genomic DNA comprises one nucleotide sequence selected from SEQ ID NO:1, SEQ ID NO:2 and their complementary sequences. The probe for diagnosis of bovine Y-chromosome comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO:3 or its complementary sequence and is used in FISH(fluorescence in situ hybridization) method. A kit for diagnosis of bovine Y-chromosome and freemartin comprises the probe of SEQ ID NO:3 in at least one vessel.

Description

프리마틴 진단용 프로브 {A diagnosing probe for Freemartin}A diagnosing probe for Freemartin}

본 발명은 소의 Y-염색체에 특이적으로 혼성화할 수 있는 핵산 서열 및 이를 포함하는 소의 Y-염색체의 존재 여부를 확인할 수 있는 프로브에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 Y-염색체에 특이적으로 혼성화하는 핵산 서열을 이용하여 소의 성 감별 또는 프리마틴을 진단하는 방법에 관한 것이며, 더불어 본 발명은 소의 Y-염색체 특이적 핵산 서열을 포함하는 프로브로 세포 및 조직의 Y-염색체 존재 여부 확인 또는 개체의 프리마틴 진단을 위한 키트에 관한 것이다.The present invention relates to a nucleic acid sequence capable of specifically hybridizing to a bovine Y-chromosome and a probe capable of confirming the presence of a bovine Y-chromosome including the same. In addition, the present invention relates to a method for diagnosing sex discrimination or primate of a bovine using a nucleic acid sequence that specifically hybridizes to a Y-chromosome, and the present invention also relates to a probe comprising a bovine Y-chromosome specific nucleic acid sequence. The present invention relates to a kit for confirming the presence of Y-chromosome in cells and tissues or diagnosing primate in an individual.

프리마틴은 반추동물, 특히 소에서 나타나는 간성(intersex) 형태로 이성쌍자의 경우, 태어난 암컷의 대부분이 정상적인 자성 생식기의 발육 및 발생 양상을 지니지 못하여 생식불능 상태로 된 것을 말한다(David 등, 1976). 이러한 원인은 양성 태아 착상 시 태반 융합과 혈관계 합류에 기인하여 나타나는 것으로, 자성 태아와 웅성 태아의 태반 혈관의 융합이 임신 20일경 일어나고, 암컷의 성 분화는 임신 40~50일경에 나타나게 되므로, 이때 미리 분화된 수컷의 특정 분비 물질에 의하여 난소의 형태적 변화가 일어나고, 호르몬적 이상 양상을 나타내게 된다. 뿐만 아니라 혈관계 합류로부터 세포적 교환이 일어나 태아 모두 XX/XY 키메라 개체들로 발생하게 된다(Dominguez 등, 1990; Shanker 및 Bhatia, 1983; Biggers 및 McFeely, 1966).Primate is a form of intersex in ruminants, especially cattle, in which the majority of born females become infertile due to lack of normal development and development of female genitalia (David et al., 1976). . This cause is due to placental fusion and vascular system confluence at the time of benign fetal implantation. The fetal and male fetal placental vascular convergence occurs around 20 gestation and the female sex differentiation occurs about 40 to 50 gestation. Morphological changes in the ovaries are caused by specific secretory substances of differentiated males, resulting in hormonal abnormalities. In addition, cellular exchange occurs from vascular system confluence resulting in all fetuses becoming XX / XY chimeric individuals (Dominguez et al., 1990; Shanker and Bhatia, 1983; Biggers and McFeely, 1966).

이러한 프리마틴은 암컷에 있어서 자궁, 난소, 난관 및 질 등의 형태적 이상을 보이고, 정소 유사구조를 지닌 개체, 수컷의 정낭선, 전립선과 같은 부생식선을 지니게 되는 등 다양한 이상이 나타나게 되어, 정상적인 번식이 불가능하게 된다(Sattar, 1977; Laster 등, 1971; Rajakoski 및 Hafez, 1964).These pritins show morphological abnormalities such as uterus, ovary, fallopian tubes and vagina in females, and various abnormalities occur such as individuals having testicular-like structures, male seminal vesicles, and byproducts such as the prostate gland. Breeding becomes impossible (Sattar, 1977; Laster et al., 1971; Rajakoski and Hafez, 1964).

한편, 국내 축산산업에 있어서 우수한 유전자원의 효율적인 선발 및 육종 체계의 확립과 더불어 개량속도를 조기에 가속화할 수 있는 전략으로 새로운 번식학적 기술들이 개발되고 있으며, 이 중 몇몇 기술들은 실용화가 되고 있는 상황이다. 대표적인 실용화 번식학적 첨단기술로서 수정란 이식(Embryo Transfer)이나 쌍자 유도 등은 현재 일반 농가에까지 정책적으로 확대 보급되어 산업화가 되고 있다. 그러나 불행히도 이러한 기술들을 이용하여 생산된 개체들 중 축우의 경우 상당수가 이성쌍자로 이들 중 암컷 개체들은 거의 대부분 번식이 불가능한 프리마틴으로 생산되어 경제적 손실을 유발하고 있다.On the other hand, new breeding techniques are being developed as a strategy to accelerate the rate of improvement early, as well as to establish an efficient selection and breeding system of excellent genetic resources in the domestic livestock industry, and some of them are becoming practical. to be. Embryo transfer and twin induction are the most widely used and commercialized propagation cutting-edge technologies. Unfortunately, many of the cattle produced using these techniques are heterozygous, and most of the females are produced as primates, which are almost impossible to breed, causing economic losses.

생산된 이성쌍자 개체들의 프리마틴 발생율은 적게는 82.5%로부터 많게는 95%정도까지 보고되고 있는 바(Zhang 등, 1994; David 등, 1976), 이는 이성쌍자들 중 5~18%는 정상적인 암컷 개체로 이용할 수 있음을 시사하는 것으로 프리마틴의 번식기관의 이상 및 웅성화의 정도가 개체에 따라 매우 큰 차이를 나타내는 것에 기인하는데, 이성쌍자의 혈관합류의 시기, 알려지지 않은 특정 유도물질 또는 억제물질의 교환양상과 시기 및 양성 태아들의 자궁 내 착상의 위치 등에 주된 영향을 받는 것으로 여겨지고 있다 (Khan 및 Foley, 1994; Sattar, 1977; Greene 등, 1977).The incidence of primates produced in heterosexual pairs has been reported to be as low as 82.5% and as high as 95% (Zhang et al., 1994; David et al., 1976). 5-18% of heterosexual pairs are normal females. This suggests that it is possible that the abnormality of the reproductive organs and the degree of maturation of primate are very different from person to person.The timing of vascular conjugation of heterosexual pairs, the exchange of unknown specific inducers or inhibitors It is thought to be mainly influenced by the appearance, timing and location of implantation in benign uterus (Khan and Foley, 1994; Sattar, 1977; Greene et al., 1977).

이와 같이, 이성쌍자로 태어난 암컷에 대하여 모두 프리마틴으로 여겨 도태시키는 것 역시 경제적 손실을 유발하게 된다. 따라서 이성쌍자로 생산된 개체들의 경우 암컷의 프리마틴 여부에 대한 조기진단이 선행될 필요가 있다. 이러한 조기진단은 경제적 손실을 최소화하고, 또한 생산된 프리마틴 개체들의 경제적 이용방안을 강구함으로써 양축 농가의 실질적 소득 증대에 이바지할 수 있다.As such, culling all females born as heterosexuals as primates will also cause economic losses. Therefore, in the case of individuals produced with heterosexual pairs, early diagnosis of female prematin needs to be preceded. This early diagnosis can contribute to the substantial income increase of livestock farmers by minimizing economic losses and by devising economic uses of the produced pritin individuals.

이러한 프리마틴의 진단방법으로는 외음부의 길이나 질의 길이를 측정하는 임상적 진단법, 혈액 내 XX/XY 세포 키메리즘을 분석하는 세포유전학적 진단방법, 중합효소연쇄반응법(Polymerase Chain Reaction, 이하 PCR이라 함)과 같은 분자유전학적 진단방법이 있다.Such methods for detecting primate include clinical diagnostic methods for measuring the length and quality of the vulva, cytogenetic diagnostic methods for analyzing XX / XY cell chimerism in blood, and polymerase chain reaction (hereinafter referred to as polymerase chain reaction). Molecular genetic diagnostic methods such as PCR).

구체적으로, 임상적 진단 방법으로는 태반막을 조사함으로써 융모막이 혼합되었는지를 조사할 수 있고, 다른 방법으로 질속에 온도계와 같은 무딘 물체를 삽입하여 도관의 길이를 조사하는 방법이 있다. 질속에 탐침을 삽입하였을 경우 이 탐침이 들어가는 거리가 약 3~5㎝는 되어야 하는데 프리마틴의 경우 이의 1/3 정도가 되는 것으로부터 프리마틴을 진단할 수 있다. 프리마틴의 외부생식기는 암컷 양상이지만 내부생식기는 대개 웅성화를 보인다. Wilkes 등(1981)에 의하면 생식해부학적으로 프리마틴은 그 변이가 매우 크고 뚜렷하게 웅성화 되었음에도 몇몇의 프리마틴은 정상 암컷과 비슷하게 나타날 수 있다고 하였다. 간혹 프리마틴 중에는 극미한 정도로 웅성화되어 정상길이에 가까운 질을 가지고 있기도 하므로 이와 같은 임상적 방법에 의한 프리마틴의 진단에는 다소의 한계가 있어 왔다.Specifically, as a clinical diagnostic method, it is possible to check whether the chorion is mixed by irradiating the placental membrane, and another method is to insert a blunt object such as a thermometer into the vagina to examine the length of the conduit. If the probe is inserted into the vagina, the distance the probe should be about 3 to 5 cm, and in the case of primartin can be diagnosed from about 1/3 of it. Primate's external genitalia are female, but internal genitalia usually show male sexuality. According to Wilkes et al. (1981), in reproductive anatomy, some primates may appear similar to normal females, although the mutations are very large and distinctly male-made. There are some limitations in the diagnosis of primartin by such clinical methods because in some cases, it is slightly sung and has a quality close to normal.

한편, 프리마틴의 경우 태아시 혈관 문합에 의한 성 염색체의 혼재에 기인하는 것을 토대로 개체에 대한 세포유전학적 진단방법이 널리 이용되고 있다. 이는 개체들의 혈액을 채혈하여 백혈구 배양으로서 핵형분석을 수행하는 것이다. 즉 핵형분석 결과 XX 염색체를 가진 세포와 XY 염색체를 가진 세포의 혼재 유무로서 프리마틴을 진단하는 것이다. 세포유전학적 진단법은 진단의 정확성이 매우 높고 신뢰할 수 있는 장점이 있으나, 염색체를 분리하는 번거로운 배양 과정과 진단에 다소 오랜 시간이 소요되고 또한 핵형 분석을 위한 기술적 훈련이 요구되는 점이 있다.Meanwhile, in the case of primartin, cytogenetic diagnostic methods for individuals have been widely used based on a mixture of sex chromosomes due to vascular anastomosis at fetus. This involves taking blood from individuals and performing karyotyping as white blood cell cultures. In other words, karyotyping results in diagnosing primatin as a mixture of cells with XX and XY chromosomes. Cytogenetic diagnostic methods have the advantages of high accuracy and reliable diagnosis, but the cumbersome culturing process and separation of chromosomes takes a long time and technical training for karyotyping.

최근 분자생물학적 기법으로 PCR 방법을 이용한 프리마틴의 진단이 소개되고 있는데, 이의 원리는 생체 외(in vitro) 상에서 특정 핵산을 효소적으로 합성 증폭하는 기술이다. 즉 프리마틴의 경우 Y 염색체를 수반함으로 Y-염색체 특이 DNA를 증폭하고 증폭 여부를 확인하는 것이다. 소의 Y-염색체 특이 DNA에 대해서는 지금까지 매우 다양하고 많은 보고들이 되어있다. 국제출원 PCT WO86/07095에서는 소(Bos genus)에서, 특히 헤어포드(Hereford) 및 홀스타인(Holstein) 종의 수컷을 감별할 수 있는 3개의 프로브에 대하여 기술하고 있는데, 구체적으로 수컷 소 DNA의 5~6kbp의 RsaI 단편에 해당하는 제1 프로브, 수컷 소 DNA의 4kbp의 RsaI-EcoRI 단편에 해당하는 제2 프로브 및 수컷 소 DNA의 2.2kbp의 EcoRI 단편에 해당하는 제3 프로브에 대하여 밝히고 있다. 한편, 미국 특허 US5,328,827호에서는 49bp 정도의 크기를 가진 Y-염색체 특이적 핵산 서열의 프로브에 대하여 밝힌 바 있다. 또한, 미국 특허 US4,769,319, 호주 특허출원 AU59561/86, 국제출원 PCT/AU87/002543 및 국제출원 PCT/AU89/0029에서는 소의 수컷 또는 반추류의 Y-염색체 특이 DNA 서열에 혼성화할 수 있는 핵산 서열을 제시하고 있다. 상기 선행기술의 Y-염색체 특이 프로브의 핵산 서열은 모두가 성의 감별을 위한 진단용 프로브로서 대부분 PCR 등의 방법으로 이의 진단에 이용되고 있다.Recently, the diagnosis of primate using a PCR method has been introduced as a molecular biological technique, the principle of which is to enzymatically synthesize and amplify a specific nucleic acid in vitro (in vitro). That is, in the case of primate, the Y chromosome is accompanied to amplify the Y-chromosome specific DNA and confirm the amplification. So far, Y-chromosome-specific DNA in cattle has been very diverse and many reports have been made. International application PCT WO86 / 07095 describes three probes capable of discriminating males of the Bos genus, in particular the males of Hereford and Holstein species. A first probe corresponding to a 6 kbp RsaI fragment, a second probe corresponding to a 4 kbp RsaI-EcoRI fragment of male bovine DNA, and a third probe corresponding to a 2.2 kbp EcoRI fragment of male bovine DNA are identified. Meanwhile, US Pat. No. 5,328,827 discloses a probe of Y-chromosome specific nucleic acid sequence having a size of about 49 bp. In addition, US Pat. No. 4,769,319, Australian Patent Application AU59561 / 86, International Application PCT / AU87 / 002543, and International Application PCT / AU89 / 0029 disclose nucleic acid sequences that can hybridize to Y-chromosome specific DNA sequences of bovine male or ruminants. Presenting. The nucleic acid sequences of the Y-chromosome specific probes of the prior art are all used as diagnostic probes for discrimination of sex, for most of them, such as PCR.

PCR 기법은 적은 수의 세포 또는 배자의 성감별에 있어서 매우 편리하고 유용하게 이용되어지는 진보된 기술이다. 이 기술은 짧은 시간 안에 수컷 특이 DNA 염기서열을 증폭할 수 있고, 성에 대한 정밀하고도 확실한 정보를 준다. 그렇지만 PCR은 비특이적 염기서열의 증폭으로부터의 오판 또는 오염에 의한 결합 등의 몇 가지 결점을 지니며, 특히 프리마틴 진단의 경우 심각한 오류를 범할 수 있다. 즉 Y-염색체 특이 DNA만의 증폭으로서 수컷개체와의 혼동이 있을 수 있으며, XX 세포와 XY 세포의 혼재율에 따라 극단적인 경우 증폭이 거의 되지 않는 경우도 발생한다.The PCR technique is an advanced technique that is very convenient and useful for sex discrimination of a small number of cells or embryos. This technique can amplify male-specific DNA sequences in a short time and provides precise and robust information about sex. However, PCR has some drawbacks such as misjudging from amplification of nonspecific sequences or binding by contamination, and can lead to serious errors, especially in the diagnosis of primate. In other words, there may be confusion with male individuals as amplification of Y-chromosome specific DNA only, and in extreme cases, amplification is rarely performed depending on the mixing ratio of XX cells and XY cells.

이에, 본 발명자는 상기 선행기술의 소의 수컷 Y-염색체에 특이적이 면서도 작은 크기의 핵산서열을 이용하여 비-방사성 표지 프로브로 제작하고 이를 프리마틴 진단에 사용하고자 하였다. 본 프로브를 이용한 FISH 방법으로서 Y-염색체 유무의 확인뿐만 아니라, 소량의 혈액으로부터 빠른 시간 내 프리마틴의 진단이 가능하였고, 또한 100%의 진단율이 확인되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Thus, the present inventors attempted to construct non-radiolabeled probes using nucleic acid sequences of small size and specific to the male Y-chromosome of the prior art and used for the diagnosis of primate. As a FISH method using this probe, not only the presence or absence of Y-chromosome, but also a small amount of blood was able to diagnose primate in a short time, and a diagnosis rate of 100% was confirmed to complete the present invention.

이와 같은 선행기술의 문제점을 극복하고 사용의 편리성과 진단 결과의 정확성을 향상시키기 위해, 본 발명은 소의 Y-염색체에 특이적으로 결합할 수 있는 핵산(서열번호 3) 및 이를 이용한 진단 방법을 제공하고자 한다.In order to overcome the problems of the prior art and to improve the convenience of use and the accuracy of the diagnostic results, the present invention provides a nucleic acid capable of specifically binding to the Y-chromosome (SEQ ID NO: 3) and a diagnostic method using the same. I would like to.

다른 관점으로 본 발명은 소의 게놈 DNA로부터 소의 Y-염색체 특이적 핵산서열을 분리하기 위한 서열번호 1 및 서열번호 2의 프라이머 쌍을 제공하고자 한다.In another aspect, the present invention provides a primer pair of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 for separating bovine Y-chromosome specific nucleic acid sequences from bovine genomic DNA.

또 다른 관점으로 본 발명은 서열번호 3의 핵산 서열을 포함하는 소의 Y-염색체에 특이적으로 혼성화하는 프로브를 제공하고자 한다.In another aspect, the present invention is to provide a probe that specifically hybridizes to a bovine Y-chromosome comprising the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 3.

또 다른 추가의 관점으로 본 발명은 소의 Y-염색체 특이적 비-방사성 표지 프로브를 생산하는 방법을 제공하고자 한다.In yet a further aspect the present invention seeks to provide a method for producing bovine Y-chromosome specific non-radioactive label probes.

또 다른 추가의 관점으로 본 발명은 상기 프로브를 이용하여 FISH 기법으로서 프리마틴을 진단하는 방법을 제공하고자 한다.In a still further aspect, the present invention provides a method for diagnosing primate using the probe as a FISH technique.

또 하나의 관점으로 본 발명은 서열번호 3의 핵산 또는 이를 포함하는 프로브를 이용하여 소의 Y-염색체의 존재 여부 또는 프리마틴을 진단하는 진단키트를 제공하고자 한다.In another aspect, the present invention is to provide a diagnostic kit for diagnosing the presence of bovine Y-chromosome or primate using a nucleic acid of SEQ ID NO: 3 or a probe comprising the same.

도 1은 G-banding한 소 수컷의 중기상(metaphase)에 대한 FISH의 결과를 나타낸 것이다. (a)는 G-banding된 중기상 염색체를 나타낸 것이며, 화살표는 각각 X 염색체 및 Y 염색체를 나타낸다. (b)는 본 발명의 프로브를 이용한 (a)의 FISH 분석결과를 나타낸 것으로, 노란 형광을 발하는 것이 Y-염색체이다. (c)의 왼쪽 그림은 G-banding된 소 Y-염색체의 표준 핵형도, 가운데 그림은 실제로 G-banding된 Y-염색체, 오른쪽 그림은 본 발명의 프로브를 사용하여 FISH에 의한 Y-염색체 상의 프로브의 형광 접합부위 (Yp12-13)를 나타낸다.1 shows the results of FISH on the metaphase of G-banded bovine males. (a) shows the G-banding medium-phase chromosome, and the arrows indicate the X chromosome and the Y chromosome, respectively. (b) shows the result of the FISH analysis of (a) using the probe of the present invention, where Y-chromosome emits yellow fluorescence. The left figure of (c) is the standard karyotype of the G-banded bovine Y-chromosome, the middle figure is actually the G-banded Y-chromosome, and the right figure is the probe on the Y-chromosome by FISH using the probe of the present invention. The fluorescent junction site of (Yp12-13) is shown.

도 2의 (a)와 (c)는 배양한 전혈(whole blood)로부터 분리된 염색체 표본으로, (b)와 (d)는 배양하지 않은 백혈구 세포를 표본으로 하여 FISH를 수행한 결과를 나타낸 사진이다. (a)와 (b)는 수컷에서 유래한 표본을, (c)와 (d)는 암컷에서 유래한 표본을 대상으로 한 것이다.(A) and (c) of FIG. 2 are chromosomal samples isolated from cultured whole blood, and (b) and (d) are photographs showing the results of FISH performed using uncultured white blood cells as samples. to be. (a) and (b) are for samples derived from males, and (c) and (d) are for samples derived from females.

도 3은 프리마틴으로 확인된 개체의 FISH 형광접합 발현양상을 나타낸 것이다.Figure 3 shows the expression patterns of FISH fluorescence conjugated in individuals identified with pritin.

용어의 정의Definition of Terms

본 발명의 명세서에 사용된 용어 “Y-염색체”는 포유류의 암컷에는 없고 수컷에만 있는 것으로, 이런 이유로 수컷 특성을 나타내는 유전자 일부가 존재할 것으로 여겨지고 있다. Y 염색체 염기 서열 가운데 약 95%는 반복서열에 속하는데 이러한 반복서열 내 수컷-특이 영역(MSY, Male- Specific Y-chromosome)이 존재한다. 본 발명의 진단 프로브는 소의 Y-염색체에 특이적으로 결합하여 개체의 성을 판단하는데 사용될 수 있다.As used herein, the term “Y-chromosome” refers to males, not females of mammals, and for this reason it is believed that some genes exhibiting male characteristics are present. About 95% of the Y chromosome sequences belong to a repeat sequence, in which there is a male-specific region (MSY, Male-Specific Y-chromosome). The diagnostic probe of the present invention can be used to determine the sex of an individual by specifically binding to the bovine Y-chromosome.

본 발명의 명세서에 사용된 "프로브(probe)"는 진단용 탐침을 말하는 것으로, Y-염색체에 특이적으로 결합할 수 있는 뉴클레오타이드 (nucleotide)를 포함한다. 또한, 검출의 용이함을 위해 표지(labeling)될 수 있다.As used herein, the term "probe" refers to a diagnostic probe and includes a nucleotide capable of specifically binding to a Y-chromosome. It can also be labeled for ease of detection.

본 발명의 명세서에 사용된 "PCR(중합효소 연쇄반응, Polymerase Chain Reaction)"은 특정 DNA 부위를 특이적으로 반복 합성하여 시험관 내에서 원하는DNA 분자를 증폭시키는 방법을 말하는 것으로, 게놈 DNA와 같은 상당히 큰 DNA로부터 일부 DNA 부분만을 선택적으로 증폭시킨 후 일반적으로 사용되는 아가로즈겔이나 폴리아크릴아마드겔 상에서 뚜렷하게 보이는 밴드로 가시화 할 수 있는 방법이다. 또한, PCR의 수행에 있어서 주형이 되는 이미 알고 있는 DNA 서열에 상보적으로 결합하여 PCR 증폭의 시발체가 되는 20~30 염기서열을 "프라이머(primer)"라 한다. 통상적으로, 프라이머는 GC%가 대략 50~60%로 구성되며, 4종의 염기가 고르게 분포하도록 하고, 퓨린 또는 피리미딘의 연속적인 배열구조는 피하는 것이 좋다. 프라이머의 G 또는 C가 3개 이상 연속적으로 배열되면 원치 않는 부위에 결합할 수 있기 때문에 피하는 것이 좋으며, 한 쌍의 프라이머에서 3'말단이 상보적인 결합을 하여 '프라이머-다이머'가 형성되는 것을 최소화하여야 하며, PCR 산물의 효율적인 클로닝을 위해서 프라이머의 5'말단에 적당한 제한효소의 염기서열을 포함할 수 있다.As used herein, "PCR (Polymerase Chain Reaction)" refers to a method of amplifying a desired DNA molecule in vitro by specifically repeating synthesis of a specific DNA site. This method can selectively amplify only a part of DNA from large DNA and visualize it as a clearly visible band on commonly used agarose gel or polyacrylamide gel. In addition, the 20-30 base sequence which complementarily binds to the well-known DNA sequence used as a template in PCR execution and becomes the primer of PCR amplification is called "primer." Typically, the primer is composed of approximately 50-60% GC%, evenly distributed four bases, it is preferable to avoid the continuous arrangement of purine or pyrimidine. Avoid three or more consecutive G or C primers because they can bind to unwanted sites, minimizing the formation of the 'primer-dimer' by the complementary binding of the 3 'end in a pair of primers. For efficient cloning of the PCR product, the base of the restriction enzyme may be included at the 5 'end of the primer.

본 발명의 명세서에 사용된 "게놈 DNA(genomic DNA)"은 특정 개체의 유전자 정보의 집합체를 말하는 것으로, "소의 게놈 DNA"란 소의 DNA를 구성하는 모든 유전자 집합체를 말한다.As used herein, "genomic DNA" refers to a collection of genetic information of a particular individual, and "bovine genomic DNA" refers to all gene collections constituting bovine DNA.

본 발명의 명세서에 사용된 "형광접합보인법(Fluorescence In Situ Hybridization)"이라 함은 특정 DNA 탐침자를 형광물질로 표지하고, 이를 표적 DNA와 접합시킴으로써 표적 시료에 대한 탐침자의 정보를 알 수 있는 방법이다. 구체적으로 접합보인기술(In situhybridization)이란 특정 핵산이 염색체상 혹은 세포나 조직 상의 어디에 위치하는가를 인지하는 방법으로서 면역화학적 기술과 결합하여 이들의 존재 유무를 확인할 수 있다. 이의 원리는 핵산은 상보적 결합 속성이 있으므로 특정 서열을 지닌 DNA 혹은 RNA 프로브와 단일 쇄 DNA를 혼합하여 가열 융해 후 서서히 냉각하면 상동성이 존재하는 영역에서 프로브와 대상 분자(target molecule)간에 염기 쌍을 형성하게 되는 것이다. 이전까지의 접합보인기술은 주로 방사성 물질을 이용하여 표지시키고, 자가방사성탐침(autoradiography)을 통해 검색하였다. 그러나 최근 비-방사성 물질 표지 방법으로서 형광물질을 이용하여 접합보인법에 응용함으로서 형광접합보인법(FISH)이란 방법이 개발되게 되었다.As used herein, the term "Fluorescence In Situ Hybridization" refers to a method of identifying a probe of a target sample by labeling a specific DNA probe with a fluorescent material and conjugating it with a target DNA. to be. Specifically, in situ hybridization is a method of recognizing where a particular nucleic acid is located on a chromosome or on a cell or tissue. In situ hybridization may be combined with immunochemical techniques to confirm the presence or absence thereof. Its principle is that nucleic acids have complementary binding properties, so if a mixture of DNA or RNA probes with a specific sequence and single-stranded DNA is slowly melted after heat fusion and cooled slowly, base pairs between the probe and the target molecule in the region of homology are present. Will form. Previously, the bonding technique has been mainly labeled with radioactive materials and searched through autoradiography. Recently, however, a method called fluorescence conjugated bonding method (FISH) has been developed by applying a fluorescent material using a fluorescent material as a non-radioactive material labeling method.

본 발명은 소의 Y-염색체에 특이적인 반복 핵산 서열을 밝혀낸 것에서부터 출발한다. 구체적으로, 본 발명은 소 Y-염색체에 특이적으로 혼성화하는 핵산 서열, 더 구체적으로 서열번호 3의 서열, 이의 상보 서열 또는 이의 단편을 포함하는 핵산 서열을 포함한다.The present invention starts from identifying a repeat nucleic acid sequence specific for bovine Y-chromosome. Specifically, the present invention includes nucleic acid sequences that specifically hybridize to a bovine Y-chromosome, more specifically, a sequence of SEQ ID NO: 3, a complementary sequence thereof, or a fragment thereof.

본 발명은 소의 게놈 DNA로부터 소의 Y-염색체에 특이적으로 혼성화하는 핵산 서열을 분리하기 위한 PCR 프라이머를 포함한다. 더 구체적으로 서열번호 1 및 서열번호 2의 서열을 포함하는 프라이머를 포함한다.The present invention includes PCR primers for separating nucleic acid sequences that specifically hybridize to bovine Y-chromosomes from bovine genomic DNA. More specifically includes primers comprising the sequence of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2.

본 발명은 서열번호 3의 핵산 서열, 이의 상보 서열 또는 이의 단편을 포함하는 소의 Y-염색체 존재 여부 또는 프리마틴을 진단할 수 있는 프로브를 포함한다.The present invention includes a probe capable of diagnosing the presence or absence of a Y-chromosome of bovine Y-chromosome comprising a nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 3, a complementary sequence thereof or a fragment thereof.

본 발명은 서열번호 3의 핵산 서열, 이의 상보 서열 또는 이의 단편을 표지하는 과정을 포함하는 소의 Y-염색체의 존재 여부 또는 프리마틴 진단용 프로브를 제작하는 방법을 포함한다.The present invention includes the presence or absence of the Y-chromosome of a bovine, including a process for labeling the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 3, its complementary sequence or fragments thereof, and a method for preparing a primate diagnostic probe.

본 발명은 서열번호 1 및 2의 핵산 서열 또는 이의 상보 서열을 포함하는 프라이머를 사용한 PCR을 수행하여 소의 게놈 DNA로부터 소의 Y-염색체에 특이적으로 혼성화하는 핵산 서열을 분리하고, 분리된 핵산 서열, 이의 상보 서열 또는 이들의 단편을 표지하여 프로브를 제작하는 과정; 진단하고자 하는 개체의 세포로부터 표본을 준비하는 과정; 및 상기 프로브를 상기 표본과 혼성화 반응을 수행하고 이를 분석하는 과정을 포함하는 Y-염색체 존재 여부 또는 프리마틴을 진단하는 방법을 포함한다.The present invention performs PCR using a primer comprising a nucleic acid sequence of SEQ ID NOS: 1 and 2 or a complementary sequence thereof to isolate a nucleic acid sequence that specifically hybridizes to a bovine Y-chromosome from bovine genomic DNA, the isolated nucleic acid sequence, Preparing a probe by labeling its complementary sequence or fragment thereof; Preparing a sample from the cells of the individual to be diagnosed; And a method for diagnosing the presence of Y-chromosome or primate, including performing the hybridization reaction of the probe with the sample and analyzing the probe.

추가로, 본 발명은 서열번호 3의 핵산 서열, 이의 상보 서열 또는 이의 단편을 포함하는 소의 Y-염색체의 존재를 확인할 수 있는 프로브를 포함하는 성 감별 또는 프리마틴을 진단하기 위한 키트를 포함한다.In addition, the present invention includes kits for diagnosing sex discrimination or primate comprising a probe capable of ascertaining the presence of a Y-chromosome of a bovine comprising a nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 3, a complementary sequence thereof or a fragment thereof.

이하, 구체적으로 본 발명의 구성 및 구현 형태를 설명한다.Hereinafter, the configuration and implementation of the present invention will be described in detail.

Y-염색체 특이적 핵산의 분리Isolation of Y-Chromosome Specific Nucleic Acids

본 발명의 소의 Y-염색체에 특이적으로 혼성화할 수 있는 핵산 서열은 단일-쇄 또는 이중 쇄 DNA 또는 RNA, DNA와 RNA의 혼성체를 포함한다. 구체적으로는, 본 발명의 Y-염색체에 특이적으로 혼성화할 수 있는 핵산 서열은 서열번호 3의 핵산 서열, 이의 상보서열 또는 이들의 단편을 포함한다.Nucleic acid sequences capable of specific hybridization to the bovine Y-chromosome of the present invention include single- or double-stranded DNA or RNA, hybrids of DNA and RNA. Specifically, the nucleic acid sequence that can specifically hybridize to the Y-chromosome of the present invention includes the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 3, its complementary sequence, or a fragment thereof.

본 발명의 소의 Y-염색체에 특이적으로 결합하는 핵산 서열을 제작하는 방법은 화학 합성법을 포함한다. DNA 서열은 예를 들면, Applied Biosystems 380A DNA synthesizer (Applied Biosystem, Inc., Foster City, Calif., U.S.A.)와 같은 올리고뉴클레오티드 합성기를 사용하는 화학적 방법에 의해서 합성할 수 있다. 또한, 재조합 DNA 기술을 이용하여 숙주 진핵 또는 원핵세포 내에서 클로닝, 증폭 및/또는 발현시켜 수득할 수 있다.Methods for producing nucleic acid sequences that specifically bind to bovine Y-chromosomes of the present invention include chemical synthesis. DNA sequences can be synthesized by, for example, chemical methods using oligonucleotide synthesizers such as the Applied Biosystems 380A DNA synthesizer (Applied Biosystems, Inc., Foster City, Calif., U.S.A.). It can also be obtained by cloning, amplification and / or expression in host eukaryotic or prokaryotic cells using recombinant DNA techniques.

또한, 본 발명의 Y-염색체 특이적 DNA 서열을 제작하는 다른 방법으로 역전사 중합효소 연쇄반응(RT-PCR)을 포함한다. 즉, 소의 게놈 DNA로부터 전체(total) RNA를 추출해 낸 다음 이 RNA를 주형으로 하고 특정의 프라이머, 보다 바람직하게는 서열번호 1 및 2의 염기서열을 가지는 올리고뉴클레오타이드를 프라이머로 이용하여 RT-PCR을 수행함으로써 수득할 수 있다. 또는 소의 게놈 DNA로부터 특정의 프라미어, 바람직하게는 서열번호 1 및 2의 염기서열을 가지는 올리고뉴클레오타이드를 프라이머로 이용하여 PCR을 수행함으로써 수득할 수 있다.In addition, another method of constructing the Y-chromosome specific DNA sequence of the present invention includes reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR). That is, after extracting total RNA from bovine genomic DNA, the RNA is used as a template, and oligonucleotides having specific primers, more preferably, nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 and 2, are used as primers. It can be obtained by performing. Or from a bovine genomic DNA, by performing PCR using a specific primer, preferably oligonucleotides having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 and 2, as primers.

구체적으로, 본 발명의 Y-염색체 특이적 혼성화 핵산 서열을 제작하는 방법의 한 형태는 소의 게놈 DNA를 준비하는 과정; 준비된 소의 게놈 DNA를 주형으로 하고, 하기의 서열번호 1 및 2의 염기서열을 가지는 올리고뉴클레오타이드를 프라이머로 이용하여 PCR을 수행하는 과정 및 PCR 산물을 분리 및 동정하는 과정을 포함한다.Specifically, one form of the method for preparing the Y-chromosome specific hybridizing nucleic acid sequences of the present invention includes preparing a bovine genomic DNA; Using the prepared bovine genomic DNA as a template, using oligonucleotides having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 and 2 as primers, and performing a PCR, and separating and identifying the PCR product.

센스: 5'-AAGCAGCCGATAAACACTCCTT-3' (서열번호 1)Sense: 5'-AAGCAGCCGATAAACACTCCTT-3 '(SEQ ID NO: 1)

안티센스: 5'-ATCAGTGCAGGGACCGAGATG-3' (서열번호 2)Antisense: 5'-ATCAGTGCAGGGACCGAGATG-3 '(SEQ ID NO: 2)

상기 PCR 방법은 통상의 방법으로 수행될 수 있으며, 생성된 PCR 산물은 완충-구배 또는 전해질-구배 방법 등으로 분리될 수 있다. 분리된 핵산 서열에 대한 서열분석이 수행되고, 디데옥시 체인 종결방법 (Sanger 등, 1997) 등으로 확인할 수 있다. 본 발명은 상기의 방법으로 소의 게놈 DNA로부터 분리되어 동정된 190bp 크기의 염기서열 (서열번호 3)을 포함한다.The PCR method may be performed by a conventional method, and the resulting PCR product may be separated by a buffer-gradient or an electrolyte-gradient method. Sequencing of isolated nucleic acid sequences can be performed and confirmed by dideoxy chain termination methods (Sanger et al., 1997). The present invention comprises a 190 bp base sequence (SEQ ID NO: 3) isolated from bovine genomic DNA identified by the above method.

aagcagccga taaacactcc ttggacacat ctcggtccct gcactgatcc aggctggatc ctgcccttgt tcatcccgac agacactccc gaggccacag cacagtccct gccatgacccaagcagccga taaacactcc ttggacacat ctcggtccct gcactgatcc aggctggatc ctgcccttgt tcatcccgac agacactccc gaggccacag cacagtccct gccatgaccc

aggctgggtc tgcctttgtt caagcccccg acaaacactc ttgagcccac atctcggtccaggctgggtc tgcctttgtt caagcccccg acaaacactc ttgagcccac atctcggtcc

ctgcactgat (서열번호 3)ctgcactgat (SEQ ID NO: 3)

Y-염색체 진단용 프로브의 제작Construction of Y-chromosome diagnostic probe

상기 핵산서열(서열번호 3)은 Y-염색체 특이적 DNA 또는 RNA 서열을 검출할 수 있는 혼성화 프로브로 사용될 수 있다. 본 발명의 Y-염색체 특이적 혼성화 프로브는 서열번호 3의 핵산 서열, 이의 상보서열 또는 이들의 단편을 포함한다.The nucleic acid sequence (SEQ ID NO: 3) may be used as a hybridization probe capable of detecting Y-chromosome specific DNA or RNA sequences. The Y-chromosome specific hybridization probe of the present invention comprises the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 3, its complementary sequence or fragment thereof.

본 발명의 Y-염색체 특이적 혼성화 프로브에 포함되는 핵산 서열은 표지되거나 또는 표지되지 않고 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 핵산 서열은 동일한 조건으로 혼성화를 수행하였을 때, 소의 전체(total) 수컷 DNA에만 혼성화된다. 본 발명의 상기 핵산서열을 포함하는 프로브는 엄격한 조건(stringent condition)으로 혼성화를 수행할 때 전체 암컷 DNA에서는 혼성화가 일어나지 않으며, 반면에 전체 수컷 DNA와는 혼성화가 일어난다.Nucleic acid sequences included in the Y-chromosome specific hybridization probes of the present invention can be used with or without labeled. Preferred nucleic acid sequences of the present invention hybridize only to bovine total male DNA when hybridization is performed under the same conditions. The probe comprising the nucleic acid sequence of the present invention does not hybridize with whole female DNA when hybridization is performed under stringent conditions, while hybridization occurs with whole male DNA.

본 발명의 핵산을 포함하는 프로브는 진단을 원하는 소의 배자(embryo), 태아(fetus) 또는 성체(adult)로부터 유래한 세포의 cDNA, 혈액 또는 조직의 DNA, 정자의 염색체와 혼성화될 수 있다. 본 발명의 프로브는 소에서만 특이적으로 Y-염색체에 존재하는 DNA의 일부와 혼성된다.Probes comprising nucleic acids of the invention can be hybridized with cDNA of cells derived from embryos, fetuses or adults of cows to be diagnosed, DNA of blood or tissues, chromosomes of sperm. Probes of the invention hybridize only with a portion of the DNA present specifically on the Y-chromosome in cattle.

본 발명의 핵산을 포함하는 프로브는 표지된 경우 또는 표지되지 않은 경우 모두에 있어서 동일한 혼성화 조건 하에서 소 수컷 DNA에 대하여 99%이상의 빈도로 혼성화된다. 본 발명의 프로브는 소의 Y-염색체에 특이적으로 혼성화하는 정도를 변경하지 않는 범위 내에서 서열번호 3의 핵산 서열을 변경하거나 양단에 핵산 단편을 부가할 수 있다.Probes comprising nucleic acids of the invention hybridize at least 99% of the frequency of bovine male DNA under the same hybridization conditions, both labeled and unlabeled. The probe of the present invention can change the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 3 or add nucleic acid fragments at both ends thereof without changing the degree of hybridization specifically to bovine Y-chromosome.

본 발명의 혼성화 프로브로 사용되는 핵산 서열은 검출의 용이성을 위해 표지화될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 핵산은 비오틴(Biotin), 디곡시제닌(Digoxygenin, 이하 Dig라 함) 등과 같은 비-방사성 물질로 표지될 수 있다. 또한, 브로모데옥시유리딘(bromodeoxyuridine)과 같은 다른 비-방사성 표지가 사용될 수도 있다. 방사성 동위원소 또한 본 발명의 핵산 프로브를 표지하기 위해 사용될 수 있다. 바람직하게는 프로브에32P로 표지할 수 있으며,3H,14C, 또는125L과 같은 다른 방사성 원소도 용이하게 사용될 수 있다. 표지는 예를 들면 동위원소로 표지된 하나 또는 그 이상의 데옥시-뉴클레오사이드-5-트리포스페타제의 존재 하에서 DNA 샘플의 절단 수선 복제(Nick-Translation)을 사용하여 표지할 수 있다.Nucleic acid sequences used as hybridization probes of the invention can be labeled for ease of detection. Preferably, the nucleic acid of the present invention may be labeled with a non-radioactive material such as Biotin, Digoxigenin (hereinafter referred to as Dig). In addition, other non-radioactive labels such as bromodeoxyuridine may be used. Radioisotopes can also be used to label nucleic acid probes of the invention. Preferably, the probe may be labeled with 32 P, and other radioactive elements such as 3 H, 14 C, or 125 L may be readily used. Labels can be labeled using, for example, Nick-Translation of DNA samples in the presence of one or more deoxy-nucleoside-5-triphosphatase labeled with isotopes.

다른 표지방법으로는 핵산의 화학적 표지화 방법이 있다. 랜덤 프라임드 라벨링(Random Primed Labeling)은 5' 에서 3' 폴리머라제 활성을 가지는 E.coli 폴리머라제의 클레노우(Klenow) 단편과 DNA의 폴리머라제 프라이머로 제공되는 헥사뉴클레오타이드(hexanucleotide)를 이용한다. 모든 DNA 서열 조합이 헥사뉴클레오타이드 프라이머 혼합물에 존재하므로 프라이머는 DNA틀에 각 80-100bases 정도로 결합하게 되고, 새로운 DNA 가닥은 표지된 핵산과 비 표지된 핵산을 함유한 반응 혼합물(reaction mixture) 내에서 DNA 폴리머라제의 클레노우 단편에 의해 합성된다. 이 방법은 반응이 일어나는 동안 DNA가 변성되지 않기 때문에 적은 양의 DNA(예를 들면, 10-200ng)에 이용할 수 있으며, 한 가닥 혹은 두 가닥 DNA를 모두 반응의 틀(template)로 사용할 수 있고, 작은 DNA 단편(100-500 bp)의 표지화에 응용할 수 있다.Another labeling method is chemical labeling of nucleic acids. Random Primed Labeling uses Klenow fragments of E. coli polymerase with 5 'to 3' polymerase activity and hexanucleotides provided as polymerase primers of DNA. Since all DNA sequence combinations are present in the hexanucleotide primer mixture, the primers bind about 80-100 bases each in the DNA framework, and the new DNA strands contain DNA in a reaction mixture containing labeled and unlabeled nucleic acids. Synthesized by the cleno fragment of polymerase. This method can be used for small amounts of DNA (e.g. 10-200 ng) because the DNA is not denatured during the reaction, and one or both strands of DNA can be used as a template for the reaction, It can be applied to the labeling of small DNA fragments (100-500 bp).

절단 수선 복제(Nick translation) 방법은 DNA 양 가닥에 표지 뉴클레오타이드(labeled nucleotide)를 결합시킬 수 있는 DNAaseI과 E. coli DNA 폴리머라제를 이용한다. 이 반응 중 가장 중요한 변수는 두 가닥의 DNA에 닉(nick)을 만드는 DNAaseI의 활성도이다. 만약에 너무 조그만 닉을 형성한다면 표지된 프로브가 커서 결합되기 어렵고 너무 큰 닉을 형성한다면 표지된 프로브가 작아서 단단히 결합될 수 없다. DNAaseI과 E.coli DNA 폴리머라제가 섞여 있는 상품화된 효소 혼합물(enzyme mix)을 사용할 수 있는데, 60-90분에 50% 이상 표지를 결합시킬 수 있으며 200-400bp의 프로브 길이를 형성할 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다Nick translation method uses DNAaseI and E. coli DNA polymerase which can bind labeled nucleotides to both strands of DNA. The most important variable of this reaction is the activity of DNAaseI, which nicks the two strands of DNA. If too small nicks are formed, the labeled probes are large and difficult to bind. If too large nicks are formed, the labeled probes are small and cannot be tightly coupled. Commercially available enzyme mixes containing DNAase I and E. coli DNA polymerase can be used to bind more than 50% of the label in 60-90 minutes and to form probe lengths of 200-400 bp. It is preferable to use

본 발명에서 사용된 프로브의 표지 방법으로는 PCR-Dig 표지방법이다. PCR-Dig 표지(labeling) 방법은 PCR 방법과 결합한 비-방사성 물질의 표지 방법으로서제한된 양의 DNA로부터 다량의 Dig이 표지된 프로브를 얻을 수 있다. 본 방법을 이용하여 성공적인 표지 프로브를 얻기 위해서는 PCR의 조건이 가장 중요한데, 이는 대상 DNA(template DNA)와 프라이머에 따라 달라질 수 있다. 즉, 대상 DNA, 프라이머, Mg 이온 및 폴리머라제의 농도와 PCR의 반복수 및 온도가 결정적 요인이다.The labeling method of the probe used in the present invention is a PCR-Dig labeling method. The PCR-Dig labeling method is a method of labeling non-radioactive materials in combination with the PCR method, and can obtain a probe labeled with a large amount of Dig from a limited amount of DNA. In order to obtain a successful labeling probe using this method, the condition of PCR is most important, which may vary depending on the target DNA and the primer. In other words, the concentrations of the target DNA, primers, Mg ions and polymerases, the number of repeats and the temperature of PCR are decisive factors.

구체적으로 본 발명에서 이용한 진단용 프로브의 제작은 PCR-Dig 표지 방법을 이용하는데, 본 발명의 Y-염색체 특이적 핵산서열을 주형으로 하고 형광물질을 포함하는 PCR 반응 혼합물의 존재 하에서 서열번호 1 및 서열번호 2의 프라이머를 이용하여 PCR을 수행하는 과정; 및 PCR 산물의 확인과정을 포함한다.Specifically, the preparation of the diagnostic probe used in the present invention uses a PCR-Dig labeling method, wherein the sequence number 1 and the sequence are present in the presence of a PCR reaction mixture containing the Y-chromosome specific nucleic acid sequence of the present invention as a template and containing a fluorescent substance. Performing PCR using the primer of No. 2; And identification of PCR products.

진단 표본의 제작Fabrication of Diagnostic Specimens

본 발명의 진단 프로브를 이용하여 Y-염색체 존재 여부 또는 프리마틴를 확인하기 위하여 세포 샘플을 준비한다.Cell samples are prepared to confirm the presence of Y-chromosome or primate using the diagnostic probe of the present invention.

진단용 표본 제작은 진단을 원하는 소의 개체로부터 혈액을 수득하여 이를 표본으로 이용한다. 즉, 혈액을 헤파린 처리하여 배양하여 중기상(metaphase)을 유도하거나, 배양하지 않은 채 직접 저장 및 고정 처리하여 사용할 수 있다. 이렇게 고정 처리된 세포를 슬라이드에 떨어뜨려 표본을 제작할 수 있다. 제작된 표본에 대해 현미경을 이용하여 혈액을 배양하는 경우 염색체 및 간기상(interphase)을 관찰 대상으로 하고, 배양하지 않은 경우에는 백혈구의 간기 세포를 관찰대상으로 한다.Diagnostic specimen preparation obtains blood from an individual in a cow to be diagnosed and uses it as a sample. That is, the blood may be cultured by heparin treatment to induce a metaphase, or may be directly stored and fixed without being cultured. The fixed cells can then be dropped onto a slide to prepare a sample. When the blood is cultured using a microscope on the prepared sample, chromosomes and interphases are observed, and when not cultured, interstitial cells of leukocytes are observed.

구체적으로 본 발명의 바람직한 염색체 표본의 제작방법은 진단을 원하는 개체로부터 혈액을 채취하는 과정; 채취된 혈액을 배양하고 중기 상을 유도하는 과정; 배양 후 원심분리를 통해 세포를 분리하고 이를 저장 처리한 후 다시 원심분리하여 세포를 수확하고 세포를 고정화하는 과정; 및 고정된 세포 현탁액을 슬라이드 위에 떨어뜨려 염색체 표본을 제작하는 과정을 포함한다.Specifically, the method for producing a preferred chromosome sample of the present invention comprises the steps of collecting blood from the individual to be diagnosed; Culturing the collected blood and inducing a medium phase; Separating the cells by centrifugation after culturing, storing them, and centrifuging again to harvest the cells and immobilizing the cells; And dropping the immobilized cell suspension onto a slide to produce a chromosome sample.

또한, 본 발명의 다른 표본의 제작방법은 진단을 원하는 개체로부터 혈액을 채취하는 과정; 채취된 혈액을 원심분리하여 백혈구 세포를 분리하고 이를 저장 및 고정화하는 과정; 및 고정된 세포 현탁액을 슬라이드 위에 떨어뜨려 간기 표본을 제작하는 과정을 포함한다.In addition, another method for producing a sample of the present invention is the process of collecting blood from the individual to be diagnosed; Centrifuging the collected blood to separate leukocyte cells, storing and immobilizing them; And dropping the immobilized cell suspension onto the slide to produce an interstitial sample.

프로브를 이용한 표본의 혼성화 및 진단Hybridization and Diagnosis of Specimens Using Probes

본 발명의 Y-염색체 특이적 핵산 또는 이에 표지화된 진단 프로브를 진단을 원하는 조직 또는 세포 샘플 내에 존재하는 DNA와 혼성화시킴으로써 샘플 내에 Y-염색체의 존재 여부를 확인할 수 있다. 이는 프로브와 샘플 내에 존재하는 DNA의 염기-접합(base-pairing)에 기초한 것으로 프로브와 샘플 내의 DNA의 혼성화가 일어나는 것은 특정 DNA서열이 샘플 내에 존재하는 것을 의미하기 때문이다.The presence of a Y-chromosome in a sample can be confirmed by hybridizing the Y-chromosome specific nucleic acid of the present invention or a diagnostic probe labeled therewith with DNA present in a tissue or cell sample to be diagnosed. This is based on the base-pairing of the DNA present in the probe and the sample. Hybridization of the DNA in the probe and the sample occurs because the specific DNA sequence is present in the sample.

본 발명의 진단은 소의 배자, 태아 또는 성체의 조직 또는 세포, 혈액, 정자 등을 대상으로 할 수 있다. 특히, 샘플 내에 Y-염색체가 존재하는지를 확인할 수 있으며, 이성쌍자에 있어서 암컷의 혈액 또는 조직 샘플로부터 Y-염색체 존재를 확인함으로써 이 개체의 프리마틴 여부를 확인하는데 유용하게 사용될 수 있다.Diagnosis of the present invention can be targeted to embryos, fetuses or adult tissues or cells, blood, sperm and the like. In particular, the presence of the Y-chromosome in the sample can be confirmed, and it can be usefully used to confirm the presence of the primate in the heterozygous by confirming the presence of the Y-chromosome from the blood or tissue sample of the female.

구체적으로 본 발명의 프리마틴 진단방법은 조직 또는 세포로부터 DNA를 분리하는 과정, 분리된 DNA를 지지체(support matrix) 상에 고정시키는 과정; 핵산 프로브를 고정된 DNA와 혼성화시키는 과정; 지지체로부터 결합되지 않은 분리된 핵산을 세척하여 제거하는 과정; 및 고정된 DNA에 결합하고 있는 핵산을 검출하는 과정을 포함한다.Specifically, the method for diagnosing primate of the present invention comprises the steps of: separating DNA from a tissue or cell, fixing the separated DNA onto a support matrix; Hybridizing nucleic acid probes with immobilized DNA; Washing and removing the isolated nucleic acid from the support; And detecting a nucleic acid bound to the immobilized DNA.

본 발명은 이성쌍자의 암컷의 프리마틴 여부를 확인하기 위해 Y-염색체에 특이적으로 혼성화하는 핵산을 사용한 FISH방법을 포함한다. 구체적으로 본 발명의 프리마틴 진단 방법은 서열번호 1 및 2의 염기서열을 포함하는 프라이머를 사용하여 소 게놈 DNA로부터 핵산 서열을 분리하는 과정; 분리된 핵산 서열을 형광물질로 표지하여 프로브를 제작하는 과정; 진단을 원하는 개체로부터의 혈액을 채취하여 배양하고 중기 상을 유도하고, 저장 처리 및 고정 처리 과정을 거쳐 염색체 표본을 제작하는 과정, 또는 배양없이 백혈구 세포의 저장 및 고정처리하여 표본을 제작하는 과정; 및 상기 진단 프로브를 표본에 혼성화 반응시키고 그 결과를 검출하는 과정을 포함한다.The present invention includes a FISH method using a nucleic acid that specifically hybridizes to a Y-chromosome to confirm whether a female of a heterozygous female is primate. Specifically, the primate diagnostic method of the present invention comprises the steps of separating nucleic acid sequences from bovine genomic DNA using primers comprising the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 and 2; Preparing a probe by labeling the separated nucleic acid sequence with a fluorescent material; Collecting and culturing blood from an individual to be diagnosed, inducing a medium phase, preparing a chromosome sample through storage and fixation, or storing and fixing leukocyte cells without culture to prepare a sample; And hybridizing the diagnostic probe to a sample and detecting the result.

상기 프로브 제작과정에서 형광물질로는 비오틴(Biotin), Dig 등을 포함한다. 특히 Dig은digitalis purpureadigitalis lanata라는 식물에만 특이적으로 존재하는 스테로이드이므로 항-Dig 항체는 다른 생물질과 전혀 결합할 수 없는 장점이 있다. 혼성화된 Dig-표지 프로브는 알카리성 인산효소(alkaline phosphatase), 퍼록시다제(peroxidase), 플루오로세인(fluorescein) 혹은 로다민(rhodamine)과 결합된 항-Dig 항체에 의해 검색될 수 있다. 구체적인 Dig-표지(labeling) 과정은 Dig-PCR 프로브 합성 방법을 포함하는데, 본 발명의 Y-염색체 특이적 핵산 서열을 주형으로 하고 이를 증폭할 수 있는 프라이머, Dig-11-dUTP 또는 Dig-11-UTP를 기질로 하여 PCR을 수행하는 것을 포함한다.Fluorescent materials in the probe fabrication process include biotin, Dig, and the like. In particular, since Dig is a steroid that exists only in plants called digitalis purpurea and digitalis lanata , anti-Dig antibodies have the advantage of not being able to bind with other biomaterials at all. Hybridized Dig-labeled probes can be detected by anti-Dig antibodies bound with alkaline phosphatase, peroxidase, fluorescein or rhodamine. Specific Dig-labeling processes include Dig-PCR probe synthesis methods, which are primers capable of amplifying and amplifying the Y-chromosome specific nucleic acid sequences of the present invention, Dig-11-dUTP or Dig-11- PCR is performed using UTP as a substrate.

상기 염색체 표본을 제작하는 과정은 진단을 원하는 개체로부터의 혈액을 대상으로 할 수 있다. 혈액은 헤파린 처리된 용기에 채취되고, 채취된 혈액은 항생제 등이 첨가된 배지에서 배양되고, 배양 말미에 중기 상으로 유도하는 과정을 포함한다. 배양 후, 원심분리를 거쳐 세포를 분리하고 이를 저장하고, 저장 처리 후 원심분리를 거쳐 세포를 고정 처리하고, 고정 처리된 세포를 슬라이드에 떨어뜨리는 과정을 포함한다. 한편, 채취된 혈액을 배양하지 않는 경우에는 저장 처리 및 고정 처리만을 거쳐 간기 세포의 표본을 제작할 수 있다.The process of preparing the chromosome sample may be blood from an individual to be diagnosed. Blood is collected in a heparinized container, and the collected blood is cultured in a medium to which antibiotics and the like are added, and includes a process of inducing the medium to the end of the culture. After culturing, the cells are separated by centrifugation and stored therein, and after the storage process, the cells are fixed by centrifugation, and the fixed-treated cells are dropped onto the slide. On the other hand, when the collected blood is not cultured, a sample of the interstitial cells can be prepared only through the storage treatment and the fixed treatment.

상기 진단 프로브와 표본을 혼성화시키는 과정은 표본의 RNA를 제거한 후 탈수하는 과정을 포함한다. 상기 프로브를 포함하는 혼성화 혼합물을 제조하여 염색체 표본 위에 떨어뜨리고 변성 및 혼성화 과정을 수행하도록 한다. 프로브의 검출은 염색체 표본에 결합하지 않은 분리된 프로브를 제거한 후, 항-Dig 항체를 이용하여 검출할 수 있다. 표본에 존재하는 프로브-Dig에 결합하지 못한 항-Dig 항체를 제거하고 형광현미경을 통하여 검경할 수 있다.Hybridizing the sample with the diagnostic probe includes removing the RNA from the sample and then dehydrating the sample. Hybridization mixtures comprising the probes are prepared and dropped on chromosomal specimens to allow denaturation and hybridization processes. Detection of probes can be detected using anti-Dig antibodies after removal of isolated probes that do not bind to chromosomal specimens. Anti-Dig antibodies that do not bind to the probe-Dig present in the sample may be removed and examined by fluorescence microscopy.

진단 키트Diagnostic kit

본 발명의 분리된 핵산 또는 이를 포함하는 진단 프로브는 다양한 조직 또는 세포 샘플 내의 Y-염색체 존재 여부 또는 프리마틴 여부를 검출하는 키트를 구성하거나 키트의 일부를 형성할 수 있다. 본 발명의 키트에 포함되는 진단 프로브는 서열번호 3의 핵산 서열, 이의 상보 서열 또는 이들의 단편을 포함한다. 또한, 상기 핵산은 비-방사성 마커를 포함하여 표지될 수 있다.Isolated nucleic acids of the present invention or diagnostic probes comprising the same may constitute a kit or form part of a kit for detecting the presence or absence of a Y-chromosome in various tissues or cell samples. Diagnostic probes included in the kits of the invention comprise the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 3, its complementary sequence or fragment thereof. In addition, the nucleic acid may be labeled including a non-radioactive marker.

본 발명의 키트는 이 기술 분야에 널리 알려진 필수 구성 요소를 포함하는데, 다음에 제한되는 것은 아니지만, 희석을 위한 완충액, 시약, 표지된 화합물, 분석을 위한 고상 지지체(solid support) 등을 포함할 수 있다.Kits of the present invention include essential components well known in the art, including, but not limited to, buffers for dilution, reagents, labeled compounds, solid support for analysis, and the like. have.

이하, 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지는 않는다.Hereinafter, the examples are only for illustrating the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited to these examples according to the gist of the present invention.

실시예Example

<실시예 1><Example 1>

Y-염색체 특이적 핵산 서열의 분리Isolation of Y-chromosome specific nucleic acid sequences

본 발명의 Y-염색체 특이적 핵산 서열은 하기의 프라이머를 사용하여 PCR을 수행하여 소의 게놈 DNA로부터 제작하였다.The Y-chromosome specific nucleic acid sequences of the present invention were constructed from bovine genomic DNA by PCR using the following primers.

센스: 5'-AAGCAGCCGATAAACACTCCTT-3' (서열번호 1)Sense: 5'-AAGCAGCCGATAAACACTCCTT-3 '(SEQ ID NO: 1)

안티센스: 5'-ATCAGTGCAGGGACCGAGATG-3' (서열번호 2)Antisense: 5'-ATCAGTGCAGGGACCGAGATG-3 '(SEQ ID NO: 2)

(센스 서열은 GC함량이 57.1%이고, 분자량은 6520.329 g/mole; 안티센스 서열은 GC함량이 34.8%이고, 분자량은 7077.712 g/mole 이다)(The sense sequence has a GC content of 57.1%, the molecular weight is 6520.329 g / mole; the antisense sequence has a GC content of 34.8%, and a molecular weight of 7077.712 g / mole)

즉, 본 발명의 핵산 서열을 증폭하기 위하여 상기의 프라이머 및 다음의 각 성분을 포함하는 전체 부피 25㎕의 PCR 반응 혼합물(reaction mixture)을 사용하여 수행하였다: 10X PCR 완충액 2.5㎕, 2.5mM dNTP 2㎕, Taq 폴리머라제 (0.5 unit/㎕) (Takara, Japan) 2㎕, 상기 프라이머 (10 pmol/㎕) 각 2㎕, 소 게놈 DNA (25ng/㎕) 2㎕, ddH2O 12.5㎕.That is, amplification of the nucleic acid sequence of the present invention was carried out using a PCR reaction mixture containing a total volume of 25 µl containing the primers and the following components: 2.5 µl of 10X PCR buffer, 2.5 mM dNTP 2 Μl, 2 μl of Taq polymerase (0.5 unit / μl) (Takara, Japan), 2 μl of each of said primers (10 pmol / μl), 2 μl of bovine genomic DNA (25 ng / μl), 12.5 μl of ddH 2 O.

PCR 반응은 97℃에서 2분간 최소 변성을 시행하고, 94℃에서 1분, 56℃에서 1분 30초, 72℃에서 1분 30초로 이루어지는 사이클을 40회 반복하고, 마지막 신장과정을 72℃에서 5분간 실시하였다. PCR 산물은 2% 아가로스겔로 전기영동하여 확인하고 밴드를 분리하였다. 분리된 DNA의 염기서열 방법은 QIAquick PCR purification Kit (QIAGEN Inc., CA, U.S.A.)로 정제하고 이를 1.5% 아가로스겔에서 확인한 후 순수한 약 200bp의 밴드만을 잘라내어 이를 Gene clean kit (Bio 101 Inc., CA, USA)로 분리해 내었다. 이것을 TA-cloning vector pCR21 (Invitrogen Life Technologies, San Diego, CA, U.S.A.)에 삽입하고 삽입된 DNA의 염기서열은 디데옥시 체인 종결 방법(dideoxy chain termination)으로 확인하였다(Sanger 등, 1997). 염기서열의 분석은 서열분석 키트의 안내문에 따라 USS 키트와35S-dATP (800 Ci/mmol, Amersham)를 이용하여 자동염기서열분석장치(ABI PRISM 377, PE Biosystems, Foster City, CA, USA)로서 분석하였다.The PCR reaction was performed at 97 ° C. for 2 minutes with minimum denaturation, 40 cycles consisting of 1 minute at 94 ° C., 1 minute 30 seconds at 56 ° C., and 1 minute 30 seconds at 72 ° C., and the final stretching process at 72 ° C. 5 minutes was performed. PCR products were identified by electrophoresis on 2% agarose gel and bands were separated. The nucleotide sequence method of the isolated DNA was purified by QIAquick PCR purification Kit (QIAGEN Inc., CA, USA) and confirmed by 1.5% agarose gel, and only a pure band of about 200 bp was cut out to obtain a gene clean kit (Bio 101 Inc., CA, USA). This was inserted into TA-cloning vector pCR21 (Invitrogen Life Technologies, San Diego, Calif., USA) and the nucleotide sequence of the inserted DNA was confirmed by dideoxy chain termination (Sanger et al., 1997). Sequence analysis was performed using an automatic base sequencer (ABI PRISM 377, PE Biosystems, Foster City, CA, USA) using USS kit and 35 S-dATP (800 Ci / mmol, Amersham) according to the instructions of the sequencing kit. Analyze as.

상기 과정을 통해 확인한 본 발명의 핵산 서열은 190bp 크기의 핵산 (서열번호 3)이었으며, 이 서열은 미국 정부에 의해 유지되는 NCBI (National Center of Biotechnology Information)에 2003년 5월 21일자로 투고되어, 2003년 6월 16일자로 GenBank에 등록되었다.The nucleic acid sequence of the present invention identified through the above process was 190 bp nucleic acid (SEQ ID NO: 3), which was submitted to the National Center of Biotechnology Information (NCBI) maintained by the US government on May 21, 2003. Registered on GenBank as of 16 June 2003.

프로브의 제작Fabrication of Probes

본 발명의 상기 핵산 서열을 표지하여 진단 프로브로 사용할 수 있다. 프로브의 형광 발현을 위한 표지는 PCR-Dig 프로브 합성법을 이용하였다. 즉, 상기 본 발명의 핵산서열을 주형으로 하여 이를 증폭할 수 있는 프라이머를 이용하여 형광물질로 표지된 새로운 표지-프로브를 제작하였다. 다음의 전체 부피 50㎕의 PCR 반응 혼합물을 튜브에 넣고, 가볍게 혼합한 후 상기 조건과 동일하게 PCR을 수행하여 프로브를 표지하였다. PCR 반응 혼합물: PCR 완충액 5㎕, PCR DIG 혼합물 5㎕, 효소 혼합물 0.75㎕ (2.6 unit) (이상 Boehringer-Mahnheim, Indianapolis, IN, U.S.A) 및 서열번호 1 및 서열번호 2의 프라이머 (10 pmol/㎕) 각 3㎕, 분리 정제된 190bp 게놈 DNA 2㎕ (100ng), ddH2O 31.25㎕.The nucleic acid sequence of the present invention can be labeled and used as a diagnostic probe. PCR-Dig probe synthesis was used for the label for fluorescence expression of the probe. That is, using a nucleic acid sequence of the present invention as a template using a primer capable of amplifying it, a new label-probe labeled with fluorescent material was prepared. 50 μl of the total volume of the PCR reaction mixture was placed in a tube, mixed lightly, and PCR was performed under the same conditions as above to label the probe. PCR reaction mixture: 5 μl PCR buffer, 5 μl PCR DIG mixture, 0.75 μl enzyme mixture (2.6 unit) (above Boehringer-Mahnheim, Indianapolis, IN, USA) and primers of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 (10 pmol / μL) ) 3 μl each, 2 μl (100 ng) of purified 190 bp genomic DNA, 31.25 μl ddH 2 O.

표본 제작Sample fabrication

혈액 배양으로부터 염색체 표본 준비를 위하여, 헤파린 처리된 진공 용기를 사용하여 각 개체의 경정맥(jugular vein)으로 5㎖의 혈액을 채취하였다. 본 발명의 검증을 위하여 진주산업대학교(대한민국 경상남도 진주시 칠암동 150 소재)에서 사육중인 이성쌍자 한쌍과, 그 외 전남 보성, 경남 칠북 및 칠서, 경남 사천 지역의 이성쌍자 총 17두를 대상으로 하였다.For preparation of chromosomal specimens from blood cultures, 5 ml of blood was drawn into the jugular vein of each individual using a heparinized vacuum vessel. For the verification of the present invention, a pair of heterosexual couples are being raised at Jinju Industrial University (150, Chilam-dong, Jinju-si, Gyeongsangnam-do, Korea), and 17 heterosexual pairs in Boseong, Gyeongnam Chilbuk and Chilseo, and Sichuan, Gyeongnam Province.

염색체 표본 제작을 위하여 개체당 0.5㎖의 혈액을 10% FBS, 1% 포크위드(pokweed) 분열촉진제, 0.1% 페니실린-스트렙토마이신이 첨가된 RPMI 1640 (이상 Invitrogen Life Technologies, San Diego, CA, U.S.A) 배양액으로 37.5℃, 5% CO2배양기 내에서 72 시간 동안 배양하고, 중기 상을 유도하기 위하여 배양 종료 50분 전에 Colcemid(Invitrogen Life Technologies, San Diego, CA, U.S.A) 0.1 ㎍/㎖를 처리하였다.RPMI 1640 (> Invitrogen Life Technologies, San Diego, CA, USA) with 0.5% blood per subject added 10% FBS, 1% pokweed fission promoter, 0.1% penicillin-streptomycin The culture was incubated for 72 hours in a 37.5 ° C., 5% CO 2 incubator, and treated with 0.1 μg / ml of Colcemid (Invitrogen Life Technologies, San Diego, CA, USA) 50 minutes before the end of the culture to induce the medium phase.

배양 후, 원심분리 (1000rpm, 200g)를 통해 배양액으로부터 세포를 분리하고, 분리된 세포를 0.06M KCl로 37℃ 항온수조에서 15분간 저장 처리하였다. 저장처리 후, 다시 원심분리하여 세포를 수확하고 여기에 Carnoy's 액 (Acetic acid 및 Methanol을 1:3 (v/v)으로 혼합)을 한 방울씩 떨어뜨려 고정처리를 하고, 이를 2회 이상 반복하였다. 고정된 세포 현탁액을 냉장보관된 슬라이드에 5~6 방울 떨어뜨려 염색체 표본을 제작하였다.After incubation, cells were separated from the culture medium by centrifugation (1000 rpm, 200 g), and the separated cells were stored in 0.06 M KCl for 15 minutes in a 37 ° C constant temperature water bath. After storage, the cells were harvested by centrifugation again, followed by fixation by dropping Carnoy's liquid (Acetic acid and Methanol mixed at 1: 3 (v / v)) dropwise. . The fixed cell suspension was dropped in 5-6 drops on a cold-stored slide to prepare a chromosome specimen.

한편, 무배양 혈액세포로부터의 표본 준비는 혈액을 채혈한 후 배양 과정을 거치지 않고, 저장처리와 고정처리만을 거쳐 간기 세포만으로 표본을 제작하였다.On the other hand, the sample preparation from the non-cultured blood cells were sampled only with the interphase cells through the storage and fixation treatment, without undergoing the culture process after collecting the blood.

<실시예 2><Example 2>

FISH 방법을 이용한 표본의 분석Sample analysis using the FISH method

FISH에 공시할 배양 또는 무배양 세포 표본을 50㎖의 2x SSC 용액 내에서 5㎍의 RNase A (Sigma Chemical Co., Saint Louis, MO, U.S.A.)를 첨가하고 37.5℃ 워터 배쓰(water bath)에서 30분간 처리하여 RNA를 제거하였다. 그 후, 상기 세포 표본을 수세하고 80%, 90% 및 100% 에탄올로 탈수하고 건조시켰다.Cultured or uncultured cell samples to be published on FISH were added with 5 μg of RNase A (Sigma Chemical Co., Saint Louis, MO, USA) in 50 ml of 2 × SSC solution and 30 in a 37.5 ° C. water bath. RNA was removed by treatment for a minute. The cell samples were then washed, dehydrated with 80%, 90% and 100% ethanol and dried.

5㎕ 포름아미드(formamide) 및 4x 혼성화 용액 4㎕에 표지된 프로브 1㎕(100ng 이상)을 혼합한 혼성화 혼합물을 제조하여 프로브의 변성(denaturation) 및 혼성화(hybridization)에 사용하였다.A hybridization mixture was prepared in which 5 µl formamide and 4 µl of 4x hybridization solution were mixed with 1 µl (100 ng or more) of the labeled probe, and used for denaturation and hybridization of the probe.

상기 혼성화 혼합물을 표본 위에 떨어뜨리고 18x18㎜ 커버 슬라이드으로 덮은 후 고무 시멘트(rubber cement)로 봉하였다. 변성은 72℃ 알루미늄 가온판(aluminum block)에서 10분간 처리하고, 곧바로 38.5℃에서 1시간 동안 혼성화를 수행하였다. 처리가 끝난 표본은 72℃의 2x SSC 용액으로 5분간 수세한 후 실온의 PN 완충액 (0.1% Nonidet P-40/0.1% sodium phosphate)으로 2분간 수세하고 건조시켰다.The hybridization mixture was dropped onto the specimen and covered with an 18 × 18 mm cover slide and sealed with rubber cement. The denaturation was performed for 10 minutes on a 72 ° C. aluminum block, followed by hybridization at 38.5 ° C. for 1 hour. The treated specimens were washed with 72 × 2 × 2 SSC solution for 5 minutes, washed with PN buffer (0.1% Nonidet P-40 / 0.1% sodium phosphate) at room temperature for 2 minutes, and dried.

프로브의 검출은 1㎖의 PNM 완충액 (5% non-fat milk/PN)에 항-Dig-플루오로세인(fluorescein) 2.5㎕를 첨가하여 항-Dig-플루오로세인 용액을 제조하고, 이를 20㎕씩 표본 위에 떨어뜨리고 커버 슬라이드로 덮은 후, 38.5℃ 알루미늄 가온판에서 30분간 처리하였다. 이 후, PN 완충액으로 3회 수세하여 결합하지 못한 항-Dig-산물들을 제거하고 암소에서 건조시켰다.Detection of the probe was performed by adding 2.5 μl of anti-Dig-fluoroescein to 1 ml of PNM buffer (5% non-fat milk / PN) to prepare an anti-Dig-fluorosane solution, which was 20 μl. After dropping on a sample and covered with a cover slide, it was treated for 30 minutes on a 38.5 ° C aluminum heating plate. Thereafter, washing with PN buffer three times to remove unbound anti-Dig-products and dried in the dark.

배경 염색은 프로피디움 아이다이드(propidium iodide, PI) 용액(0.3㎍ PI/㎖ 페이딩방지 용액(anti fade solution))을 이용하였고, 이를 각 슬라이드 당 20㎕씩 떨어뜨린 후, 커버슬라이드를 덮고 형광현미경 (WIB 필터를 가진 Olympus Ax-70)으로 검경하였다. 검경한 상은 디지털 카메라로 촬영하고 이미지 분석 프로그램(MetaMorph, Universal Imaging Co., PA, U.S.A.)을 이용하여 분석하였다.Background staining was performed using propidium iodide (PI) solution (0.3 μg PI / ml anti fade solution), and 20 μl of each slide was added to each slide, followed by a cover slide and a fluorescence microscope. (Olympus Ax-70 with WIB filter). Speculum was photographed with a digital camera and analyzed using an image analysis program (MetaMorph, Universal Imaging Co., PA, U.S.A.).

<실시예 3><Example 3>

FISH 프로브의 확인Identification of FISH Probes

본 발명의 프로브가 Y-염색체에 특이적으로 접합되는지를 확인하기 위하여 상기 <실시예 1> 및 <실시예 2>의 방법으로 프로브 및 수컷 세포 샘플을 사용하여 FISH를 적용하였다. 즉, 소의 수컷 세포로 염색체 표본을 제작하고, G-banding을 실시한 후 동일한 상을 FISH에 공시하였다.To confirm whether the probe of the present invention is specifically conjugated to the Y-chromosome, FISH was applied using the probe and the male cell sample by the method of <Example 1> and <Example 2>. That is, chromosomal specimens were prepared from bovine male cells, subjected to G-banding, and the same images were published in FISH.

도 1은 G-banding한 수컷의 중기상과 동일한 상에 대한 FISH의 결과를 나타낸 것으로서, 본 발명의 프로브가 Y 염색체 상에 특이적으로 접합하는 양상을 보였다. 또한, 본 프로브의 염색체상 접합 좌위를 보다 구체적으로 밝히기 위하여 소 Y 염색체의 G-band idiogram, G-banding 된 Y-염색체 및 본 프로브를 이용하여 FISH한 염색체를 비교 분석한 결과, 본 프로브의 DNA는 소의 Yp12-13에 주로 분포하는 것으로 확인할 수 있었다 (도 1, c). 도 1의 (a)는 G-banding 된 중기상 염색체를 나타낸 것이며, 화살표는 각각 X 염색체 및 Y 염색체를 나타낸다. (b)는 본 발명의 프로브를 이용한 (a)의 FISH 분석결과를 나타낸 것이다. 노란 형광을 발하는 것이 Y-염색체이다. 또한, (c)의 왼쪽 그림은 G-banding 된 소 Y-염색체의표준 핵형도, 가운데 그림은 실제로 G-banding 된 Y-염색체, 오른쪽 그림은 본 발명의 프로브를 이용하여 FISH한 Y-염색체 상을 나타낸 것으로 프로브의 염색체상 접합 부위가 Yp12-13에 있음을 알 수 있었다.Figure 1 shows the results of FISH for the same phase as the mid-phase of the G-banding male, showing that the probe of the present invention specifically conjugated on the Y chromosome. In addition, the G-band idiogram of the small Y chromosome, the G-banded Y-chromosome, and the FISH chromosome were compared and analyzed to determine the chromosomal junction locus of the probe more specifically. Was found to be mainly distributed in cattle Yp12-13 (Fig. 1, c). Figure 1 (a) shows the G-banding medium-phase chromosome, the arrow represents the X chromosome and Y chromosome, respectively. (b) shows the FISH analysis of (a) using the probe of the present invention. Yellow fluorescence is the Y-chromosome. In addition, the left figure in (c) shows the standard karyotype of the G-banded bovine Y-chromosome, the middle figure is actually the G-banded Y-chromosome, and the right figure shows the Y-chromosome image FISH using the probe of the present invention. It can be seen that the chromosomal junction of the probe is at Yp12-13.

FISH를 이용한 Y-염색체 검출 분석Analysis of Y-chromosome detection using FISH

본 발명에 따라 제작된 프로브의 신뢰성을 확인하기 위해 소의 전혈(whole blood)을 배양한 염색체 표본과 배양하지 않은 백혈구 세포 표본을 대상으로 FISH를 수행하였다.In order to confirm the reliability of the probe manufactured according to the present invention, FISH was performed on chromosome samples in which bovine whole blood was cultured and white blood cell samples which were not cultured.

그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2의 (a)와 (c)는 배양한 전혈을 표본으로 한 것이며, (b)와 (d)는 배양하지 않은 백혈구 세포를 표본으로 한 것이다. (a)와 (b)는 수컷에서 유래한 표본을, (c)와 (d)는 암컷에서 유래한 표본을 대상으로 한 것이다.The results are shown in FIG. 2 (a) and 2 (c) are samples of cultured whole blood, and (b) and (d) are samples of uncultured white blood cells. (a) and (b) are for samples derived from males, and (c) and (d) are for samples derived from females.

상기 도 2에서 보는 바와 같이, 수컷 샘플의 경우 중기상 뿐만 아니라, 배양하지 않은 간기상에도 세포마다 뚜렷하고 강한 1 개의 FITC 형광접합 발현양상을 관찰할 수 있는 반면, 암컷 샘플의 경우 어떠한 표본에서도 FITC 형광접합 양상이 나타나지 않았다.As shown in FIG. 2, in the male sample, not only the medium phase but also the uncultured interphase phase, one or more FITC fluorescence expression may be observed for each cell, whereas the female sample shows FITC fluorescence in any sample. There was no conjugation.

이상의 결과들을 통하여 본 발명의 소 Y-염색체 특이적 DNA 프로브가 소의 Y-염색체에 특이적임을 확인할 수 있었고, FISH 기술을 이용하여 Y-염색체의 존재유무를 명확하게 식별할 수 있었다.Through the above results, it was confirmed that the bovine Y-chromosome specific DNA probe of the present invention was specific for bovine Y-chromosome, and the presence or absence of Y-chromosome could be clearly identified using FISH technology.

<실시예 4><Example 4>

본 발명의 프로브을 사용한 프리마틴의 진단Diagnosis of Pritin Using Probes of the Invention

본 발명의 진단 프로브로서 프리마틴 진단의 유용성을 확인하기 위하여 세포유전학적 검증으로 프리마틴으로 확인된 개체들을 대상으로 FISH를 수행하였다. 그 결과, 도 3에서와 같이 프리마틴으로 확인된 개체의 경우 정상 암컷과 달리 일부 세포들에 있어 뚜렷한 프로브의 형광접합양상을 발견할 수 있었는데, 예측되는 바와 같이 XX 염색체와 XY 염색체가 존재되어 있는 것을 확인할 수 있었다.In order to confirm the usefulness of pritin diagnosis as a diagnostic probe of the present invention, FISH was performed on individuals identified as pritin by cytogenetic verification. As a result, in the case of the individual identified as primartin as shown in FIG. 3, it was possible to find a clear fluorescence conjugation pattern of the probes in some cells, unlike normal females. As expected, the XX and XY chromosomes are present. I could confirm that.

또한, 본 프로브로서 FISH를 통한 프리마틴 진단의 신뢰성을 검증하기 위해 동일 개체에 대한 핵형분석결과와 FISH 분석결과를 비교하였다. 소의 핵형분석은 실시예 1의 표본제작 방법에서와 같이 전혈액 배양을 이용하여 중기상을 유도하고 이의 염색체를 분석하였으며, FISH 분석은 실시예 1과 2의 방법으로 수행하였다.In addition, we compared the karyotype and FISH assay results for the same subject to verify the reliability of primate diagnosis using FISH. Bovine karyotyping was carried out using the whole blood culture as in the sample preparation method of Example 1 to induce a medium phase and its chromosomes were analyzed, FISH analysis was performed by the method of Examples 1 and 2.

이에 대한 결과는 다음의 표1과 같다.The results are shown in Table 1 below.

프리마틴 및 이성쌍자 수컷에 대한 핵형분석 및 FISH 분석 간의 XY 세포 분포율의 비교Comparison of XY Cell Distribution Between Karyotype and FISH Assays for Primate and Heterozygous Males 분석개체Analysis object 핵형분석(%)Karyotyping (%) FISH 분석(%)FISH analysis (%) 대조축 (정상 수소)Contrast axis (normal hydrogen) 138/138a(100)138/138 a (100) 169/169b(100)169/169 b (100) 대조축 (정상 암소)Contrast axis (normal cow) 0/143 (0)0/143 (0) 0/151 (0)0/151 (0) 프리마틴 APrimartin A 20/126 (15.9)20/126 (15.9) 31/228 (13.6)31/228 (13.6) 프리마틴 BPrimartin B 63/143 (44.1)63/143 (44.1) 80/188 (42.6)80/188 (42.6) 이성쌍자 수컷 AHeterosexual male A 37/155 (23.9)37/155 (23.9) 45/187 (24.1)45/187 (24.1) 이성쌍자 수컷 BHeterosexual male B 14/136 (10.3)14/136 (10.3) 33/212 (15.6)33/212 (15.6)

[주]aXY염색체를 가진 중기상의 수/총 분석된 중기상의 수,b프로브 형광접합을 나타낸 세포 수/총 분석된 세포 수Note: a number of medium phases with total XY chromosome / number of total analyzed medium phases, b number of cells showing probe fluorescence conjugation / total number of cells analyzed

이와 같이, 양 분석 결과는 분석된 거의 모든 개체에서 유사한 양상을 보이는데, 즉 핵형분석 결과와 본 발명의 프로브를 이용한 FISH의 결과가 거의 일치되고 있음을 알 수 있었다. 이로부터 본 발명 프로브를 이용한 FISH방법으로서 프리마틴 진단의 신뢰성이 입증되었다.As such, the results of both analyzes showed a similar pattern in almost all the analyzed subjects, i.e., the results of karyotype analysis and the results of FISH using the probe of the present invention were found to be almost in agreement. This proved the reliability of primate diagnosis as a FISH method using the probe of the present invention.

본 발명은 소의 Y-염색체 특이적 DNA 프로브를 이용하여 FISH방법으로서 성 판별 및 프리마틴의 진단에 관한 것으로, 기존의 방법에 비하여 보다 높은 진단의 신뢰성을 가지고 또한 진단을 원하는 개체의 혈액을 대상으로 하여 짧은 시간 내 용이하게 진단을 수행할 수 있는 이점을 제공한다.The present invention relates to sex determination and the diagnosis of primate using the bovine Y-chromosome specific DNA probe as a FISH method. This provides an advantage that the diagnosis can be easily performed in a short time.

<110> Republic of KOREA(Jinju National University) <120> A diagnosing probe for Freemartin <160> 3 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sense primer <400> 1 aagcagccga taaacactcc tt 22 <210> 2 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> antisense primer <400> 2 atcagtgcag ggaccgagat g 21 <210> 3 <211> 190 <212> DNA <213> Bos taurus <220> <221> repeat_region <222> (1)..(190) <223> Bos taurus Y chromsome-specific repetitive DNA sequence <400> 3 aagcagccga taaacactcc ttggacacat ctcggtccct gcactgatcc aggctggatc 60 ctgcccttgt tcatcccgac agacactccc gaggccacag cacagtccct gccatgaccc 120 aggctgggtc tgcctttgtt caagcccccg acaaacactc ttgagcccac atctcggtcc 180 ctgcactgat 190<110> Republic of KOREA (Jinju National University) <120> A diagnosing probe for Freemartin <160> 3 <170> Kopatent In 1.71 <210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223 > sense primer <400> 1 aagcagccga taaacactcc tt 22 <210> 2 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> antisense primer <400> 2 atcagtgcag ggaccgagat g 21 <210> 3 <211 > 190 <212> DNA <213> Bos taurus <220> <221> repeat_region <222> (1) .. (190) <223> Bos taurus Y chromsome-specific repetitive DNA sequence <400> 3 aagcagccga taaacactcc ttggacacat ctcggtccct gcactgatcc aggctggatc 60 ctgcccttgt tcatcccgac agacactccc gaggccacag cacagtccct gccatgaccc 120 aggctgggtc tgcctttgtt caagcccccg acaaacactc ttgagcccac atctcggtcc 180 ctgcactgat 190

Claims (14)

삭제delete 서열번호 1, 서열번호 2 및 이의 상보서열로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 서열을 포함하는 소의 게놈 DNA로부터 서열번호 3 또는 이의 상보서열을 분리하기 위한 프라이머.A primer for separating SEQ ID NO: 3 or its complementary sequence from bovine genomic DNA comprising a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, and its complementary sequences. 서열번호 3 또는 이의 상보서열을 갖고 FISH 방법에 사용되는 것을 특징으로 하는 소의 Y-염색체 존재여부를 진단하기 위한 프로브.A probe for diagnosing the presence of a Y-chromosome of a cow, characterized by having SEQ ID No. 3 or its complementary sequence and used in the FISH method. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 적어도 하나의 용기에 제3항에 따른 프로브를 포함하는 소의 Y-염색체 및 프리마틴을 진단하기 위한 키트.A kit for diagnosing bovine Y-chromosomes and primates comprising the probe according to claim 3 in at least one container.
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