KR100828937B1 - Single-Stranded Nucleic Acid Aptamer Specifically Binding to Serum Protein - Google Patents

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KR100828937B1 KR1020050121534A KR20050121534A KR100828937B1 KR 100828937 B1 KR100828937 B1 KR 100828937B1 KR 1020050121534 A KR1020050121534 A KR 1020050121534A KR 20050121534 A KR20050121534 A KR 20050121534A KR 100828937 B1 KR100828937 B1 KR 100828937B1
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Abstract

본 발명은 심혈관질환을 진단할 수 있는 혈청단백질에 특이적으로 결합하는 단일가닥핵산 압타머에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 혈청단백질에 특이적으로 결합하는 서열번호 1 내지 서열번호 19에 기재된 염기서열 중 적어도 하나의 염기서열을 가지는 단일가닥핵산 압타머가 제공된다. The present invention relates to a single-stranded nucleic acid aptamer that specifically binds to a serum protein capable of diagnosing cardiovascular disease. According to the present invention, there is provided a single-stranded nucleic acid aptamer having at least one nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 19 that specifically binds to a serum protein.

Description

혈청단백질에 특이적으로 결합하는 단일가닥핵산 압타머{Single-Stranded Nucleic Acid Aptamer Specifically Binding to Serum Protein}Single-Stranded Nucleic Acid Aptamer Specifically Binding to Serum Protein}

도1은 MARC 칼럼을 이용한 혈청의 스트렙토아비딘-마그네틱 비드 포착을 보여주는 도면, 1 shows the capture of streptoavidin-magnetic beads in serum using a MARC column,

도2는 RNA 압타머와 혈청시료의 복합체를 RT-PCR로 증폭하면서 Cy-5로 표지하여 전기 영동한 사진 도면, Figure 2 is a photographic picture of the electrophoresis by labeling with Cy-5 while amplifying the complex of RNA aptamer and serum sample by RT-PCR,

도3은 반응된 압타머기반 바이오칩의 레이저 스캐너 이미지 도면, Figure 3 is a laser scanner image of the reacted aptamer-based biochip,

도4는 도3의 이미지 정보에 대한 GeneSpring 프로그램을 이용한 이미지 유사성 분석 도면, 4 is an image similarity analysis diagram using a GeneSpring program for the image information of FIG. 3;

도5는 스포트의 전체적인 유사성을 계층적 클러스터링한 도면, 5 is a diagram hierarchically clustering the overall similarity of spots;

도6은 도5로부터 계산된 민감도, 선택성, 양성예측도, 및 음성예측도를 보여주는 도면, 6 shows the sensitivity, selectivity, positive predictive value, and negative predictive value calculated from FIG. 5;

도7은 k-means 및 SOM의 알고리즘으로 21개의 효율적 스포트를 검색한 결과 도면, 7 is a result of searching 21 efficient spots by the algorithm of k-means and SOM,

도8은 도7의 21개 스포트로 심혈관질환의 환자를 구분한 결과 도면, FIG. 8 is a result of classifying patients with cardiovascular disease into 21 spots of FIG.

도9는 도8로부터 계산된 민감도, 선택성, 양성예측도, 및 음성예측도를 보여주는 도면. 9 shows the sensitivity, selectivity, positive predictive value, and negative predictive value calculated from FIG. 8;

(기술분야)(Technology)

본 발명은 단일가닥핵산 압타머에 관한 것이며, 보다 상세하게는 사람의 혈청단백질과 특이적으로 결합하는 단일가닥핵산 압타머와 사람의 혈청단백질의 특이적인 결합 양상을 분석함으로써 심혈관질환을 진단할 수 있는 혈청단백질에 특이적으로 결합하는 단일가닥핵산 압타머에 관한 것이다. The present invention relates to a single-stranded nucleic acid aptamer, and more specifically, it is possible to diagnose cardiovascular disease by analyzing specific binding patterns of a single-stranded nucleic acid aptamer that specifically binds to human serum proteins and human serum proteins. The present invention relates to a single-stranded nucleic acid aptamer that specifically binds to a serum protein.

(배경기술)(Background)

특정물질의 동정하고 그 정량적 변화를 분석할 수 있는 리간드는 물리학 및 생화학의 발달에 따라 계속적으로 발전하고 있으나, 유지비, 용이성, 정확도, 민감도, 검사시간 및 자동화 등에 관련하여 보다 효율적인 리간드의 개발에 대한 요구는 계속되고 있다. Ligands that can identify specific substances and analyze their quantitative changes continue to evolve with the development of physics and biochemistry.However, the development of more efficient ligands in terms of maintenance costs, ease of use, accuracy, sensitivity, test time, and automation The demand continues.

특정물질을 분석하는 방법은 그 자체가 궁극적인 목표가 아니라 전체 과정의 일부분이지만 미생물 및 바이러스 동정, 세포, 단백질, 유기물질 분석 등에 매우 유용하며, 의학, 수의학, 환경공학, 식품공학, 농업 등에 광범위하게 응용되고 있다. The method of analyzing a specific substance is not an ultimate goal in itself but a part of the whole process, but it is very useful for microbial and virus identification, cell, protein and organic substance analysis, and is widely used in medicine, veterinary medicine, environmental engineering, food engineering and agriculture. It is applied.

심혈관질환 발생빈도는 서구국가 뿐 아니라 대한민국에서도 날로 증가하고 있으며 가장 최근의 통계인 2001년 통계청에서 제시하는 원인별 사망률을 보면 심혈관질환에 의한 사망률은 10만 명 당 121명 수준이다. 1997년 대한민국의 심혈관 질환의 표준화 사망률은 10만 명 당 304명으로 미국의 360명과 비교하여 크게 낮지 않은 수준이다. The incidence of cardiovascular disease is increasing not only in Western countries but also in Korea, and the most recent mortality rate from the National Statistical Office, 2001, is 121 per 100,000 people. In 1997, the standardized mortality rate of cardiovascular disease in Korea was 304 per 100,000, which is not much lower than that of 360 in the United States.

인구의 고령화라는 것이 피할 수 없는 추세이고, 최근 18 년간 사망률 10 배 증가라는 관동맥질환의 무서운 증가 추세를 감안한다면 대한민국에서 심혈관질환이 미국 이상의 심각성을 가지게 되는 것은 시간문제이다. Aging of the population is inevitable, and given the dreaded increase in coronary artery disease, a 10-fold increase in mortality over the past 18 years, it is only a matter of time before the cardiovascular disease becomes more serious in the United States than in the United States.

심혈관질환의 검사방법으로는 심전도검사와 심도자술검사 등이 있다. Cardiovascular disease test methods include electrocardiogram and cardiac surgery.

환자에게 심장은 혈액이라는 순환매체를 순환시키는 펌프의 역할을 하는 근육장기로서 그 운동은 미세한 전기로 조절된다. 심장을 이루는 심근세포 하나하나에서 나오는 미세한 전기적인 변동을 합쳐서 하나의 커다란 파형으로 증폭하여 기록한 것이 심전도이고, 이런 심전도(심전도를 발생시키는 심장근육)의 변화, 즉 심장운동의 변화를 측정하는 방법이 심전도검사이다. For the patient, the heart is a muscle organ that acts as a pump that circulates the circulation medium called blood, and its movement is controlled by fine electricity. The electrocardiogram is recorded by amplifying and recording a small electric wave from each of the cardiomyocytes that make up the heart, and a method of measuring the change in the electrocardiogram (cardiomyocytes causing the electrocardiogram), that is, the change in heart motion. ECG test.

심도자술검사는 직경이 약 2.0-3.0mm이고 길이가 약 120cm되는 마치 볼펜심처럼 생긴 도관을 혈관에 삽입하여 도관이 혈관을 따라 심장에 도달하게 한 후 심장 안의 심방 및 심실의 압력, 산소포화도를 측정하고, X선 조영제를 주사하여 심장의 모양을 알아보는 방법이다. In-depth surgical examination measures the pressure and oxygen saturation of the atrium and ventricles in the heart after inserting a catheter shaped like a ballpoint pen with a diameter of about 2.0-3.0 mm and a length of about 120 cm to the blood vessels. X-ray contrast is injected to determine the shape of the heart.

그러나 종래의 심혈관질환 검사방법은 환자가 입원하거나 검사에 장시간이 소요되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 침습성 검사인 것에 따른 환자의 거부감도 문제이다. However, the conventional cardiovascular disease test method has a problem that the patient is hospitalized or takes a long time to the test, as well as the patient's rejection due to the invasive test.

널리 알려진 바와 같이 핵산은 뉴클레오티드가 공유결합으로 연결된 선형적인 다합체로서, 뉴클레오티드는 작은 유기화합물로서 인산, 당 및 퓨린(아데닌 혹 은 구아닌) 혹은 피리미딘(사이토신, 티미딘, 우라실)으로 이루어져 있다. As is well known, nucleic acids are linear multimers in which nucleotides are covalently linked, and nucleotides are small organic compounds consisting of phosphoric acid, sugars and purines (adenine or guanine) or pyrimidine (cytosine, thymidine, uracil). .

핵산은 단일가닥이나 이중가닥으로 존재하는데, 단일가닥은 특정한 물리적인 조건에서 뉴클레오티드들 간의 수소결합 및 상호작용에 의해 결합하여 독특한 입체구조를 형성하는데, 이런 구조는 단일가닥의 염기서열에 의해 결정된다. Nucleic acids exist in single- or double-stranded strands, which bind together by hydrogen bonds and interactions between nucleotides under specific physical conditions to form unique conformations, which are determined by single-stranded nucleotide sequences. .

일반적으로 DNA와 RNA와 같은 핵산들은 세포구조 및 효소 등의 활성을 가진 단백질들을 발현하기 위한 정보의 저장체이나, 1982년에 RNA가 특정한 구조를 형성함으로써 효소로서의 활성도 갖고 있다는 보고가 나온 후로 핵산이 구조적인 특성과 그에 따른 특정 기능에 대한 많은 보고가 있다. Generally, nucleic acids such as DNA and RNA are a storage of information for expressing proteins with cell structure and enzyme activity, but since 1982 reports that RNA has a specific structure as well as enzymes, the nucleic acid has been reported as having an enzyme. There are many reports of structural features and their specific function.

핵산은 4개의 염기의 반복으로 구성되어 높은 다양성을 유지하여 많은 입체구조를 형성하며 이런 입체구조는 특정물질과 상호작용을 하여 복합체를 형성하여 안정화된다. Nucleic acid is composed of four base repeats to maintain a high diversity to form a large number of three-dimensional structure, these three-dimensional structure is stabilized by interacting with a specific material to form a complex.

핵산이 단백질을 포함하는 특정물질에 대하여 하나의 리간드(ligand)로서 작용할 수 있는 바, 다양한 염기순서로 배열된 단일가닥핵산이 조합된 라이브러리로부터 일정한 선별과정과 염기서열결정을 통하여 높은 결합력과 특이성으로 특정물질과 결합하는 핵산들을 선별되고 있다. Nucleic acid can act as a ligand to a specific substance containing a protein, with high binding power and specificity through a constant screening process and sequencing from a library of single stranded nucleic acids arranged in various nucleotide sequences. Nucleic acids that bind to specific substances are being screened.

특정물질과 결합하는 핵산을 선별하는 방법을 셀렉스(SELEX, Systematic Evolution of Ligand by Exponential enrichment)라 하고, 이렇게 선별된 산물인 핵산을 통상 압타머라고 칭한다(Tuerk C. and Gold L.; Science, 249, pp505-510, 1990). The method of screening nucleic acids for binding to a specific substance is called SELEX (Systematic Evolution of Ligand by Exponential enrichment), and the selected nucleic acid is usually called aptamer (Tuerk C. and Gold L .; Science , 249 , pp 505-510, 1990).

이런 SELEX를 통하여 자연 상태에서 핵산과 결합할 수 있는 단백질뿐만 아니 라 핵산과 결합하고 있지 않은 단백질을 비롯한 여러 생체분자와도 매우 높은 친화력으로 결합할 수 있는 분자들이 선별되고 있다. Through SELEX, molecules that can bind with a very high affinity to various biomolecules, including proteins that cannot bind nucleic acids in nature, as well as proteins that do not bind nucleic acids, are selected.

본 발명의 목적은, 혈청단백질과 특이적으로 결합하는 단일가닥핵산 압타머를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a single stranded nucleic acid aptamer specifically binding to serum proteins.

본 발명의 목적은, 혈청단백질과 특이적으로 결합하는 단일가닥핵산 압타머와 혈청단백질의 특이적인 결합 및 결합양상을 검출하여 심혈관질환환자를 진단할 수 있도록 함으로써, 보다 신속하고 용이하며 정확하게 심혈관질환환자를 진단할 수 있도록 하고자 하는 것이다. Disclosure of the Invention An object of the present invention is to detect a specific binding and binding pattern between a single-stranded nucleic acid aptamer and a serum protein that specifically binds to a serum protein, so that the cardiovascular disease can be diagnosed more quickly, easily and accurately. We want to be able to diagnose the patient.

본 발명에 따라 혈청단백질에 특이적으로 결합하는 서열번호 1 내지 서열번호 19에 기재된 염기서열 중 적어도 하나의 염기서열을 가지는 단일가닥핵산 압타머가 제공된다. According to the present invention there is provided a single-stranded nucleic acid aptamer having at least one nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 19 that specifically binds to a serum protein.

SELEX 표준방법(Bock LC et al.; Nature, 355(6360), pp564-6, 1992)을 변형한 방법(대한민국 공개특허공보 제2005-0106759 참조)을 통해 선별된 본 발명에 따른 압타머는, 표적 혈청단백질과 특이적 결합을 할 수 있는 구조를 보유한 단일가닥핵산들로서, 이를 위해 핵산의 이차구조를 모델링하는 MFOLD 프로그램을 사용하여 이차구조 및 구조체 자유에너지를 확인한 후 가장 안정도가 높은 이차구조를 갖는 단일가닥핵산 압타머들을 선별한다. The aptamers according to the present invention selected through a method modified from SELEX standard method (Bock LC et al .; Nature , 355 (6360) , pp564-6, 1992) (see Korean Patent Publication No. 2005-0106759), Single-stranded nucleic acids having a structure capable of specific binding to serum proteins. For this purpose, a single-stranded structure having the highest stability after confirming secondary structure and structure free energy using the MFOLD program modeling the secondary structure of nucleic acid is identified. Select strand nucleic acid aptamers.

바람직하게 본 발명에 따른 압타머와 표적 혈청단백질과의 특이적 결합반응 은, 상기 압타머가 표적 혈청단백질과 잘 결합할 수 있는 염의 조성과 비특이적 결합을 방지하는 요소가 포함된 반응용액(분석시약) 중에서 실행한다. Preferably, the specific binding reaction between the aptamer and the target serum protein according to the present invention comprises a reaction solution (analytical reagent) containing a composition that prevents the aptamer from binding to the target serum protein and prevents nonspecific binding. To run.

바람직하게 상기 반응용액으로서는, (1) pH에 대한 완충작용을 위한 트리스·염산(pH 7.4) 20 내지 100mM, (2) 상기 압타머의 이차구조안정화를 위한 염화칼륨, 염화나트륨, 염화마그네슘의 각각 1mM 내지 200mM, (3) 세균번식저해를 위한 소듐아지드 0.05 내지 0.2%, (4) 비특이적 결합 저해를 위한 우혈청알부민 0.1 내지 0.3%을 포함한다. 상기 소듐아지드는 포함되지 않을 수도 있다. 반응온도는 SELEX 수행온도보다는 낮은 온도에서 수행하는 것이 이상적이며, 바람직하게는 20 내지 30℃의 온도에서 반응을 수행한다. Preferably, as the reaction solution, (1) 20 to 100 mM Tris hydrochloric acid (pH 7.4) for buffering against pH, (2) 1 mM to potassium chloride, sodium chloride, and magnesium chloride for secondary structure stabilization of the aptamer 200 mM, (3) sodium azide 0.05-0.2% for bacterial propagation inhibition, (4) bovine serum albumin 0.1-0.3% for nonspecific binding inhibition. The sodium azide may not be included. The reaction temperature is ideally carried out at a temperature lower than the SELEX operating temperature, preferably the reaction is carried out at a temperature of 20 to 30 ℃.

본 발명에 따른 압타머들의 표지물질로는 방사성 동위원소, 플로레신(Fluorescein), Cy3 또는 Cy5 등과 같은 형광물질 또는 바이오틴 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 형광물질을 사용한다. As the labeling material of the aptamers according to the present invention, a radioactive isotope, a fluorescein (Fluorescein), a fluorescent material such as Cy3 or Cy5, or a biotin may be used, and preferably a fluorescent material is used.

본 발명에 따른 단일가닥핵산 압타머의 비특이적인 결합을 방지하기 위해 단백질을 과량으로 처리할 수 있으며, 그리고 표적 혈청단백질과 단일가닥핵산 압타머들의 복합체 및 미결합된 압타머들은 막 여과법 혹은 원심 분리법 등으로 분리할 수 있다. In order to prevent the nonspecific binding of the single-stranded nucleic acid aptamer according to the present invention, the protein can be treated in excess, and the conjugated and unbound aptamers of the target serum protein and the single-stranded nucleic acid aptamer are membrane filtration or centrifugation. And so on.

본 발명에 따른 압타머와 혈청단백질 복합체는 이들 간의 특이성 및 결합력에 따라 결합정도가 결정되며 이로부터 특정물질을 동정하고 정량할 수 있다. 본 발명의 압타머와 혈청단백질의 특이적 결합력은 복합체의 결합정도를 변화시킨다. 따라서 결합정도를 분석하여 사람의 심혈관질환 유무 및 질환의 진행정도를 확인할 수 있게 된다.The aptamer and serum protein complexes according to the present invention are determined by the specificity and binding strength between them, from which specific substances can be identified and quantified. The specific binding force of the aptamer and serum protein of the present invention changes the degree of binding of the complex. Therefore, by analyzing the degree of binding can be confirmed whether the cardiovascular disease and the progression of the disease in humans.

본 발명에 따른 압타머를 이용한 심혈관질환의 진단에는 상기 압타머에 표지하는 물질의 종류에 따라 핵산정량법이나 형광측정법 등을 선택하여 사용할 수 있고, 본 분석방법에 의하면 협심증 및 심근경색 등을 포함하는 심혈관질환의 환자를 진단할 수 있게 된다. In the diagnosis of cardiovascular disease using the aptamer according to the present invention, nucleic acid quantitative analysis or fluorescence measurement may be selected and used according to the type of the substance labeled on the aptamer. According to the present analysis method, angina pectoris and myocardial infarction may be included. Patients with cardiovascular disease can be diagnosed.

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본 발명에 따른 압타머를 혈청단백질과 반응시키고 대한민국 공개특허공보 제2005-0106759(2005.11.11 공개)의 분석 방법에 따라 분석하면 심혈관질환을 진단할 수 있다. When the aptamer according to the present invention is reacted with serum proteins and analyzed according to the analysis method of Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-0106759 (published on November 11, 2005), cardiovascular disease can be diagnosed.

본 발명의 압타머와 혈청단백질의 반응결과의 표지물질을 탐색하는 방법은 핵산정량법 또는 형광측정법을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 핵산정량법을 사용할 수 있다. As a method of searching for a label of the reaction result of the aptamer and the serum protein of the present invention, nucleic acid quantitative analysis or fluorescence measurement may be used, and preferably, nucleic acid quantitative analysis may be used.

이하, 첨부도면과 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 이하의 구체적인 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하는 것일 뿐 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings and examples. The following specific examples are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

실시예 1: 심혈관질환의 환자 혈청단백질에 특이적인 단일가닥핵산의 선별Example 1 Screening of Single-stranded Nucleic Acid Specific to Serum Protein in Patients with Cardiovascular Disease

혈청을 MARC 칼럼(Agilent Technologies Inc. USA)을 이용하여 과량으로 존재하는 단백질을 제거한 혈청단백질에 비오틴(biotin)을 붙이고 스트렙토아비딘-마그네틱 비드(streptoavidin-magnetic bead)로 포착하였다(도1 참조). Serum was biotin attached to serum proteins from which excess protein was removed using MARC columns (Agilent Technologies Inc. USA) and captured with streptoavidin-magnetic beads (see FIG. 1).

셀렉스용 RNA 라이브러리와 상기 변형된 혈청단백질에 셀렉스 버퍼에서 반응시킨 후, 자력을 이용하여 혈청단백질과 RNA의 복합체를 분리하여 혈청단백질들에 결합하는 RNA를 선택하였다. After reacting with the Cellex RNA library and the modified serum protein in the Cellex buffer, using a magnetic force to select a RNA that binds to the serum proteins by separating the complex of serum protein and RNA.

분리된 복합체를 RT-PCR하여 혈청단백질에 결합하는 RNA를 지시하는 DNA 풀을 증폭 제작하였다. DNA 풀을 생체외 전사하여 RNA를 합성한 후, 선택 및 증폭과정을 10회 정도 수행한 다음, 확보된 RNA 풀을 RT-PCR하여 얻은 PCR 산물인 DNA를 플라스미드에 클론하여 혈청단백질에 대한 DNA 라이브러리를 제작하였다. RT-PCR of the isolated complex was amplified to prepare a DNA pool indicative of RNA binding to the serum protein. DNA pool was synthesized by in vitro transcription of RNA, followed by a selection and amplification process about 10 times, and then a DNA library for serum proteins was cloned into a plasmid of DNA, a PCR product obtained by RT-PCR of the obtained RNA pool. Was produced.

실시예Example 2: 선별된  2: screened 단일가닥핵산Single-stranded nucleic acid 압타머와With aptamers 혈청단백질의Serum protein 특이적 반응 Specific reaction

사용된 혈청은 심혈관질환인 협심증 환자 시료 20개, 심근경색 환자 시료 20개, 간암환자의 시료 20개 및 건강한 사람의 시료 20개 등 총 80개 시료를 사용하여 하기 실험을 수행하였다. Serum used was performed in the following experiment using a total of 80 samples including 20 samples of angina pectoris, 20 samples of myocardial infarction, 20 samples of liver cancer and 20 samples of healthy people.

혈청단백질의 DNA 라이브러리에서 1,000개의 클론을 선정하여 PCR를 수행하고 이를 마이크로어레이어를 이용하여 1,000개의 스포트로 구성된 DNA 어레이를 제작하여 이를 압타머기반 바이오칩으로 사용하였다. PCR was performed by selecting 1,000 clones from the DNA library of serum proteins and using the microarray, a DNA array composed of 1,000 spots was used and used as an aptamer-based biochip.

10㎕의 혈청시료를 90㎕의 PBS 용액을 첨가하고 니트로셀룰로스 막 디스크(nitrocellulose membrane disc)에 넣어 30분간 흔들어 주면서 반응시켰다. 10 μl of serum sample was added to 90 μl of PBS solution and reacted by shaking for 30 minutes in a nitrocellulose membrane disc.

선정된 클론을 이용하여 1,000개의 RNA 압타머를 제작하여 혈청시료가 부착된 디스크에 처리하여 30분간 반응시켰다. 상기 RNA 압타머와 혈청시료가 붙은 디스크를 RT-PCR 용액에 처리하여 RT-PCR을 수행하면서 Cy-5로 표지하였다(도2 참조). 1,000 RNA aptamers were prepared using the selected clones, and then reacted with a serum sample attached disk for 30 minutes. The RNA aptamer and serum sample-coated discs were treated with RT-PCR solution and labeled with Cy-5 while performing RT-PCR (see FIG. 2).

동일한 방법으로 Cy-3가 표지된 표준용액을 제작하여 준비하였다. Cy-3-labeled standard solution was prepared and prepared in the same manner.

상기 두 용액을 동일한 비율로 혼합하여 제작된 압타머기반 바이오칩에 처리하여 60℃에서 4 ~ 12 시간 혼성화하고 42℃에서 0.1 x SSC 용액으로 세척하였다. 반응이 종결된 압타머기반 바이오칩을 레이저 스캐너를 이용하여 이미지를 생산하였다. 동일한 시료에 대해 3 ~ 4회 반복실험을 수행하여 총 261개 이미지를 생산하였다.The two solutions were mixed in the same ratio, and treated with aptamer-based biochips, hybridized at 60 ° C. for 4 to 12 hours, and washed with 42 × 0.1 × SSC solution. The aptamer-based biochip was terminated using a laser scanner to produce an image. Three to four replicates were performed on the same sample to produce a total of 261 images.

심혈관질환(협심증 및 심근경색)의 환자 혈청시료와 건강한 사람 혈청시료를 이용하여 분석한 이미지(도3 참조)로부터, 적색의 스포트(spot)에 상응하는 단백질은 건강한 사람 혈청보다 심혈관환자 혈청에 많이 존재하는 단백질이며, 청색 스포트는 그 반대의 경우이며, 황색의 경우는 양쪽에 비슷하게 존재하는 단백질임을 확 인할 수 있다. From an image analyzed using a patient serum sample of cardiovascular disease (angina and myocardial infarction) and a healthy human serum sample (see FIG. 3), the protein corresponding to the red spot was found in the cardiovascular serum more than the healthy human serum. It can be confirmed that the protein is present, the blue spot is the reverse case, the yellow case is a protein similarly present on both sides.

실시예Example 3: 생산된 정보의 분석 3: analysis of produced information

생산된 261개의 이미지 정보를 GeneSpring(Agilent Technologies Inc. USA)프로그램을 이용하여 데이터베이스를 구축한 후, 상기 프로그램의 매뉴얼에 의해 전체이미지의 유사성을 비교하여 심혈관질환의 환자이미지(VD 29-2)와 데이터베이스에 있는 이미지의 유사도 분석한 결과, 다른 이미지들(VD 29-3, VD 29-1)과는 99.4% 및 99.3% 이였으며, 16번째까지 모두 심혈관질환의 환자의 이미지와 유사하였다(도4 참조). After constructing a database using the GeneSpring (Agilent Technologies Inc. USA) program, 261 image information were produced, and the similarity of the whole images was compared by using the manual of the program and the patient image of cardiovascular disease (VD 29-2) was compared. Similarity analysis of the images in the database showed that 99.4% and 99.3% of the other images (VD 29-3, VD 29-1) were similar to those of patients with cardiovascular disease until the 16th (Fig. 4). Reference).

도5는 이미지정보에 있는 스포트의 밀도에 대해 분산분석(ANOVA)으로 유의한 스포트 620개를 결정한 후, 상기 프로그램으로 620개 스포트의 전체적인 유사성을 비교분석하여 계층적 클러스터링(hierarchical clustering)한 결과이며, 이를 기준으로 계산한 민감도(sensitivity)는 90%, 선택성(selectivity)은 100%, 양성예측도(positive predictive value)는 100.00% 및 음성예측도(negative predictive value)는 90.90%이였다(도6 참조). 5 is a result of hierarchical clustering by comparing 620 spots that are significant by ANOVA with respect to the density of spots in the image information, and then comparing and analyzing the overall similarity of the 620 spots with the program. The calculated sensitivity was 90%, the selectivity was 100%, the positive predictive value was 100.00%, and the negative predictive value was 90.90% (see FIG. 6). ).

추가적으로 k-means 및 SOM(self-organizing map) 등의 알고리즘으로 각 그룹을 구분할 수 있는 효율적인 스포트를 상기 프로그램으로 검색한 결과 21개 스포트를 확인할 수 있었다(도7 참조). In addition, as a result of searching the efficient spots that can distinguish each group by algorithms such as k-means and self-organizing map (SOM), 21 spots were identified (see FIG. 7).

도8은 21개 스포트로 심혈관질환의 환자를 구분한 결과이며, 이를 기준으로 계산한 민감도(sensitivity)는 95.00%, 선택성(selectivity)은 97.50%, 양성예측 도(positive predictive value)는 97.44% 및 음성예측도(negative predictive value)는 95.12%이였다(도9 참조). FIG. 8 shows 21 spots for patients with cardiovascular disease. The calculated sensitivity is 95.00%, the selectivity is 97.50%, the positive predictive value is 97.44%, and FIG. The negative predictive value was 95.12% (see Figure 9).

상기 스포트 21개에 상응하는 압타머 클론으로부터 플라스미드를 분리하여 표준방법에 의해 염기서열을 결정한 결과, 2 클론은 동일한 염기서열로 총 19개의 서로 상이한 DNA 염기서열을 결정하였으며, 결정된 DAN의 염기서열에 상보적인 본 발명에 따른 RNA 압타머 염기서열은 서열번호 1 내지 서열번호 19의 염기서열과 같았다. As a result of determining nucleotide sequences by standard methods by separating plasmids from the aptamer clones corresponding to 21 spots, two clones determined a total of 19 different DNA nucleotide sequences using the same nucleotide sequence. Complementary RNA aptamer base sequence according to the present invention was the same as the base sequence of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 19.

본 발명에 따른 서열번호 1 내지 서열번호 19의 압타머는 사람의 혈청단백질과 특이적으로 결합하여 협심증 및 심근경색을 포함한 심혈관질환을 유의한 수준으로 구분하여 혈청분석을 통한 심혈관질환의 환자를 검사하는 용도로 사용할 수 있을 것으로 예측된다. Aptamers of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 19 according to the present invention specifically binds to human serum proteins to distinguish cardiovascular diseases including angina pectoris and myocardial infarction to a significant level to examine patients of cardiovascular disease through serum analysis It is expected to be used for the purpose.

이상에서 설명한 본 발명에 다른 혈청단백질과 특이적으로 결합하는 단일가닥핵산 압타머에 의하면, 본 발명의 압타머와 혈청단백질의 특이적인 결합 및 결합양상을 검출하여 심혈관질환환자를 진단할 수 있으므로, 보다 신속하고 용이하며 정확하게 심혈관질환환자를 진단할 수 있을 것으로 기대된다. According to the single-stranded nucleic acid aptamer specifically binding to other serum proteins in the present invention described above, it is possible to diagnose a cardiovascular disease patient by detecting the specific binding and binding patterns of the aptamer and the serum protein of the present invention, It is expected to be able to diagnose patients with cardiovascular diseases more quickly, easily and accurately.

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Claims (2)

혈청단백질에 특이적으로 결합하는 서열번호 1 내지 서열번호 19에 기재된 염기서열 중 적어도 하나의 염기서열을 가지는 단일가닥핵산 압타머. A single-stranded nucleic acid aptamer having at least one nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 19 that specifically binds to a serum protein. 삭제delete
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