KR101168734B1 - Ｌａｍｃ１ 유전자로부터 유래된 단일염기다형을 포함하는 폴리뉴클레오티드, 이를 포함하는 마이크로어레이 및 진단키트, 및 이를 이용한 분석방법 - Google Patents

Ｌａｍｃ１ 유전자로부터 유래된 단일염기다형을 포함하는 폴리뉴클레오티드, 이를 포함하는 마이크로어레이 및 진단키트, 및 이를 이용한 분석방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LAMC1 (Laminin gamma 1) 유전자로부터 유래된 단일염기다형(Single-Nucleotide Polymorphism; SNP)을 포함하는 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드를 제공하며, 상기 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드는 조기폐경(Premature Ovarian Failure; POF)의 임상적 진단의 표지 인자로서, 사용될 수 있다.

Description

ＬＡＭＣ１ 유전자로부터 유래된 단일염기다형을 포함하는 폴리뉴클레오티드, 이를 포함하는 마이크로어레이 및 진단키트, 및 이를 이용한 분석방법{Polynucleotides derived from LAMC1 gene comprising single nucleotide polymorphism, microarrays and diagnostic kits comprising the same, and analytic methods using the same}
본 발명은 LAMC1 유전자로부터 유래된 단일염기다형을 포함하는 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드; 상기 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드로 이루어진 조기폐경 진단을 위한 증폭용 프라이머 또는 조기폐경 진단용 프로브; 상기 프로브를 포함하는 마이크로어레이; 및 상기 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드를 이용한 조기폐경 진단에 필요한 정보를 제공하기 위한 분석 방법에 관한 것이다.
인간의 게놈은 모두 22쌍의 상동 염색체와 두 개의 성염색체로 이루어져 있다. 그러나 모든 인간이 각기 다른 외모와 성격을 갖는다. 이는 개개인이 같은 수의 염색체를 가지고 있기는 하지만, 그 염색체로부터 발현되는 유전자들에 의한 표현형이 모두 다르기 때문이다. 개개인의 이러한 유전자 발현의 다양성은 곧 유전자를 가지고 있는 게놈의 유전적 다양성 때문이다. 이러한 유전적 다양성은 많은 연구가 수행되어 왔으며, 최근 인간게놈프로젝트의 완성으로 그 구조가 모두 밝혀졌다.
게놈에서의 유전적 다양성을 대표하는 것으로는 Transposable element, STR (short tandem repeats), Microsatellites, STS (sequence tagged site), VNTR (variable number tandem repeat), SNP (single nucleotide polymorphism : 단일염기다형) 등이 알려져 있다. 이중 SNP는 단일염기다형으로서, 인간 게놈 상에서 약 1000개의 뉴클레오티드 중 1개의 빈도로 나타나며 동일한 종의 개체 사이의 단일뉴클레오티드 변이의 형태를 취한다. 이러한 단일염기다형이 나타내는 유전학에서의 의미는 그 위치에 따라 각 개체에 큰 차이를 가져온다. 예를 들면, 단일염기다형이 단백질을 암호화하고 있는 위치에 존재할 경우, 단백질의 구조에 영향을 미칠 수 있게 되어 단백질 기능이 달라질 수 있게 되며, 질병과도 연관될 수 있다. 다른 예로 단일염기다형이 단백질을 암호화하지 않는 다른 유전자상에서 존재할 경우, 즉 프로모터(promoter) 또는 인트론(intron)에 존재할 경우, 각각에 대하여 단백질의 발현 수준에 차이를 가져와 그 단백질의 전체적인 활성이 줄어들 수 있고, 변성적인 인트론 제거 과정(alternative splicing)을 통하여 단백질이 비정상적으로 발현될 수도 있다.
또 다른 관점에서 단일염기다형들은 제놈 상에서 표지인자로서 사용될 수 있다. 이는 단일염기다형이 유전자에서 일어나는 다른 종류의 다양성들에 대한 정보를 제공해 준다는 것을 의미한다. 예를 들면 연관비평형 분석을 통하여 선택된 단일염기다형들이 연관비평형을 이루고 있다면, 그 단일염기다형들 내에 일어나는 유전자상의 변화들도 같은 연관비평형을 이루고 있기 때문에, 그 단일염기다형의 대립형질을 분석함으로써 유전자 상에서의 돌연변이 유무를 알 수 있게 된다. 따라서 단일염기다형은 유전자 상의 돌연변이와 같은 변화로 어떠한 질병이 나타나게 되었는지를 확인할 수 있는 중요한 단서로서의 의미를 지니게 된다. 이러한 연관비평형은 게놈 DNA에서의 재조합의 중요부분을 예측할 수 있으므로 다음 세대로의 유전 및/또는 유전적 질병에 대하여도 예측할 수 있는 실마리를 제공한다.
이러한 단일염기다형의 발견을 위한 종래 기술로는 제한효소를 이용한 제한 단편화 길이 다형성(Restriction Fragment Length Polymorphism; RFLP), 대립형질 특이적 혼성화(Allele-specific hybridization)를 이용한 TaqManTM 프로브 방법, 용융온도(melting temperature; Tm)을 이용한 역동적 대립형질 특이적 혼성화(Dynamic Allele-Specific Hybridization; DASH)방법, 중합반응을 이용한 pyrosequencing등이 있다. 최근, 마이크로어레이 기술은 대립형질 특이적 신장(Allele-Specific Extension)이라는 원리를 이용한 프로브들을 조그만 기판위에 집적화시켜 심은 후, 목적 DNA들과의 혼성화와 신장(Extension)을 시킴으로써 단일염기다형을 발견해 내고 있다.
한편, 여성이 나이가 들면 난소의 기능이 중단되어 에스트로겐의 생성이 줄고 월경이 멈추는데 이를 폐경이라 한다. 정상적으로 폐경은 약 45세에서 56세 사이에 일어나지만, 약 1%의 여성에게서 조기 폐경, 즉 조기 난소 부전이 발생한다. 조기 폐경은 1차 무월경(Primary amenorrhea) 과 2차 무월경(Secondary amenorrhea)을 유발하는데, 1차 무월경은 초경이 없는 경우를 말하고, 2차 무월경은 40세 이전에 난소 기능이 상실되는 것을 말한다. 조기폐경은 40세 이전에 폐경이 오는 것을 임상적 기준으로 정하고 있으며, 환자들에게서 여포자극 호르몬의 분비가 증가하고, 에스트로겐의 분비가 줄어든다는 특징을 나타낸다. 원인으로는 유전적 요인, 자가 면역 질환, 방사선 치료, 화학 치료, 수술에 의한 난소 파괴, 그리고 기타 원인을 알 수 없는 요인들이 있다. 조기폐경으로 에스트로겐 수치가 저하되면 단기적으로는 안면홍조, 기분의 변화, 성욕 감퇴 등의 증상을 일으키고, 장기적으로는 심장병 발생 위험 증가와 골다공증 등의 부작용을 가져올 수 있으며, 또한 불임이라는 정신적인 고통을 수반한다. 이러한 불임은 질병이라는 개인의 고통을 떠나서 가정의 불화로 이어질 수 있으므로 이는 사회적인 문제이기도 하다. 따라서 조기폐경 환자에 특이적으로 나타날 수 있는 단일염기다형을 찾아낼 경우, 조기폐경을 예측진단 할 수 있는 표지인자로서 사용될 수 있으며, 이러한 진단은 생식기능이 가능한 나이 이전부터 치료 방법의 개발로 까지 이어질 수 있을 것이다. 뿐만 아니라 조기폐경이 후대에까지 어떻게 영향을 미치는지까지 예측할 수 있을 것이다.
현재, 조기폐경과 관련된 단일염기다형은 여포자극호르몬수용체(Follicle Stimulating Hormone Receptor), 여포자극호르몬 베타 단위체 (Follicle Stimulating Hormone beta subunit), 인히빈 알파 단위체(Inhibin alpha subunit)에서 몇 개의 단일염기다형 부위가 확인된 바 있다. 그러나 이들은 다른 연구 결과에서 일치하는 결과를 나타내지 못했다. 이는 단일염기다형이 인종 특이성(population specificity)을 가지고 있고 또한 조기폐경이 여러 유전자들에 의해 영향을 받는 다원발생적 질병(Polygenic disease) 이기 때문일 것이다. 따라서 한국인 여성에서 조기폐경과 관련된 새로운 단일염기다형 부위를 찾아내는 것이 당업계에 요구된다.
본 발명자들은 여성, 특히 한국인 여성에 있어서 조기폐경에 특이적으로 나타나는 단일염기다형을 찾아내고자 연구를 거듭한 결과, LAMC1 (Laminin gamma 1) 유전자로부터 조기폐경 환자에 특이적으로 나타나는 단일염기다형 부위를 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 조기폐경과 관련된 단일염기다형으로서 LAMC1 유전자로부터 유래된 단일염기다형을 포함하는 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드로 이루어진 조기폐경 진단을 위한 증폭용 프라이머 또는 조기폐경 진단용 프로브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 프로브를 포함하는 마이크로어레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드를 이용한 조기폐경 진단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 태양에 따라, 서열번호 1의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 T이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (a); 서열번호 2의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (b); 서열번호 3의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 401번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 401번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (c); 서열번호 4의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 251번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 251번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (d); 서열번호 5의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 T이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (e); 서열번호 6의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 767번째 염기(다형성 부위)가 G이고, 상기 767번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (f); 서열번호 7의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (g); 서열번호 8의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 557번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 557번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (h); 서열번호 9의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 A이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (i); 서열번호 10의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 501번째 염기(다형성 부위)가 T이고, 상기 501번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (j); 서열번호 11의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 T이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (k); 서열번호 12의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 367번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 367번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (l); 서열번호 13의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (m); 서열번호 14의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 G이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (n); 서열번호 15의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 G이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (o); 서열번호 16의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 G이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (p); 서열번호 17의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 A이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (q); 서열번호 18의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 813번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 813번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (r); 서열번호 19의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 646번째 염기(다형성 부위)가 A이고, 상기 646번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (s); 및 서열번호 20의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 1545번째 염기(다형성 부위)가 A이고, 상기 1545번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (t)로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따라, 상기 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드로 이루어진, 조기폐경 진단을 위한 증폭용 프라이머가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따라, 상기 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드로 이루어진, 조기폐경 진단용 프로브 및 이를 포함한 마이크로어레이가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따라, 상기 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조기폐경 진단용 키트가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따라, 조기폐경 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여, (i) 검체로부터 핵산 시료를 얻는 단계; 및 (ii) 상기 핵산 시료로부터, 서열번호 1 내지 20의 폴리뉴클레오티드로부터 하나 이상 선택된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드의 다형성 부위의 염기 서열을 분석하는 단계 (단, 상기 다형성 부위는 서열번호 1의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 2의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 3의 DNA 서열의 경우 401번째 염기, 서열번호 4의 DNA 서열의 경우 251번째 염기, 서열번호 5의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 6의 DNA 서열의 경우 767번째 염기, 서열번호 7의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 8의 DNA 서열의 경우 557번째 염기, 서열번호 9의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 10의 DNA 서열의 경우 501번째 염기, 서열번호 11의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 12의 DNA 서열의 경우 367번째 염기, 서열번호 13의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 14의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 15의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 16의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 17의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 18의 DNA 서열의 경우 813번째 염기, 서열번호 19의 DNA 서열의 경우 646번째 염기, 서열번호 20의 DNA 서열의 경우 1545번째 염기를 각각 의미한다)를 포함하는, 검체 중의 단일염기다형을 검출하는 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 폴리뉴클레오티드 (a) 내지 (t)로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드는 조기폐경의 진단에 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 상기 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드로 이루어진 프라이머 또는 프로브, 및 상기 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드 키트는 조기폐경의 예측진단에 유용하게 사용될 수 있다.
또한 본 발명의 분석방법은 조기폐경 진단에 필요한 정보를 제공하는데 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 조기폐경과 관련된 것으로 새롭게 밝혀진 서열번호 1 내지 20의 서열로부터 유래하는 폴리뉴클레오티드 (a) 내지 (t)로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드를 제공한다. 즉, 본 발명은 서열번호 1의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 T이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (a); 서열번호 2의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (b); 서열번호 3의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 401번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 401번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (c); 서열번호 4의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 251번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 251번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (d); 서열번호 5의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 T이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (e); 서열번호 6의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 767번째 염기(다형성 부위)가 G이고, 상기 767번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (f); 서열번호 7의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (g); 서열번호 8의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 557번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 557번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (h); 서열번호 9의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 A이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (i); 서열번호 10의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 501번째 염기(다형성 부위)가 T이고, 상기 501번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (j); 서열번호 11의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 T이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (k); 서열번호 12의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 367번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 367번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (l); 서열번호 13의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (m); 서열번호 14의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 G이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (n); 서열번호 15의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 G이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (o); 서열번호 16의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 G이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (p); 서열번호 17의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 301번째 염기(다형성 부위)가 A이고, 상기 301번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (q); 서열번호 18의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 813번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 813번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (r); 서열번호 19의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 646번째 염기(다형성 부위)가 A이고, 상기 646번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (s); 및 서열번호 20의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 1545번째 염기(다형성 부위)가 A이고, 상기 1545번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드 (t)로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드를 제공한다.
상기 서열번호 1 내지 20의 DNA 서열은 조기폐경 환자군과 대조군에서 통계학적으로 유의성 있는 차이(유의수준 p value < 0.05)를 보이는 단일염기다형으로서, 이들은 1번 염색체 상에 위치하는 LAMC1 유전자에 존재한다.
본 발명자들은 조기폐경과 관련된 후보 유전자로서 LAMC1을 선정하여, 조기폐경 진단에 있어서 분자 수준에서의 진단 지표를 개발하고자 다양한 연구를 수행하였다. 본 발명자들은 한국인 대조군 98명과 조기폐경 환자 218명을 대상으로 유전자형 분석 및 통계학적 분석을 수행하였으며, 수많은 단일염기다형 중 극히 일부의 단일염기다형만이 대조군과 환자군에서 통계적으로 유의성 있는 차이를 나타낸다는 것을 발견하였다. 특히, 서열번호 1 내지 20의 단일염기다형은 하디-와인버그 평형 (Hardy-Weinberg Equilibrium) 및 로지스틱 회기분석 결과, 각각의 다형성 부위에 위험대립인자가 존재함을 확인하였다.
본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드 (a) 내지 (t)로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드와 혼성화하는 폴리뉴클레오티드를 포함하며, 상기 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드의 길이는 10 내지 100 뉴클레오티드, 바람직하게는 20 내지 60 뉴클레오티드, 더욱 바람직하게는 40 내지 60 뉴클레오티드이다.
본 발명에 따른 상기 폴리뉴클레오티드 (a) 내지 (t)로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 폴리뉴클레오티드는 다형성 서열이다. 다형성 서열 (polymorphic sequence)이란 뉴클레오티드 서열 중에 단일염기다형을 나타내는 다형성 부위 (polymorphic site)를 포함하는 서열을 말한다. 다형성 부위 (polymorphic site)란 다형성 서열 중 단일염기다형이 일어나는 부위를 말한다. 상기 폴리뉴클레오티드는 DNA 또는 RNA가 될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 폴리뉴클레오티드 (a) 내지 (t)로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드로 이루어진, 조기폐경 진단을 위한 증폭용 대립형질 특이적 프라이머를 포함한다. 여기서 "프라이머(primer)"란 적절한 버퍼 중의 적절한 조건 (예를 들면, 4개의 다른 뉴클레오시드 트리포스페이트(ATP,GTP,CTP,TTP) 및 DNA 폴리머라제) 및 적당한 온도 하에서 주형-지시 DNA 합성의 시작점으로서 작용할 수 있는 단일가닥 올리고뉴클레오티드를 말한다. 상기 프라이머의 적절한 길이는 사용 목적에 따라 달라질 수 있으나, 통상 10 내지 100, 바람직하게는 10 내지 80 뉴클레오티드이다. 짧은 프라이머 분자는 일반적으로 주형과 안정한 혼성체를 형성하기 위해서는 더 낮은 온도를 필요로 한다. 프라이머 서열은 주형과 완전하게 상보적일 필요는 없으나, 주형과 혼성화 할 정도로 충분히 상보적이어야 한다. 상기 프라이머는 3'-말단이 서열번호 1 내지 20의 단일염기다형과 정렬하는 것이 바람직하다. 상기 프라이머는 다형성 부위를 포함하는 표적 DNA에 혼성화하고, 상기 프라이머가 완전한 상동성을 보이는 대립형질 형태의 DNA에서 증폭을 개시한다. 이 프라이머는 반대편에 혼성화하는 제2 프라이머와 쌍을 이루어 사용된다. 증폭에 의하여 두 개의 프라이머로부터 산물이 증폭되고, 증폭된 산물만을 특이적으로 염색하여 시각화한다. 이는 특정 대립형질 형태가 존재한다는 것을 의미한다. 여기서 사용되는 대립형질 특이적 폴리뉴클레오티드들이 다른 변성화 과정을 거치게 되면, GoldenGate Assay 뿐만 아니라 다른 방법들에 의해서도 사용될 수 있다.
본 발명은 폴리뉴클레오티드 (a) 내지 (t)로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드로 이루어진, 조기폐경 진단용 프로브 및 이를 포함하는 조기폐경 진단용 마이크로어레이를 포함한다. 또한, 본 발명은 폴리뉴클레오티드 (a) 내지 (t)로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드를 포함하는, 조기폐경 진단용 키트를 포함한다.
본 발명은 조기폐경 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여, (i) 검체로부터 핵산 시료를 얻는 단계; 및 (ii) 상기 핵산 시료로부터, 서열번호 1 내지 20의 폴리뉴클레오티드로부터 하나 이상 선택된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드의 다형성 부위의 염기 서열을 분석하는 단계 (단, 상기 다형성 부위는 서열번호 1의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 2의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 3의 DNA 서열의 경우 401번째 염기, 서열번호 4의 DNA 서열의 경우 251번째 염기, 서열번호 5의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 6의 DNA 서열의 경우 767번째 염기, 서열번호 7의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 8의 DNA 서열의 경우 557번째 염기, 서열번호 9의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 10의 DNA 서열의 경우 501번째 염기, 서열번호 11의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 12의 DNA 서열의 경우 367번째 염기, 서열번호 13의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 14의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 15의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 16의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 17의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 18의 DNA 서열의 경우 813번째 염기, 서열번호 19의 DNA 서열의 경우 646번째 염기, 서열번호 20의 DNA 서열의 경우 1545번째 염기를 각각 의미한다)를 포함하는, 검체 중의 단일염기다형을 검출하는 방법을 포함한다.
상기 검체는 혈액, 조직, 세포 등을 포함하며, 핵산 시료는 통상의 방법에 따라 얻을 수 있다. 예를 들어 혈액에 경우 다음과 같이 핵산 시료를 얻을 수 있다. 혈액을 원심분리 시험관으로 옮기고 낮은 농도의 염 성분 완충용액(low-salt buffer solution(10mM Tris-HCl [pH 7.6], 10mM KCl, 10mM MgCl2, 및 2mM EDTA))을 첨가한다. 그리고 Nonidet P-40을 첨가한 다음, 얻어진 용액을 잘 섞어준 후, 상온에서 10분간 약 2,200 rpm으로 원심분리한다. 이때 얻어진 덩어리는 고농도의 염 성분 완충용액(high-salt buffer solution(10mM Tris-HCl [pH 7.6], 10mM KCl, 10mM MgCl2, 0.4M NaCl, 및 2mM EDTA))으로 재현탁한다. 게놈 DNA는 50ul의 10% SDS와 섞은 후, 약 55℃에서 밤새 반응시킨다. 반응 후에, 각 게놈 DNA들은 1.5ml 용량의 원심분리 시험관으로 옮겨, 6M NaCl을 0.3ml 첨가한다. 게놈 DNA들을 잘 섞어준 후, 약 12,000rpm에서 10분간 원심분리한다. 원심분리 후, 게놈 DNA가 들어있는 상층을 모아서 새로운 시험관으로 옮기고, 상온에서 동량의 100% 에탄올을 첨가한다. 게놈 DNA들이 침전될 때까지 잘 섞어 주고, 침전이 되면 70% 에탄올로 게놈 DNA들을 세척한다. 이 과정이 끝나면 시험관 뚜껑을 열어, 용액성분이 마르도록 놓아둔다. 그리고 TE 완충용액(pH 8.0)을 넣어 게놈 DNA를 재현탁함으로써, 핵산 시료를 얻을 수 있다.
여기에서, 상기 다형성 부위의 염기 서열을 분석하는 단계는 서열번호 1 내지 20의 폴리뉴클레오티드로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드 서열로서 다형성 부위를 포함하는 서열(단, 상기 다형성 부위는 서열번호 1의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 2의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 3의 DNA 서열의 경우 401번째 염기, 서열번호 4의 DNA 서열의 경우 251번째 염기, 서열번호 5의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 6의 DNA 서열의 경우 767번째 염기, 서열번호 7의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 8의 DNA 서열의 경우 557번째 염기, 서열번호 9의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 10의 DNA 서열의 경우 501번째 염기, 서열번호 11의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 12의 DNA 서열의 경우 367번째 염기, 서열번호 13의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 14의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 15의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 16의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 17의 DNA 서열의 경우 301번째 염기, 서열번호 18의 DNA 서열의 경우 813번째 염기, 서열번호 19의 DNA 서열의 경우 646번째 염기, 서열번호 20의 DNA 서열의 경우 1545번째 염기를 각각 의미한다)을 주형으로 하는 프라이머 또는 프로브를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 프라이머 또는 프로브는 상기에서 설명한 바와 같다.
또한, 상기 다형성 부위의 염기 서열을 분석하는 단계는 폴리뉴클레오티드 (a) 내지 (t)로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드가 고정된 마이크로어레이에 상기 핵산 시료를 혼성화시키는 단계 (단, 상기 폴리뉴클레오티드 (a) 내지 (t)는 상기에서 정의한 바와 같다); 및 얻어진 혼성화 결과를 분석하는 단계를 포함하여 수행될 수 있으며, 상기 마이크로어레이에 고정되는 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 뉴클레오티드의 DNA 서열의 길이는 각각 10 내지 100 뉴클레오티드일 수 있다.
본 발명의 검체 중의 단일염기다형을 검출하는 방법에 따라 얻어진 결과는 조기폐경 진단에 필요한 정보를 제공할 수 있으며 예를 들어, 서열번호 1 내지 20의 다형성 부위의 염기가 각각 T, C, C, C, T, G, C, C, A, T, T, C, C, G, G, G, A, C, A, A (위험 대립인자)인 것이 하나 이상 존재하는 경우, 조기폐경에 걸릴 확률이 높은 위험군에 속하는 것으로 판정할 수 있다. 상기 위험 대립 인자를 갖는 핵산 서열이 하나의 검체에서 많이 검출되면 될수록 위험군에서 속하는 확률은 더 높은 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 다형성 부위의 염기 서열을 분석하는 단계는 서열번호 1 내지 20의 DNA 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 DNA 서열의 다형성 부위의 유전자형(genotype) 분석을 포함할 수 있다. 즉, 서열번호 1 내지 20의 다형성 부위의 유전자형이 T/T와 T/C (서열번호 1), C/C와 C/T (서열번호 2), C/C와 C/T (서열번호 3), C/C와 C/T (서열번호 4), T/T와 T/C (서열번호 5), G/G와 G/A (서열번호 6), C/C와 C/A (서열번호 7), C/C와 C/T (서열번호 8), A/A와 A/G (서열번호 9), T/T와 T/C (서열번호 10), T/T와 T/C (서열번호 11), C/C와 C/G (서열번호 12), C/C와 C/T (서열번호 13), G/G와 G/A (서열번호 14), G/G와 G/A (서열번호 15), G/G와 G/A (서열번호 16), A/A와 A/G (서열번호 17), C/C와 C/T (서열번호 18), A/A와 A/G (서열번호 19), A/A와 A/G (서열번호 20)이 하나 이상 존재하는 경우 조기폐경에 걸릴 위험도가 높은 것으로 판단할 수 있다. 상기 위험 유전자형을 갖는 핵산 서열이 하나의 검체에서 많이 검출되면 될수록 위험군에서 속하는 확률은 더 높은 것으로 판단할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 피검자 선정
본 실험은 한국 차 병원으로부터 임상적으로 조기폐경으로 진단받은 98명의 환자들과 그에 상응하는 218명의 대조군들부터 동의를 받아서 실험과 연관성 분석이 수행되었다. 대조군은 폐경 전 까지 정상적인 월경 주기를 가졌었고, 자연적 임신을 경험한 여성 중에서 선발하였다. 조기폐경의 임상적 진단 기준은 혈중 여포자극호르몬 수준(FSH level)이 40IU/L 이상인 40세 미만 여성으로 정하였다. 사용된 군집의 크기는 다음 표 1과 같다.
그룹 대조군 환자군 총합계
조사인원 218 98 316
2. 게놈 DNA의 준비
게놈 DNA(genomic DNA; gDNA)를 준비하기 위하여 조기폐경 환자와 대조군 여성들로부터 혈액을 채취하였다. 전체 정맥혈의 5ml은 각 지원자들의 전주정맥으로부터 얻었고 15% EDTA가 들어있는 Vacutainer tube로 옮겨졌다. 게놈 DNA를 추출하기 위하여, 혈액을 원심분리 실험관으로 옮기고 낮은 농도의 염 성분 완충용액(low-salt buffer solution(10mM Tris-HCl [pH 7.6], 10mM KCl, 10mM MgCl2, 및 2mM EDTA))을 5ml 첨가하였다. 그리고 Nonidet P-40을 첨가하였다. 얻어진 용액을 잘 섞어준 후, 상온에서 10분간 2,200 rpm으로 원심분리 하였다. 이 때 얻어진 덩어리는 고농도의 염 성분 완충용액(high-salt buffer solution(10mM Tris-HCl [pH 7.6], 10mM KCl, 10mM MgCl2, 0.4M NaCl, 및 2mM EDTA))으로 재현탁 하였다. 이 게놈 DNA는 50ul의 10% SDS와 섞은 후, 55℃에서 밤새 반응시켰다.
반응 후에, 각 게놈 DNA들은 1.5ml 용량의 원심분리 실험관으로 옮겨, 6M NaCl을 0.3ml 첨가하였다. 게놈 DNA들을 잘 섞어준 후, 12,000rpm에서 10분간 원심분리하였다. 원심분리 후, 게놈 DNA가 들어있는 상층을 모아서 새로운 시험관으로 옮기고, 상온에서 동량의 100% 에탄올을 첨가하였다. 게놈 DNA들이 침전될 때까지 잘 섞어 주고, 침전이 되면 70% 에탄올로 게놈 DNA들을 세척하였다. 이 과정이 끝나면 실험관 뚜껑을 열어, 용액성분이 마르도록 놓아둔다. 그리고 TE 완충용액(pH 8.0)을 넣어 게놈 DNA를 재현탁 하였다.
준비된 게놈 DNA는 GoldenGate Assay를 위해 Quant-iTTM PicoGreen dsDNA reagent (Molecular Probes, Invitrogen)을 사용하여 250ng/5uL의 농도로 조정하였다.
3. 전체 게놈의 유전자형 분석 - GoldenGate assay
GoldenGate assay 방법에 따라, Sentrix array matrix chip을 사용하여 유전자형을 분석하였다. 일루미나사(Illumina Inc.)로부터 GoldenGate assay를 위한 모든 시약과 Sentrix array matrix chip을 구입하여 사용하였다. 모든 과정은 일루미나사의 GoldenGate assay 방법에 따라 시행하였다.
게놈 DNA 시료(250 ng/5 ㎕)는 96웰 플레이트에서 5 ul의 GS#-MS1 시약과 혼합하였다. 플레이트를 밀봉하고 250×g에서 1 분 동안 원심분리하고, 95 ℃ heat block에서 30 분간 반응시켰다. 여기에 5 ul GS#-SUD를 넣고 혼합한 후 5 ul 2-프로판올을 넣고, 다시 혼합한 후에 3,000×g에서 20분 동안 원심분리한 후 상등액을 제거하고 펠렛을 건조시켰다. 건조된 DNA는 10 ul의 GS#-RS1 시약을 넣고 잘 풀어주었다. 여기에 10 ul의 GS#-OPA와 30 ul의 GS#-OB1를 넣고, 잘 혼합한 후 70℃ heat block에 넣고 30℃가 될 때까지 천천히 식혔다. GS#-ASE 플레이트를 마그네틱 플레이트 위에 올리고 2분간 방치하였다. 상등액을 제거하고, 50 ul GS#-AM1을 넣어주고 잘 혼합하였다. 마그네틱 플레이트 위에 올리고 2분간 방치한 후 상등액을 제거하고, 50 ul GS#-AM1을 넣어주고 잘 혼합하였다. 위와 동일한 방법으로 50 ul GS#-UB1로 세척 후, 상등액을 제거하고, 37 ul GS#-MEL을 넣어주고 잘 혼합한 후에 45℃에서 15분간 배양하였다. 위 플레이트를 다시 마그네틱 플레이트 위에 올리고 2분간 방치한 후 상등액을 제거하고, 50 ul GS#-UB1을 넣어주었다. 다시 위 과정을 반복하고, 35 ul GS#-IP1을 넣어주고 잘 혼합한 후 95℃ heat block에서 1분간 배양(incubation)하였다. 플레이트를 마그네틱 플레이트 위에 올리고 2분간 방치하였다. 상등액 30 ul를 GS#-PCR 플레이트에 옮긴 후 64 ul의 illumina-recommended DNA polymerase와 100 ul UDG를 GS#-MMP tube에 넣어준후 잘 섞어주고, 표 2에 나타낸 조건으로 증폭시켰다.
온도 각 온도에서의 시간
37℃ 10 min
95℃ 3 min
34 사이클 95℃ 35 sec
56℃ 35 sec
72℃ 2 min
72℃ 10 min
4℃ 5 min
반응 후에 20 ul의 GS#MPB를 넣고 잘 혼합한 후, 96웰 필터 플레이트에 옮기고, 암실에서 60분 동안 방치하였다. 필터 플레이트 어댑터를 96웰 V-bottom에 놓고, 원심 분리하여 상등액을 제거하였다. 다시 필터 플레이트에 50 ul GS#-UB2를 넣고 1000 x g에서 5 분간 원심 분리하였다. 30 ul의 GS#_MH1가 들어있는 GS#-INT 플레이트를 필터 플레이트위에 놓고, 30 ul의 0.1N NaOH를 필터 플레이트에 넣었다. 1000 xg에서 5 분간 원심 분리하여 PCR 생산물을 수거하였다.
칩을 GS#-UB2와 NaOH에서 전 처리하고, 수거한 PCR 산물을 384웰에 옮기고 여기에 전처리한 칩을 올렸다. 60 ℃에서 30 분 동안 혼성화시키고 다시 온도를 45℃로 바꾸고 14시간 이상 혼성화시켰다. GS#UB2, GS#IS1에서 세척한 후에 상온에서 건조시킨 후, 분석을 위해서 이미지 스캐닝(image scanning)을 실시하였다.
유전자형 분석 이미지 파일로부터의 유전자형의 분석은 Illumina사의 Beadstudio를 사용하여 각 다형성에 대한 유전자형를 확인하였다. Beadstudio는 두 개의 대립인자를 인식하는 프로브들 사이의 발색의 세기에 대한 비율을 가지고 전형적인 유전자형의 패턴을 나타낸다.
4. 통계학적 분석
단일염기다형들을 구성하는 대립인자들에 대한 집단내의 유전학적 분포여부에 대하여 하아디-와인버그 평형 검정을 하였다. 여기에서 단일염기다형의 기준이 되는 HWE p value > 0.05와 작은 대립인자 빈도(Minor Allele Frequency; MAF) > 0.1의 기준을 적용하였다. 환자군과 대조군간의 출현빈도를 이용하여 질병에 대한 각 단일염기다형들의 연관성분석은 유의수준을 < 0.05로 정하였으며, SAS software version 9.1.3를 사용하여 분석하였다. 연관성분석은 대립인자들 간의 환자군과 대조군에서의 출현빈도로 나누어 유의성 있는 차이를 비교하였으며, 유의수준을 < 0.05로 하였다. 오즈 비(Odds Ratio)는 로지스틱 회귀모형을 통하여 산출하였으며 우성 (Dominant), 열성 (Recessive) 및 공우성(Co-Dominant) 모형을 적용하였다. 각 모형에 따른 질병과의 유의성을 분석함에 있어 다수 대립인자를 A1이라 하고 소수 대립인자를 A2라 하면 우성 (Dominant) 모형은 A1A1의 빈도와 A1A2와 A2A2의 빈도에 대한 합을 비교하는 것이고, 열성 (Recessive) 형질 모형은 A1A1과 A1A2의 합과 A2A2의 빈도를 비교하는 것이고, 공우성 (Co-Dominant) 형질 모형은 A1A1, A1A2 및 A2A2에 대한 각각의 빈도를 비교하는 것이다.
5. 결과
(1) LAMC1 유전자에 존재하는 유의성을 나타내는 단일염기다형
하기 표 3는 상기 대조군과 환자군이 참여하여 조기폐경과의 연관성을 분석한 결과 통계학적으로 유의성을 나타낸 서열번호 1 내지 20의 다형성 서열의 특성을 나타낸 것이다.
서열번호 Reference
SNP ID		 대립인자 위치 SNP 역할 아미노산
변화
1 rs10911194 T>C 181259648 synonymous 변화없음
2 rs4652762 C>T 181260583 intron 변화없음
3 rs2296288 C>T 181339213 synonymous 변화없음
4 rs6672093 C>T 181346476 intron 변화없음
5 rs1537520 T>C 181350852 intron 변화없음
6 rs6424888 G>A 181352319 intron 변화없음
7 rs2296292 C>A 181353380 synonymous 변화없음
8 rs20558 C>T 181361170 missense Leu -> Pro
9 rs2296293 A>G 181362100 intron 변화없음
10 rs1413390 T>C 181363257 intron 변화없음
11 rs2296300 T>C 181366324 intron 변화없음
12 rs3359 C>G 181378664 3'UTR 변화없음
13 rs1062044 C>T 181379035 3'UTR 변화없음
14 rs944971 G>A 181379128 3'UTR 변화없음
15 rs944970 G>A 181379189 3'UTR 변화없음
16 rs6424890 G>A 181379387 3'UTR 변화없음
17 rs3738829 A>G 181380485 3'UTR 변화없음
18 rs1547715 C>T 181380575 3'UTR 변화없음
19 rs1547714 A>G 181380742 3'UTR 변화없음
20 rs7473 A>G 181381257 3'UTR 변화없음
ㆍ서열번호는 각 단일염기다형을 나타내는 서열번호이다.
ㆍReference SNP ID는 표준단일염기다형의 명칭 (Reference SNP ID; rs)을 의미하며, 이는 인간게놈프로젝트 후, 미국 국립보건원 산하 생물공학정보연구소 (NCBI)의 데이터베이스에서 각 단일염기다형을 구분하기 위하여 붙인 이름이다.
ㆍ대립인자는 각 단일염기다형에서의 다수 대립인자(Major allele)와 소수 대립인자(Minor allele)을 나타낸다.
ㆍ위치는 염색체상에서 표준염기서열의 위치를 의미한다(NCBI Genome build 36.3).
ㆍSNP 역할은 상기 단일염기다형들이 유전자상에서 어디에 위치하고 있는지를 나타내주고 있다. 따라서 각각의 단일염기다형들이 유전자의 발현과 기능에 있어서 어떻게 작용하는지를 알 수 있다.
ㆍ아미노산의 변화는 상기 단일염기다형들이 유전자가 발현되어 단백질을 생성할 때, 그 단백질을 이루는 아미노산에 변화를 주고 있는지에 대한 설명이다.
(2) 유전자형(genotype) 및 위험대립인자 분석
하기 표 4 내지 표 6은 서열번호 1 내지 20의 DNA 서열의 대립인자 빈도와 각 유전자형에 대한 대조군과 환자군 각각의 빈도를 나타낸다. 또한, 표 7 및 표 8은 유전자형 빈도에 대하여 하이디-와인버그 평형 검정(Hardy-Weinberg Equilibrium Test) 결과와 조기폐경 연관성 분석[즉, 케이스-컨트롤 연관 분석(Case-control association study)] 결과로서, 하기 연관성 분석에 의해 조기폐경에 영향을 미칠 수 있는 단일염기다형들과 이들의 유전자형을 확인할 수 있다.
Figure 112010006926222-pat00001
Figure 112010006926222-pat00002
Figure 112010006926222-pat00003
표 4 내지 표 6에 있어서, 각 칼럼이 의미하는 바는 다음과 같다.
ㆍ서열번호는 각 단일염기다형을 나타내는 서열번호이다.
ㆍReference SNP ID는 표준단일염기다형의 명칭 (Reference SNP ID; rs)을 의미하며, 이는 인간게놈프로젝트 후, 미국 국립보건원 산하 생물공학정보연구소 (NCBI)의 데이터베이스에서 각 단일염기다형을 구분하기 위하여 붙인 이름이다.
ㆍ 대립인자형 빈도(allele frequency) 란에서는 각각의 단일염기다형을 구성하는 두 개의 뉴클레오티드 염기를 표시하며, 집단 내에서 관찰되는 각각의 대립인자들의 빈도를 나타내고 있다. 여기서 대립인자란 단일염기다형 부위에 실제로 존재하고 있는 뉴클레오티드의 염기서열을 뜻하며, 하나의 단일염기다형은 그 특성상 두 개의 대립인자를 가질 수 있다. 이들 대립인자 빈도의 고저에 따라 큰 대립인자(Major allele)와 작은 대립인자(Minor allele)로 나뉜다. 특히 작은 대립인자의 빈도(Minor allele frequency; MAF)는 0.1을 기준으로 하여 단일염기다형과 단일염기변이(point mutation)을 나누는 유전학적 기준으로 사용된다. 이러한 기준은 다형성 자체의 안정성을 뜻하기 때문에(즉, 단일염기다형이 일어나는 부위는 일정하다라는 뜻), 유전적 표지인자로써의 사용 가능성을 대변해 준다.
ㆍ 유전자형은 각 단일염기다형을 형성하는 각각의 대립인자들로 이루어지며, 단일염기다형 부위가 존재하는 유전자좌(locus)에 어떠한 대립인자들이 있는지를 나타내 주고 있다.
ㆍ 유전자형 빈도(genotype frequency) 및 유전자형 빈도 % 란은 단일염기다형을 형성하는 각각의 대립인자들로 이루어지며, 단일염기다형 부위가 존재하는 유전자좌(locus)에 어떠한 대립인자들이 있는지를 나타내 주고 있다. 여기서 큰 대립인자들로만 구성되어 있는 유전자형을 큰 동형유전자형(Major homotype), 큰 대립인자와 작은 대립인자로 이루어진 유전자형을 이형유전자형(Heterotype), 그리고 작은 대립인자들로만 이루어진 유전자형을 작은 동형유전자형(Minor homotype)이라고 한다. 숫자들은 각각의 유전자형에 해당하는 사람들의 수를 대조군과 환자군으로 나누어 나타낸다. 이를 관측치라고 할 수 있다.
Figure 112010006926222-pat00004
Figure 112010006926222-pat00005
표 7 및 표 8은 하나의 단일염기다형에 대해 형성되는 3가지 형태의 유전자형에 대한 환자-대조군 간의 빈도차이를 비교하여 어떠한 대립인자가 또는 어떠한 유전자형이 질병과 연관되어 있는지를 분석한 결과이다. 이러한 연관성 분석은 대립인자형(allele model), 공동-우성 유전자형(Co-dominant model), 우성 유전자형(Dominant model), 그리고 열성 유전자형(Recessive model)이라는 세 가지 항목에서 실시하였다. 표 7 및 표 8에 있어서 각 칼럼이 의미하는 바는 다음과 같다.
ㆍ서열번호는 각각의 단일염기다형을 나타내는 번호이다.
ㆍReference SNP ID는 표준단일염기다형의 명칭 (Reference SNP ID; rs)을 의미하며, 이는 인간게놈프로젝트 후, 미국 국립보건원 산하 생물공학정보연구소 (NCBI)의 데이터베이스에서 각 단일염기다형을 구분하기 위하여 붙인 이름이다.
ㆍHWE는 하아디-와인버그 평형 (Hardy-Weinberg Equilibrium)의 상태를 나타내는 것이다. 카이제곱 (df=1) 검정에서 chi-value = 3.84(p-value=0.05, df=1)을 기준으로, 3.84보다 큰 경우에는 하아디-와인버크 평형 HWE (Hardy-Weinberg Equilibrium)으로 판단하고, 3.84보다 작은 경우에는 하아디-와인버그 비평형 (Hardy-Weinberg Disequilibrium)으로 판단하였다. 이는 조기폐경 환자군과 대조군 모두에서 관찰된 각 단일염기다형들의 유전적 표지인자로서의 기능과 이들로 이루어지는 유전자형의 분포가 일반적인 것들인지를 나타낸다.
ㆍ오즈 비율 (odds ratio, OR)은 환자군 중에서 위험 대립인자를 가질 오즈에 대한 대조군 중에서 위험 대립인자를 가질 오즈의 비율을 나타낸다. 95% CI는 오즈 비율의 95% 신뢰구간을 나타내는 것으로, (하한 신뢰구간, 상한 신뢰구간)을 나타낸다. 신뢰구간은 1을 포함하는 경우에는 질병과의 연관성을 유의하다고 판단할 수 없다. 오즈비율이 1보다 크고 95%신뢰구간에 1이 포함되어 있지 않은 경우 소수 대립인자가 질환군에서 더 높은 빈도를 가지며, 오즈비율이 1보다 작은 경우에는 다수 대립인자가 질환군에서 더 높은 빈도를 가진다.
ㆍ대립인자형에 대한 연관성 분석에서 Logit_p value는 오즈비에 대한 통계적 유의성을 나타낸다. 이는 오즈비 만큼 대조군과 환자군간에 차이에 대한 유의성을 뜻한다. 여기서 유의성있는 차이가 있다고 판단하는 기준은 Logit_p value가 0.05 이하의 값을 나타낼 경우이다. 이러한 값은 로지스틱 회귀(logistic regression) 분석을 통하여 얻었다.
ㆍ위험 대립 인자 (risk allele)는 p-value에 유의성이 있는 경우 오즈비가 1 보가 크면 소수 대립인자, 오즈비가 1 보다 작으면 다수 대립인자로 하였다.
ㆍ각 세가지 분석모델에 따른 질병과의 유의성을 분석함에 있어 다수 대립인자를 A1이라 하고 소수 대립인자를 A2라 하면 우성 (Dominant) 모형은 A1A1의 빈도와 A1A2와 A2A2의 빈도에 대한 합을 비교하는 것이고, 열성 (Recessive) 형질 모형은 A1A1과 A1A2의 합과 A2A2의 빈도를 비교하는 것이고, 공우성 (Co-Dominant) 형질 모형은 A1A1, A1A2 및 A2A2에 대한 각각의 빈도를 비교하는 것이다.
대립인자 (Allele)는 대립형질들이 환자군가 대조군 사이에서 출현되는 빈도수의 비율을 통하여 위험 대립인자가 질병에 어느 정도의 연관성 (위험도)를 가지고 있는지 확인할 수 있다. 95% 신뢰구간에 1을 포함하고 있을 경우 유의성이 없기 때문에, 상기 표 5로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 서열번호 1 내지 20의 다형성 부위의 뉴클레오티드 서열이 각각 T, C, C, C, T, G, C, C, A, T, T, C, C, G, G, G, A, C, A, A(위험 대립인자)인 것이 하나 이상 존재하는 경우, 조기폐경에 걸릴 가능성이 높은 것으로 판단할 수 있다.
또한, 서열번호 1 내지 20는 대립인자와 열성 모델에서 유의성을 보이며, 서열번호 1 내지 20은 오즈비가 < 1로 유전자형(genotype)이 다수대립인자(Minor Allele)를 가지고 있는 사람이 소수대립인자(Major Allele)를 가지고 있는 사람보다 조기폐경에 걸릴 위험이 더 높은 것으로 나타났고 또한 유전자형이 다수대립인자를 하나라도 가진 사람이 소수대립인자 둘을 가진 사람 보다 조기폐경에 걸릴 위험이 높은 것으로 나타났다.
상기 결과로부터, 서열번호 1 내지 20의 다형성 부위의 유전자형이 T/T와 T/C (서열번호 1), C/C와 C/T (서열번호 2), C/C와 C/T (서열번호 3), C/C와 C/T (서열번호 4), T/T와 T/C (서열번호 5), G/G와 G/A (서열번호 6), C/C와 C/A (서열번호 7), C/C와 C/T (서열번호 8), A/A와 A/G (서열번호 9), T/T와 T/C (서열번호 10), T/T와 T/C (서열번호 11), C/C와 C/G (서열번호 12), C/C와 C/T (서열번호 13), G/G와 G/A (서열번호 14), G/G와 G/A (서열번호 15), G/G와 G/A (서열번호 16), A/A와 A/G (서열번호 17), C/C와 C/T (서열번호 18), A/A와 A/G (서열번호 19), A/A와 A/G (서열번호 20)가 하나 이상 존재하는 경우 조기폐경에 걸릴 위험도가 높은 것으로 판단할 수 있으며, 또한 서열번호 1 내지 20의 다형성 부위의 뉴클레오티드 서열이 각각 T, C, C, C, T, G, C, C, A, T, T, C, C, G, G, G, A, C, A, A(위험 대립인자)인 것이 하나 이상 존재하는 경우, 조기폐경에 걸릴 가능성이 높은 것으로 판단할 수 있다. 상기 위험 대립 인자를 갖는 핵산 서열이 하나의 검체에서 많이 검출되면 될수록 위험군에 속하는 확률은 더 높은 것으로 판단할 수 있다. 따라서 본 발명에 있어서 서열번호 1 내지 20의 단일염기다형은 조기폐경과 관련되는 진단에 효과적으로 이용될 수 있다. 구체적으로는 조기폐경의 진단을 위한 프라이머 또는 프로브로의 목표 부위(target site)로서 사용될 수 있다.
서열목록 전자파일 첨부

Claims (11)

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  2. 삭제
  3. 서열번호 8의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 557번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 557번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드로 이루어진, 조기폐경 진단을 위한 증폭용 프라이머.
  4. 서열번호 8의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 557번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 557번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드로 이루어진, 조기폐경 진단용 프로브.
  5. 제4항에 따른 조기폐경 진단용 프로브를 포함하는 마이크로어레이.
  6. 서열번호 8의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 557번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 557번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드를 포함하는, 조기폐경 진단용 키트.
  7. 조기폐경 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여, (i) 검체로부터 핵산 시료를 얻는 단계; 및 (ii) 상기 핵산 시료로부터, 서열번호 8의 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드의 다형성 부위의 염기 서열을 분석하는 단계 (단, 상기 다형성 부위는 서열번호 8의 DNA 서열의 557번째 염기를 의미한다)를 포함하는, 검체 중의 단일염기다형을 검출하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 다형성 부위의 염기 서열을 분석하는 단계가 서열번호 8의 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드 서열로서 다형성 부위를 포함하는 서열(단, 상기 다형성 부위는 서열번호 8의 DNA 서열의 557번째 염기를 의미한다)을 주형으로 하는 프라이머 또는 프로브를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 검체 중의 단일염기다형을 검출하는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 다형성 부위의 염기 서열을 분석하는 단계가 서열번호 8의 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드에서, 557번째 염기(다형성 부위)가 C이고, 상기 557번째 염기를 포함하는 10개 이상의 연속 DNA 서열로 구성된 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드가 고정된 마이크로어레이에 상기 핵산 시료를 혼성화시키는 단계; 및 얻어진 혼성화 결과를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 검체 중의 단일염기다형을 검출하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 마이크로어레이에 고정되는 폴리뉴클레오티드 또는 그의 상보적 폴리뉴클레오티드의 DNA 서열의 길이가 10 내지 100 뉴클레오티드인 것을 특징으로 하는, 검체 중의 단일염기다형을 검출하는 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 다형성 부위의 염기 서열을 분석하는 단계가 서열번호 8의 폴리뉴클레오티드의 다형성 부위(단, 상기 다형성 부위는 서열번호 8의 DNA 서열의 557번째 염기를 의미한다)의 유전자형(genotype) 분석을 포함하는 것을 특징으로 하는, 검체 중의 단일염기다형을 검출하는 방법.
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