KR101199440B1 - Polycyclic aromatic hydrocarbons exposure responsive genes in Scleronephthya gracillimum and the method for diagnosing the coastal environment pollution using the same - Google Patents

Polycyclic aromatic hydrocarbons exposure responsive genes in Scleronephthya gracillimum and the method for diagnosing the coastal environment pollution using the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons)의 노출에 대응하는 분홍바다맨드라미(Scleronephthya gracillimum)의 유전자 및 이를 이용한 연안 환경 오염 진단 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분홍바다맨드라미로부터 유래한 특정 유전자군이 다환방향족탄화수소 노출에 의해 특이적인 발현 변화를 나타내어, 이들을 생체지표로 도입함으로써, 다환방향족탄화수소 노출에 따른 해양 생태계의 스트레스 검출 및 환경 시료에서 다환방향족탄화수소의 오염을 모니터링 및 판정하는데 유용하게 사용될 수 있으며, 다환방향족탄화수소에 의해 유발되는 독성 및 발암 작용 기작을 규명하는 도구로 이용될 수 있다.The present invention relates to a gene of Scleronephthya gracillimum corresponding to the exposure of polycyclic aromatic hydrocarbons and a method for diagnosing coastal environmental pollution using the same, and more particularly, to a specific gene group derived from the pink seamandrami. By expressing specific expression changes by this polycyclic aromatic hydrocarbon exposure and introducing them as biomarkers, it can be usefully used for detecting the stress of marine ecosystems following polycyclic aromatic hydrocarbon exposure and monitoring and determining the contamination of polycyclic aromatic hydrocarbons in environmental samples. It can be used as a tool to identify mechanisms of toxicity and carcinogenic effects caused by polycyclic aromatic hydrocarbons.

Description

다환방향족탄화수소 노출에 대응하는 분홍바다맨드라미의 유전자 및 이를 이용한 연안 환경 오염 진단 방법{Polycyclic aromatic hydrocarbons exposure responsive genes in Scleronephthya gracillimum and the method for diagnosing the coastal environment pollution using the same}Polycyclic aromatic hydrocarbons exposure responsive genes in Scleronephthya gracillimum and the method for diagnosing the coastal environment pollution using the same}

본 발명은 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)의 노출에 대응하는 분홍바다맨드라미(Scleronephthya gracillimum)의 유전자 및 이를 이용한 연안 환경 오염 진단 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a gene of Scleronephthya gracillimum corresponding to the exposure of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and a coastal environmental pollution diagnosis method using the same.

분홍바다맨드라미(Scleronephthya gracillimum)는 제주 연안해역, 특히 서귀포 남쪽 연안의 연산호 군락에 널리 서식하고 있는 연산호의 일종으로, 일본 남부에서 동중국해까지 분포한다. 군체(몸)는 신축성이 매우 심하여 펼쳤을 때는 관목상이지만 수축했을 때는 퉁퉁한 덩어리 모양으로 변한다. 병부의 표면에는 가로 주름이 있으며, 관부에는 수축력이 심한 폴립들이 덩어리 모양으로 모여 나 있다. 몸은 연노란색, 적황색, 주황색 또는 분홍색 등이며, 폴립 덩어리는 분홍색 또는 주황색 등으로 다양하다. 수직벽이나 경사가 심한 암반에 무리지어 살며, 수심 3 ~ 4 m부터 15 m 전후에 분포한다. 다른 생물들의 서식처를 제공함으로써, 우리나라 해양생물 다양성에 큰 공헌을 하고 있는 생물이다. 따라서 제주 연안의 해양생물 다양성을 보존하기 위해서는 예상되는 연안 오염원에 대한 본 종의 반응을 이해하고, 이를 토대로 한 본 종의 건강 진단 또는 연안 오염의 진단이 필요하다.
Scleronephthya gracillimum ) is a type of arithmetic lake that widely inhabits the coastal waters of Jeju, especially the southern part of Seogwipo, and is distributed from southern Japan to the East China Sea. The colony is very elastic, and when it is unfolded, it is shrub-like, but when it contracts, it turns into a lumpy mass. On the surface of the disease, there are transverse wrinkles, and in the tube, the highly contractive polyps are gathered in a lump form. The body is light yellow, red yellow, orange or pink, and the polyp mass is pink or orange. Lives in groups on vertical walls or heavily sloped rocks, distributed about 3-4 m deep and 15 m deep. By providing habitats for other creatures, it is a creature that makes a great contribution to Korea's marine biodiversity. Therefore, in order to preserve the marine biodiversity of the coast of Jeju, it is necessary to understand the response of the species to the anticipated coastal pollutants, and to diagnose the species or diagnose the coastal pollution based on this species.

다환방향족탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbon, PAH)는 여러 개의 벤젠고리를 지닌 방향족 탄화수소로서 많은 부류의 화합물로 이루어져 있다. 화석연료의 불완전연소 또는 산업활동에 의하여 생성되어 환경 및 인체에 대한 주요 오염원이 되고 있다. 미량으로도 암을 유발시키거나 돌연변이, 기형발생 등을 일으킬 수 있는 물질로서 몇몇의 주요 다환방향족탄화수소 물질은 독성 때문에 인체위해평가를 위한 특정오염물질 발암등급분류(IARC)에서 발암물질로 분류되고 있다. 환경발암물질로서 장기간 만성적인 노출이 급성노출보다 더 중요하게 여겨지고 있다. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are aromatic hydrocarbons with multiple benzene rings and consist of many classes of compounds. It is produced by incomplete combustion of fossil fuels or industrial activities and is a major source of pollution to the environment and human body. Some of the major polycyclic aromatic hydrocarbons are classified as carcinogens by the specific pollutant carcinogenic classification (IARC) for human risk assessment because of their toxicity. . Long-term chronic exposure is considered more important than acute exposure as an environmental carcinogen.

공업화된 지역의 담수 및 해양 침전물에서 많은 양의 다환방향족탄화수소가 전세계적으로 검출되고 있다. 다환방향족탄화수소는 물보다 유기용매에 용해성이 큰 물질로 수계 환경에서 수생생물에 흡수되거나, 부유물질에 흡착하고 수계 바닥으로 침전되어 저질토에 축적되어 저서생물의 돌연변이를 유발하거나 사멸시키는 등의 효과를 나타낸다(Varanasi 등, Environ . Health Perspect ., 90, 93-100, 1991).
Large quantities of polycyclic aromatic hydrocarbons are detected worldwide in freshwater and marine sediments in industrialized regions. Polycyclic aromatic hydrocarbons are more soluble in organic solvents than water, and are absorbed by aquatic organisms in an aquatic environment, or they are adsorbed to suspended matter and settle to the bottom of the water, accumulating on low soils, causing mutations in benthic organisms or killing them. (Varanasi et al . , Environ . Health Perspect . , 90, 93-100, 1991).

이러한 오염물질에 대응하기 위해, 해양 생물은 자신의 특정 유전자의 발현량을 조절하여 생리 또는 대사를 변화시킴으로써 능동적으로 대처한다. 그러므로 다환방향족탄화수소와 같은 오염물질로의 노출에 의해 발현량이 변화되는 유전자들을 발굴하여 생체지표로 이용함으로써, 특정지역의 다환방향족탄화수소에 대한 노출에 관한 정보뿐만 아니라, 이러한 오염물질로의 노출이 생명현상에 미치는 영향 및 해당 생물의 건강진단에 관한 정보를 얻을 수 있다. 이러한 기법은 분석화학적인 방법으로는 검출할 수 없는, 미세한 농도의 오염물질에 대한 노출도 감지 가능하고, 조기 진단적 가치를 가지며, 유전자 기능에 대한 고찰을 통해 미래 예측적 기능도 가능하다. 따라서 인간 활동에 의해 야기되는 급격한 지구환경변화를 이해하고 대응하기 위해서는 생명현상의 기본인 유전자와 핵산 물질의 분석을 통하여 환경변화의 영향과 생태계 파급효과를 진단하는 것과 같은 첨단기술 개발의 필요성이 절실하다.
To counter these contaminants, marine organisms actively cope by changing the physiology or metabolism by controlling the expression level of their specific genes. Therefore, by discovering genes whose expression levels change due to exposure to pollutants such as polycyclic aromatic hydrocarbons and using them as biomarkers, exposure to such pollutants as well as information on exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons in specific regions is vital. Information on the effects on the phenomena and the health of the organism can be obtained. These techniques can detect exposure to fine concentrations of contaminants that cannot be detected by analytical chemistry, have early diagnostic value, and allow for future predictive functions through consideration of gene function. Therefore, in order to understand and respond to the rapid global environmental changes caused by human activities, the necessity of developing advanced technologies such as diagnosing the effects of environmental changes and the ecosystem ripple effect through the analysis of genes and nucleic acid materials, which are the basics of life phenomena, is urgently needed. Do.

이에, 본 발명자들은 다환방향족탄화수소 노출에 대응하는 생체지표를 발굴하던 중, 해양 생물다양성 유지에 큰 역할을 하고 있는 연산호의 일종인 분홍바다맨드라미(Scleronephthya gracillimum)에서 다환방향족탄화수소 노출로 인한 특정 유전자의 발현 변화를 규명하였고, 다환방향족탄화수소 노출에 대응하는 특이 유전자 후보군은 오염물질에 따른 환경 변화 정도 및 이에 따른 해양 생태계의 상태를 파악할 수 있는 바이오센서로서 유용하게 이용될 수 있음을 제시함으로써 본 발명을 완성하였다.Thus, the inventors of the present invention, while discovering biomarkers corresponding to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure, Scleronephthya , which is a kind of soft coral that plays a large role in maintaining marine biodiversity. gracillimum ) identified changes in the expression of specific genes due to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure, and the specific gene candidate group corresponding to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure is a biosensor that can grasp the degree of environmental change and the state of marine ecosystem according to pollutants. The present invention has been completed by suggesting that it can be usefully used.

본 발명의 목적은 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons) 노출에 대응하는 분홍바다맨드라미(Scleronephthya gracillimum)의 유전자 및 이를 이용한, 환경 오염에 대한 연안 생태계의 스트레스 검출 및 건강 진단 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to counteract the exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons ( Scleronephthya) gracillimum ) genes, and methods for detecting and diagnosing stress in coastal ecosystems against environmental pollution.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons) 노출에 대응하여 발현이 증가 또는 감소하는 유전자 염기서열의 전부 또는 일부를 포함하는 올리고뉴클레오티드, 또는 상기 올리고뉴클레오티드에 상보적인 올리고뉴클레오티드 분자가 집적된, 유전독성 유발 수준의 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons) 노출에 따른 해양 생태계의 스트레스 검출 및 건강 진단용 마이크로어레이 칩을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an oligonucleotide comprising all or part of a gene sequence whose expression is increased or decreased in response to exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons, or oligonucleotide complementary to the oligonucleotide The present invention provides a microarray chip for stress detection and health diagnosis of marine ecosystems following exposure to polytoxic aromatic hydrocarbons with high levels of molecularly integrated genotoxicity.

또한, 본 발명은 상기 유전자를 이용한, 유전독성 유발 수준의 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons) 노출에 따른 해양 생태계의 스트레스 검출 및 건강 진단 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for detecting stress and health diagnosis of marine ecosystems by exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons of genotoxicity induced levels using the gene.

또한, 본 발명은 상기 마이크로어레이 칩을 포함하는, 유전독성 유발 수준의 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons) 노출에 따른 해양 생태계의 스트레스 검출 및 건강 진단용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for stress detection and health diagnostics of marine ecosystems following exposure to genotoxicity-induced polycyclic aromatic hydrocarbons, including the microarray chip.

아울러, 본 발명은 상기 유전자에 상보적이고 유전자를 증폭할 수 있는 프라이머 쌍을 포함하는, 유전독성 유발 수준의 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons) 노출에 따른 해양 생태계의 스트레스 검출 및 건강 진단용 키트를 제공한다.
In addition, the present invention provides a kit for stress detection and health diagnosis of marine ecosystems following exposure to genotoxicity induced polycyclic aromatic hydrocarbons, comprising primer pairs complementary to the gene and capable of amplifying the gene. .

다환방향족탄화수소 노출에 의해 발현량의 변화를 나타내는 분홍바다맨드라미의 특정 유전자군의 발현량을 측정함으로써, 본 발명의 다환방향족탄화수소 노출에 대응하는 분홍바다맨드라미의 특정 유전자는 오염물질에 대한 노출에 따른 환경 변화뿐만 아니라 이에 따른 해양 생태계의 스트레스 검출 및 건강을 진단할 수 있는 바이오센서 및 진단 방법으로 유용하게 이용될 수 있다.
By measuring the expression level of a specific gene group of the pink sea mandrami that exhibits a change in the expression amount by polycyclic aromatic hydrocarbon exposure, the specific gene of the pink sea mandrami corresponding to the polycyclic aromatic hydrocarbon exposure of the present invention is determined by the exposure to contaminants. As well as environmental changes, it can be usefully used as a biosensor and a diagnostic method for diagnosing stress and health of marine ecosystems.

도 1은 22℃의 여과해수 또는 다환방향족탄화수소 포함 해수(100 ppb)에서 배양한 분홍바다맨드라미의 유전자 발현의 차이를 나타낸 그림이다. 1 is a diagram showing the difference in the gene expression of pink seawater Dramid cultured in filtered seawater or polycyclic aromatic hydrocarbon containing seawater (100 ppb) at 22 ℃.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 하기 군으로 구성된, 유전독성 유발 수준의 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons) 노출에 따른 해양 생태계의 스트레스 검출 및 건강 진단용 유전자를 제공한다:The present invention provides genes for stress detection and health diagnosis of marine ecosystems following exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons at genotoxic induction levels, which are composed of the following groups:

서열번호 1로 기재되는 유전자(calmodulin), 서열번호 2로 기재되는 유전자(cytosolic malate dehydrogenase), 서열번호 3으로 기재되는 유전자(40S ribosomal protein S23), 서열번호 4로 기재되는 유전자(protein disulfide isomerase), 서열번호 5로 기재되는 유전자(dipeptidyl aminopeptidase Ⅳ), 서열번호 6으로 기재되는 유전자(proteasome beta 3 subunit), 서열번호 7로 기재되는 유전자(ATP synthase F0 subunit 6), 서열번호 8로 기재되는 유전자(40S ribosomal protein S8), 서열번호 9로 기재되는 유전자(myosin heavy chain), 서열번호 10으로 기재되는 유전자(MAK10 homolog, amino-acid N-acetyltransferase subunit), 서열번호 11로 기재되는 유전자(heletron 5 helitron-like transposon replicase/helicase/endonuclease), 서열번호 12로 기재되는 유전자(ral guanine nucleotide dissociation stimulator-like 1), 서열번호 13으로 기재되는 유전자(allene oxide synthase/8R-lipoxygenase fusion protein), 서열번호 14로 기재되는 유전자(triacylglycerol lipase-like protein), 서열번호 15로 기재되는 유전자(bromodomain adjacent to zinc finger domain 1A), 서열번호 16으로 기재되는 유전자(60S ribosomal protein L6), 서열번호 17로 기재되는 유전자(short-chain dehydrogenase/reductase 9), 서열번호 18로 기재되는 유전자(cardiac troponin C), 서열번호 19로 기재되는 유전자(calcium dependent mitochondrial carrier protein), 서열번호 20으로 기재되는 유전자(mannose-binding lectin 2), 서열번호 21로 기재되는 유전자{CXXC finger 1 (PHD domain), isoform}, 서열번호 22로 기재되는 유전자(myosin light chain kinase isoform 3A), 서열번호 23으로 기재되는 유전자(transcriptional regulator, XRE family), 서열번호 24로 기재되는 유전자(ubiquitin-ptotein ligase), 서열번호 25로 기재되는 유전자(astacin protease 4), 서열번호 26으로 기재되는 유전자{poly (ADP-ribose) polymerase 4}, 서열번호 27로 기재되는 유전자{ADAM metallopeptidase domain 28(ADAM28)}, 서열번호 28로 기재되는 유전자(Collagen, type XXV), 서열번호 29로 기재되는 유전자(eukaryotic translation initiation factor 4 gamma), 서열번호 30으로 기재되는 유전자(peptidylglycine alpha-hydroxylating monooxygenase), 서열번호 31로 기재되는 유전자(Ras-related and estrogen-regulated growth inhibitor) 및 서열번호 32로 기재되는 유전자(small acid-soluble spore protein).Gene described in SEQ ID NO: 1 (calmodulin), gene described in SEQ ID NO: 2 (cytosolic malate dehydrogenase), gene described in SEQ ID NO: 3 (40S ribosomal protein S23), gene described in SEQ ID NO: 4 (protein disulfide isomerase) , A gene described in SEQ ID NO: 5 (dipeptidyl aminopeptidase IV), a gene described in SEQ ID NO: 6 (proteasome beta 3 subunit), a gene described in SEQ ID NO: 7 (ATP synthase F0 subunit 6), a gene described in SEQ ID NO: 8 (40S ribosomal protein S8), the gene described in SEQ ID NO: 9 (myosin heavy chain), the gene described in SEQ ID NO: 10 (MAK10 homolog, amino-acid N-acetyltransferase subunit), the gene described in SEQ ID NO: 11 (heletron 5 helitron-like transposon replicase / helicase / endonuclease, the gene described in SEQ ID NO: 12 (ral guanine nucleotide dissociation stimulator-like 1), the gene described in SEQ ID NO: 13 (allene oxide synthase / 8R-lipo xygenase fusion protein), gene described by SEQ ID NO: 14 (triacylglycerol lipase-like protein), gene described by SEQ ID NO: 15 (bromodomain adjacent to zinc finger domain 1A), gene described by SEQ ID NO: 16 (60S ribosomal protein L6) A gene described by SEQ ID NO: 17 (short-chain dehydrogenase / reductase 9), a gene described by SEQ ID NO: 18 (cardiac troponin C), a gene described by SEQ ID NO: 19 (calcium dependent mitochondrial carrier protein), SEQ ID NO: 20 To the gene described (mannose-binding lectin 2), gene represented by SEQ ID NO: 21 {CXXC finger 1 (PHD domain), isoform}, gene represented by SEQ ID NO: 22 (myosin light chain kinase isoform 3A), SEQ ID NO: 23 Gene described (transcriptional regulator, XRE family), gene described in SEQ ID NO: 24 (ubiquitin-ptotein ligase), gene described in SEQ ID NO: 25 (astacin protease 4), gene described in SEQ ID NO: 26 { poly (ADP-ribose) polymerase 4}, gene described by SEQ ID NO: 27 {ADAM metallopeptidase domain 28 (ADAM28)}, gene described by SEQ ID NO: 28 (Collagen, type XXV), gene described by SEQ ID NO: 29 (eukaryotic translation initiation factor 4 gamma, the gene described in SEQ ID NO: 30 (peptidylglycine alpha-hydroxylating monooxygenase), the gene described in SEQ ID NO: 31 (Ras-related and estrogen-regulated growth inhibitor), and the gene described in SEQ ID NO: 32 (small acid-soluble spore protein).

상기 유전자군에서 다환방향족탄화수소 노출에 대응하여 발현이 증가하는 유전자는 하기의 유전자를 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다: Genes whose expression increases in response to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure in the gene group preferably include the following genes, but are not limited thereto:

서열번호 1로 기재되는 유전자(calmodulin), 서열번호 2로 기재되는 유전자(cytosolic malate dehydrogenase), 서열번호 3으로 기재되는 유전자(40S ribosomal protein S23), 서열번호 4로 기재되는 유전자(protein disulfide isomerase), 서열번호 5로 기재되는 유전자(dipeptidyl aminopeptidase Ⅳ), 서열번호 6으로 기재되는 유전자(proteasome beta 3 subunit), 서열번호 7로 기재되는 유전자(ATP synthase F0 subunit 6), 서열번호 8로 기재되는 유전자(40S ribosomal protein S8), 서열번호 9로 기재되는 유전자(myosin heavy chain), 서열번호 10으로 기재되는 유전자(MAK10 homolog, amino-acid N-acetyltransferase subunit), 서열번호 11로 기재되는 유전자(heletron 5 helitron-like transposon replicase/helicase/endonuclease), 서열번호 12로 기재되는 유전자(ral guanine nucleotide dissociation stimulator-like 1), 서열번호 13으로 기재되는 유전자(allene oxide synthase/8R-lipoxygenase fusion protein), 서열번호 14로 기재되는 유전자(triacylglycerol lipase-like protein), 서열번호 15로 기재되는 유전자(bromodomain adjacent to zinc finger domain 1A), 서열번호 16으로 기재되는 유전자(60S ribosomal protein L6), 서열번호 17로 기재되는 유전자(short-chain dehydrogenase/reductase 9) 및 서열번호 18로 기재되는 유전자(cardiac troponin C).Gene described in SEQ ID NO: 1 (calmodulin), gene described in SEQ ID NO: 2 (cytosolic malate dehydrogenase), gene described in SEQ ID NO: 3 (40S ribosomal protein S23), gene described in SEQ ID NO: 4 (protein disulfide isomerase) , A gene described in SEQ ID NO: 5 (dipeptidyl aminopeptidase IV), a gene described in SEQ ID NO: 6 (proteasome beta 3 subunit), a gene described in SEQ ID NO: 7 (ATP synthase F0 subunit 6), a gene described in SEQ ID NO: 8 (40S ribosomal protein S8), the gene described in SEQ ID NO: 9 (myosin heavy chain), the gene described in SEQ ID NO: 10 (MAK10 homolog, amino-acid N-acetyltransferase subunit), the gene described in SEQ ID NO: 11 (heletron 5 helitron-like transposon replicase / helicase / endonuclease, the gene described in SEQ ID NO: 12 (ral guanine nucleotide dissociation stimulator-like 1), the gene described in SEQ ID NO: 13 (allene oxide synthase / 8R-lipo xygenase fusion protein), gene described by SEQ ID NO: 14 (triacylglycerol lipase-like protein), gene described by SEQ ID NO: 15 (bromodomain adjacent to zinc finger domain 1A), gene described by SEQ ID NO: 16 (60S ribosomal protein L6) , Genes set forth in SEQ ID NO: 17 (short-chain dehydrogenase / reductase 9) and genes set forth in SEQ ID NO: 18 (cardiac troponin C).

상기 유전자군에서 다환방향족탄화수소 노출에 대응하여 발현이 감소하는 유전자는 하기의 유전자를 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다: Genes whose expression decreases in response to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure in the gene group preferably include but are not limited to the following genes:

상기 서열번호 19로 기재되는 유전자(calcium dependent mitochondrial carrier protein), 서열번호 20으로 기재되는 유전자(mannose-binding lectin 2), 서열번호 21로 기재되는 유전자{CXXC finger 1 (PHD domain), isoform}, 서열번호 22로 기재되는 유전자(myosin light chain kinase isoform 3A), 서열번호 23으로 기재되는 유전자(transcriptional regulator, XRE family), 서열번호 24로 기재되는 유전자(ubiquitin-ptotein ligase), 서열번호 25로 기재되는 유전자(astacin protease 4), 서열번호 26으로 기재되는 유전자{poly (ADP-ribose) polymerase 4}, 서열번호 27로 기재되는 유전자{ADAM metallopeptidase domain 28(ADAM28)}, 서열번호 28로 기재되는 유전자(Collagen, type XXV), 서열번호 29로 기재되는 유전자(eukaryotic translation initiation factor 4 gamma), 서열번호 30으로 기재되는 유전자(peptidylglycine alpha-hydroxylating monooxygenase), 서열번호 31로 기재되는 유전자(Ras-related and estrogen-regulated growth inhibitor) 및 서열번호 32로 기재되는 유전자(small acid-soluble spore protein).The gene described in SEQ ID NO: 19 (calcium dependent mitochondrial carrier protein), the gene described in SEQ ID NO: 20 (mannose-binding lectin 2), the gene described in SEQ ID NO: {CXXC finger 1 (PHD domain), isoform}, Myosin light chain kinase isoform 3A, SEQ ID NO: 22, Transcriptional regulator (XRE family), SEQ ID NO: 24 (ubiquitin-ptotein ligase), SEQ ID NO: 25 Gene (astacin protease 4), gene described by SEQ ID NO: 26 {poly (ADP-ribose) polymerase 4}, gene described by SEQ ID NO: 27 {ADAM metallopeptidase domain 28 (ADAM28)}, gene described by SEQ ID NO: 28 (Collagen, type XXV), the gene described in SEQ ID NO: 29 (eukaryotic translation initiation factor 4 gamma), the gene described in SEQ ID NO: 30 (peptidylglycine alpha-hydroxylating monooxygenase), the gene described in SEQ ID NO: 31 Here (Ras-related and estrogen-regulated growth inhibitor) and SEQ ID NO: gene described in 32 (small acid-soluble spore protein).

상기 서열번호 1로 기재되는 유전자(calmodulin), 서열번호 18로 기재되는 유전자(cardiac troponin C), 및 서열번호 19로 기재되는 유전자(calcium dependent mitochondrial carrier protein)는 칼슘 결합 모티프(calcium binding motif)를 가지고 있는 EF-Hand 수퍼패밀리 단백질 유전자이고, 상기 서열번호 3으로 기재되는 유전자(40S ribosomal protein S23), 서열번호 8로 기재되는 유전자(40S ribosomal protein S8), 및 서열번호 16으로 기재되는 유전자(60S ribosomal protein L6)는 라이보좀 단백질의 유전자로서, 라이보좀의 구성원 및 단백질의 생합성시 rRNA과 결합하여 구조적 안정화에 기여하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. The gene described in SEQ ID NO: 1 (calmodulin), the gene described in SEQ ID NO: 18 (cardiac troponin C), and the gene described in SEQ ID NO: 19 (calcium dependent mitochondrial carrier protein) is a calcium binding motif (calcium binding motif) It is an EF-Hand superfamily protein gene having, the gene described in SEQ ID NO: 3 (40S ribosomal protein S23), the gene described in SEQ ID NO: 8 (40S ribosomal protein S8), and the gene described in SEQ ID NO: 16 (60S ribosomal protein L6) is a gene of ribosomal protein, preferably, but not limited to, contributing to structural stabilization by binding to rRNA during biosynthesis of members of ribosomes and proteins.

진핵생물 상동성 그루핑(The eukaryotic orthologous groups, KOG)에 기초한 상기 유전자의 기능적 분류에 따르면, 상기 서열번호 3으로 기재되는 유전자(40S ribosomal protein S23), 서열번호 8로 기재되는 유전자(40S ribosomal protein S8), 서열번호 16으로 기재되는 유전자(60S ribosomal protein L6), 서열번호 23으로 기재되는 유전자(transcriptional regulator, XRE family), 및 서열번호 29로 기재되는 유전자(eukaryotic translation initiation factor 4 gamma)는 번역,라이보솜 구조와 생합성에 관련된 유전자이고, 상기 서열번호 24로 기재되는 유전자(ubiquitin-ptotein ligase)는 RNA 프로세싱 및 변형에 관련된 유전자이고, 상기 서열번호 21로 기재되는 유전자{CXXC finger 1 (PHD domain), isoform} 및 서열번호 26으로 기재되는 유전자{poly (ADP-ribose) polymerase 4}는 전사에 관련된 유전자이고, 상기 서열번호 15로 기재되는 유전자(bromodomain adjacent to zinc finger domain 1A)는 크로마틴 구조 및 다이나믹스에 관련된 유전자이고, 상기 서열번호 11로 기재되는 유전자(heletron 5 helitron-like transposon replicase/helicase/endonuclease)는 세포주기 조절, 세포 분역, 염색체 분획에 관련된 유전자이고, 상기 서열번호 1로 기재되는 유전자(calmodulin), 서열번호 12로 기재되는 유전자(ral guanine nucleotide dissociation stimulator-like 1), 서열번호 14로 기재되는 유전자(triacylglycerol lipase-like protein), 서열번호 18로 기재되는 유전자(cardiac troponin C), 서열번호 19로 기재되는 유전자(calcium dependent mitochondrial carrier protein), 및 서열번호 32로 기재되는 유전자(small acid-soluble spore protein)는 신호전달 기전에 관련된 유전자이고, 상기 서열번호 20으로 기재되는 유전자(mannose-binding lectin 2)는 방어기전에 관련된 유전자이고, 상기 서열번호 4로 기재되는 유전자(protein disulfide isomerase), 서열번호 5로 기재되는 유전자(dipeptidyl aminopeptidase Ⅳ), 서열번호 6으로 기재되는 유전자(proteasome beta 3 subunit), 서열번호 27로 기재되는 유전자{ADAM metallopeptidase domain 28(ADAM28)}, 서열번호 30으로 기재되는 유전자(peptidylglycine alpha-hydroxylating monooxygenase)는 단백질 합성 후 변형, 턴오버(turnover), 및 샤페론에 관련된 유전자이고, 상기 서열번호 9로 기재되는 유전자(myosin heavy chain), 및 서열번호 22로 기재되는 유전자(myosin light chain kinase isoform 3A)는 세포골격에 관련된 유전자이고, 상기 서열번호 28로 기재되는 유전자(Collagen, type ⅩⅩⅤ)는 세포외 구조에 관련된 유전자이고, 상기 서열번호 2로 기재되는 유전자(cytosolic malate dehydrogenase), 및 서열번호 7로 기재되는 유전자(ATP synthase F0 subunit 6)는 에너지 생산 및 전환에 관련된 유전자이고, 상기 서열번호 13으로 기재되는 유전자(allene oxide synthase/8R-lipoxygenase fusion protein)는 탄수화물 수송 및 대사에 관련된 유전자이고, 상기 서열번호 17로 기재되는 유전자(short-chain dehydrogenase/reductase 9)는 이차대사산물 생합성, 수송, 및 이화작용에 관련된 유전자이며, 상기 서열번호 10으로 기재되는 유전자(MAK10 homolog, amino-acid N-acetyltransferase subunit), 서열번호 25로 기재되는 유전자(astacin protease 4), 및 서열번호 31로 기재되는 유전자(Ras-related and estrogen-regulated growth inhibitor)는 일반기능 예측에 관련된 유전자인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. According to the functional classification of the gene based on the eukaryotic orthologous groups (KOG), the gene described in SEQ ID NO: 3 (40S ribosomal protein S23), the gene described in SEQ ID NO: 8 (40S ribosomal protein S8 ), The gene described in SEQ ID NO: 16 (60S ribosomal protein L6), the gene described in SEQ ID NO: 23 (transcriptional regulator, XRE family), and the gene described in SEQ ID NO: 29 (eukaryotic translation initiation factor 4 gamma) A gene related to ribosomal structure and biosynthesis, the gene described in SEQ ID NO: 24 (ubiquitin-ptotein ligase) is a gene involved in RNA processing and modification, and the gene described in SEQ ID NO: 21 {CXXC finger 1 (PHD domain) , isoform} and the gene described in SEQ ID NO: 26 {poly (ADP-ribose) polymerase 4} is a gene involved in transcription, the gene described in SEQ ID NO: 15 (bromodomain adjacent to zinc finger domain 1A) is a gene related to chromatin structure and dynamics, and the gene described in SEQ ID NO: 11 (heletron 5 helitron-like transposon replicase / helicase / endonuclease) is a cell cycle regulator, cell division, chromosome A gene related to the fraction, the gene described in SEQ ID NO: 1 (calmodulin), the gene described in SEQ ID NO: 12 (ral guanine nucleotide dissociation stimulator-like 1), the gene described in SEQ ID NO: 14 (triacylglycerol lipase-like protein) , The gene described by SEQ ID NO: 18 (cardiac troponin C), the gene described by SEQ ID NO: 19 (calcium dependent mitochondrial carrier protein), and the gene described by SEQ ID NO: 32 (small acid-soluble spore protein) A gene related to the gene (mannose-binding lectin 2) described in SEQ ID NO: 20 is a gene related to a defense mechanism; The gene described (protein disulfide isomerase), the gene described in SEQ ID NO: 5 (dipeptidyl aminopeptidase IV), the gene described in SEQ ID NO: 6 (proteasome beta 3 subunit), the gene described in SEQ ID NO: 27 (ADAM metallopeptidase domain 28 (ADAM28) )}, The gene described in SEQ ID NO: 30 (peptidylglycine alpha-hydroxylating monooxygenase) is a gene related to modification, turnover, and chaperone after protein synthesis, the gene described in SEQ ID NO: 9 (myosin heavy chain), And the gene described in SEQ ID NO: 22 (myosin light chain kinase isoform 3A) is a gene related to the cytoskeleton, and the gene described in SEQ ID NO: 28 (Collagen, type VII V) is a gene related to extracellular structure, The gene described as 2 (cytosolic malate dehydrogenase) and the gene described as SEQ ID NO: 7 (ATP synthase F0 subunit 6) are involved in energy production and conversion. The former, the gene described in SEQ ID NO: 13 (allene oxide synthase / 8R-lipoxygenase fusion protein) is a gene involved in carbohydrate transport and metabolism, the gene described in SEQ ID NO: 17 (short-chain dehydrogenase / reductase 9) is Genes involved in secondary metabolite biosynthesis, transport, and catabolism, genes described in SEQ ID NO: 10 (MAK10 homolog, amino-acid N-acetyltransferase subunit), genes described in SEQ ID NO: 25 (astacin protease 4), and The gene described in SEQ ID NO: 31 (Ras-related and estrogen-regulated growth inhibitor) is preferably a gene related to general function prediction, but is not limited thereto.

상기 유전자는 분홍바다맨드라미(Scleronephthya gracillimum)로부터 유래되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The gene is Scleronephthya gracillimum ) is preferably, but not limited to.

본 발명자들은 다환방향족탄화수소 노출에 대응하는 분홍바다맨드라미 유전자를 발굴하기 위하여, 분홍바다맨드라미를 다환방향족탄화수소 표준시약(Supelco, USA, 100 ppb)에서 24시간 동안 배양한 후 분홍바다맨드라미의 cDNA를 합성하여 발현량이 변화하는 유전자들을 조사하였다. 구체적으로, 22℃의 일반해수에서 배양한 분홍바다맨드라미(대조군), 또는 다환방향족탄화수소를 포함하는 대조군과 같은 온도의 해수에서 배양한 분홍바다맨드라미(실험군) 조직에서 mRNA를 각각 분리한 후, GeneFishingTMDEG kit(Seegene, 한국)를 사용하여 상기 정제된 mRNA로 cDNA를 합성하였다. PCR을 이용하여 발현량이 변화한 유전자 단편을 증폭하였다. 상기 증폭된 cDNA 단편을 T-벡터(vector)에 클로닝(cloning)하고, 플라스미드(plasmid)를 추출하여 염기서열 분석을 실시하였다. 그 결과, 다환방향족탄화수소 노출에 의하여 발현이 증가 또는 감소한 유전자 32개를 선별하였다. 다환방향족탄화수소와 같은 잔류성 유기독성물질은 생물에게 다양한 측면에서의 독성 반응을 유발하고 이러한 환경오염에 따라 해양 생물은 생리 및 대사의 변화를 일으킨다. 그러므로 생리 및 대사 변화의 원인인 유전자 발현량의 변화를 확인함으로써 외부 환경 변화에 따른 해양 생물의 스트레스 및 건강상태를 확인할 수 있고, 이들 유전자들은 해양 환경 및 해양 생물의 건강을 진단할 수 있는 생체지표로 이용 가능하다. The inventors of the present invention synthesized cDNA of pink sea mandrami after culturing pink sea mandrami in polycyclic aromatic hydrocarbon standard reagent (Supelco, USA, 100 ppb) for 24 hours in order to discover the pink sea mandra gene corresponding to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure. Genes whose expression levels change were examined. Specifically, after separating the mRNA from the pink seamandrami (control group) cultured in seawater at the same temperature as the control group containing a pink seamandrami (control group) or polycyclic aromatic hydrocarbons (22%), GeneFishing CDNA was synthesized from the purified mRNA using the TM DEG kit (Seegene, Korea). PCR fragments were used to amplify gene fragments with altered expression levels. The amplified cDNA fragments were cloned into T-vectors, plasmids were extracted, and sequencing was performed. As a result, 32 genes whose expression was increased or decreased by polycyclic aromatic hydrocarbon exposure were selected. Persistent organic toxicants, such as polycyclic aromatic hydrocarbons, cause toxic reactions in various aspects to organisms, and marine organisms cause changes in physiology and metabolism due to such environmental pollution. Therefore, it is possible to confirm the stress and health status of marine organisms according to the change of external environment by confirming the change of gene expression which is the cause of physiological and metabolic changes, and these genes are biomarkers that can diagnose the health of marine environment and marine organisms. Available as

따라서, 상기 유전자들은 다환방향족탄화수소 노출에 대응하여 유전자 발현에 변화가 나타났으므로, 연안 해역의 다환방향족탄화수소와 같은 잔류성 유기독성 물질 오염에 따른 해양 생태계의 상태 진단 및 스트레스 검출을 위한 마커 유전자로서 유용하게 사용될 수 있다.
Therefore, since the genes have been changed in response to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure, they are useful as marker genes for diagnosing stress and detecting the condition of marine ecosystems caused by persistent organic toxic substances such as polycyclic aromatic hydrocarbons in coastal waters. Can be used.

또한, 본 발명은 상기 유전자의 염기서열의 전부 또는 일부를 포함하는 cDNA 단편, 올리고뉴클레오티드, 상기 cDNA 단편에 상보적인 유전자 단편, 또는 상기 올리고뉴클레오티드에 상보적인 올리고뉴클레오티드 분자가 집적된 해양 생태계의 스트레스 검출 및 건강 진단용 마이크로어레이 칩을 제공한다.In addition, the present invention is a stress detection of marine ecosystem in which cDNA fragment, oligonucleotide, gene fragment complementary to the cDNA fragment, or oligonucleotide molecule complementary to the oligonucleotide is integrated, including all or part of the nucleotide sequence of the gene And a microarray chip for medical examination.

상기 마이크로어레이 칩은 분홍바다맨드라미의 유전독성 유발 수준의 다환방향족탄화수소 오염에 대응하는 해양 생태계 반응을 검출하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. The microarray chip preferably detects a marine ecosystem response corresponding to polycyclic aromatic hydrocarbon contamination at the level of genotoxic induction of pink sea cockscomb.

본 발명자들은 다환방향족탄화수소 노출에 대응하여 발현이 증가 또는 감소하는 32개의 유전자군을 규명함으로써, 상기 유전자를 이용하여 잔류성 유기독성오염물질인 다환방향족탄화수소 오염에 따른 해양 생태계의 상태를 진단할 수 있음을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명의 잔류성 유기독성 오염물질의 노출에 대응하는 유전자는 스트레스 검출 및 건강 진단용 마이크로어레이 칩에 유용하게 사용될 수 있다.
By identifying 32 gene groups whose expression increases or decreases in response to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure, the present inventors can diagnose the state of the marine ecosystem due to polycyclic aromatic hydrocarbon contamination, which is a persistent organic toxic pollutant. And it was found. Therefore, the genes corresponding to the exposure of the persistent organic toxic contaminants of the present invention can be usefully used for microarray chips for stress detection and health diagnosis.

또한, 본 발명은 상기 유전자를 이용한, 유전독성 유발 수준의 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons) 노출에 따른 해양 생태계의 스트레스 검출 및 건강 진단 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for detecting stress and health diagnosis of marine ecosystems by exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons of genotoxicity induced levels using the gene.

구체적으로, 상기 방법은Specifically, the method

1) 실험군인 분홍바다맨드라미와 대조군인 분홍바다맨드라미에서 각각 RNA를 분리하는 단계;1) separating the RNA from the experimental group pink sea cockscomb and the control pink sea cockscomb, respectively;

2) 단계 1)의 실험군 및 대조군의 RNA로부터 cDNA를 합성하면서 실험군과 대조군을 각기 다른 형광물질로 표지하는 단계;2) synthesizing cDNA from RNA of the experimental group and the control group of step 1) and labeling the experimental group and the control group with different fluorescent materials;

3) 단계 2)의 각기 다른 형광물질로 표지된 cDNA를 상기 유전자 서열의 전부 또는 일부를 포함하는 올리고뉴클레오티드 또는 그의 상보적인 올리고뉴클레오티드가 집적된 마이크로어레이 칩과 혼성화시키는 단계;3) hybridizing cDNAs labeled with different fluorescent materials of step 2) with an oligonucleotide comprising all or a part of the gene sequence or a microarray chip in which complementary oligonucleotides are integrated;

4) 단계 3)의 반응한 마이크로어레이 칩을 분석하는 단계; 및 4) analyzing the reacted microarray chip of step 3); And

5) 단계 4)의 분석한 데이터에서 본 발명의 유전자의 발현 정도를 대조군과 비교하여 확인하는 단계를 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.5) Preferably, but not limited to, including the step of confirming the expression level of the gene of the present invention compared to the control in the analyzed data of step 4).

상기 방법에 있어서, 단계 1)의 실험군은 다환방향족탄화수소 노출 여부를 확인하고자 하는 해수를 처리한 분홍바다맨드라미이고, 대조군은 다환방향족탄화수소가 포함되지 않은 해수를 처리한 분홍바다맨드라미인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.In the above method, the experimental group of step 1) is a pink sea mandrami treated with seawater to confirm whether the polycyclic aromatic hydrocarbon exposure, and the control group is a pink sea mandrami treated seawater not containing polycyclic aromatic hydrocarbon, but It is not limited.

상기 방법에 있어서, 단계 2)의 형광물질은 Cy3, Cy5, FITC(poly L-lysine-fluorescein isothiocyanate), RITC(rhodamine-B-isothiocyanate) 및 로다민(rhodamine)으로 이루어진 군으로부터 선택되어지는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자에게 알려진 형광물질은 모두 사용 가능하다.In the method, the fluorescent material of step 2) is preferably selected from the group consisting of Cy3, Cy5, poly L-lysine-fluorescein isothiocyanate (FITC), rhodamine-B-isothiocyanate (RITC), and rhodamine (rhodamine). One is not limited thereto, and any fluorescent material known to those skilled in the art may be used.

상기 방법에 있어서, 단계 4)의 마이크로어레이 칩은 상기 유전자가 탑재된 것이라면 모두 사용 가능하다. 상기 모든 절차는 일반적인 마이크로에레이 칩 실험 프로토콜에 따라 수행되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.In the method, the microarray chip of step 4) can be used as long as the gene is loaded. All of the above procedures are preferably performed according to a general microarray chip experimental protocol, but are not limited thereto.

또한, 상기 방법은In addition, the method

1) 실험군인 분홍바다맨드라미와 대조군인 분홍바다맨드라미에서 각각 RNA를 분리하는 단계;1) separating the RNA from the experimental group pink sea cockscomb and the control pink sea cockscomb, respectively;

2) 단계 1)의 RNA를, 본 발명의 유전자에 상보적이고 상기 유전자를 증폭할 수 있는 프라이머 쌍을 사용하여 실시간 RT-PCR(Real-time reverse transcript polymerase chain reaction, qRT-PCR)을 수행하는 단계; 및2) performing a real-time reverse transcript polymerase chain reaction (qRT-PCR) using the RNA pair of step 1) using a primer pair complementary to the gene of the present invention and capable of amplifying the gene. ; And

3) 단계 2)의 유전자 산물을 대조군과 비교하여 발현 정도를 확인하는 단계를 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.3) It is preferable to include the step of confirming the expression level by comparing the gene product of step 2) with the control, but is not limited thereto.

상기 방법에 있어서, 단계 1)의 실험군은 다환방향족탄화수소 노출 여부를 확인하고자 하는 해수를 처리한 분홍바다맨드라미이고, 대조군은 다환방향족탄화수소가 포함되지 않은 해수를 처리한 분홍바다맨드라미인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. In the above method, the experimental group of step 1) is a pink sea mandrami treated with seawater to confirm whether the polycyclic aromatic hydrocarbon exposure, and the control group is a pink sea mandrami treated seawater not containing polycyclic aromatic hydrocarbon, but It is not limited.

상기 방법에 있어서, 단계 2)의 프라이머 쌍은 본 발명에서 선별된 유전자와 상보적이고, 상기 유전자를 증폭할 수 있는 프라이머 쌍이라면 모두 사용가능하다. In the above method, the primer pair of step 2) is complementary to the gene selected in the present invention, and any primer pair capable of amplifying the gene can be used.

본 발명자들은 다환방향족탄화수소 노출에 대응하여 발현이 증가 또는 감소하는 32개의 유전자군을 규명함으로써, 상기 유전자를 이용하여 다환방향족탄화수소 노출에 따른 해양 생태계의 상태를 진단할 수 있음을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명의 다환방향족탄화수소 노출에 대응하는 유전자는 마이크로어레이칩 또는 실시간 RT-PCR을 이용한 해양 생태계의 스트레스 검출 및 건강 진단에 유용하게 사용될 수 있다.
The inventors have found that by identifying 32 gene groups whose expression increases or decreases in response to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure, the genes can be used to diagnose the state of the marine ecosystem following polycyclic aromatic hydrocarbon exposure. Therefore, the gene corresponding to the polycyclic aromatic hydrocarbon exposure of the present invention can be usefully used for stress detection and health diagnosis of marine ecosystems using microarray chips or real-time RT-PCR.

또한, 본 발명은 상기 마이크로어레이 칩을 포함하는 해양 생태계의 스트레스 검출 및 건강 진단용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for stress detection and health diagnostics of the marine ecosystem including the microarray chip.

상기 키트는 분홍바다맨드라미의 유전독성 유발 수준의 다환방향족탄화수소 노출에 대응하는 해양 생태계 반응을 검출하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. The kit preferably detects the marine ecosystem response corresponding to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure of the genotoxic inducement level of pink sea cockscomb, but is not limited thereto.

상기 키트는 분홍바다맨드라미를 추가적으로 포함할 수 있다. The kit may further comprise a pink sea cockscomb.

상기 키트는 추가적으로 형광물질을 포함할 수 있으며, 상기 형광물질은 스트렙아비딘-알칼린 포스파타제 접합물질(streptavidin-alkaline phosphatase conjugate), 화학형광물질(chemiflurorenscent) 및 화학발광물질(chemiluminescent)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. The kit may additionally comprise a fluorescent material, wherein the fluorescent material is selected from the group consisting of streptavidin-alkaline phosphatase conjugates, chemilurorenscents and chemiluminescents. Preferably, but not limited to.

상기 키트는 추가적으로 반응 시약을 포함시킬 수 있으며, 상기 반응 시약은 혼성화에 사용되는 완충용액, RNA로부터 cDNA를 합성하기 위한 역전사효소, dNTPs 및 rNTP(사전 혼합형 또는 분리 공급형), 형광 염색제의 화학적 유도제와 같은 표식시약, 세척 완충용액 등으로 구성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자에게 알려진 혼성화 반응에 필요한 반응 시약은 모두 포함될 수 있다.The kit may additionally include a reaction reagent, which is a buffer used for hybridization, reverse transcriptase for synthesizing cDNA from RNA, dNTPs and rNTP (premixed or separated feed), chemical inducer of fluorescent dyes It may be composed of a labeling reagent, such as a washing buffer, but is not limited thereto, and any reaction reagents required for hybridization reactions known to those skilled in the art may be included.

본 발명자들은 다환방향족탄화수소 노출에 대응하여 발현이 증가 또는 감소하는 32개의 유전자군을 규명함으로써, 상기 유전자를 이용하여 다환방향족탄화수소 노출에 변화에 따른 해양 생태계의 상태를 진단할 수 있음을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명의 다환방향족탄화수소 노출에 대응하는 유전자는 마이크로어레이 칩을 포함하는 해양 생태계의 스트레스 검출 및 건강 진단용 키트로서 유용하게 사용될 수 있다.
The inventors have identified 32 gene groups whose expression is increased or decreased in response to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure, and thus it was found that the genes can be used to diagnose the state of the marine ecosystem according to the change in polycyclic aromatic hydrocarbon exposure. . Therefore, the gene corresponding to the polycyclic aromatic hydrocarbon exposure of the present invention can be usefully used as a stress detection and health diagnostic kit of the marine ecosystem including the microarray chip.

아울러, 본 발명은 상기 유전자에 상보적이고 상기 유전자를 증폭할 수 있는 프라이머 쌍을 포함하는 해양 생태계의 스트레스 검출 및 건강 진단용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for stress detection and health diagnostics of marine ecosystems comprising primer pairs complementary to the gene and capable of amplifying the gene.

상기 키트는 분홍바다맨드라미의 유전독성 유발 수준의 다환방향족탄화수소 노출에 대응하는 해양 생태계 반응을 검출하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. The kit preferably detects the marine ecosystem response corresponding to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure of the genotoxic inducement level of pink sea cockscomb, but is not limited thereto.

상기 프라이머 쌍은 상기 유전자에 상보적이며, 상기 유전자를 증폭할 수 있으며 증폭 산물이 100 내지 300 bp가 되도록 설계된 정방향 및 역방향 프라이머 쌍은 모두 사용 가능하다.The primer pair is complementary to the gene, and both forward and reverse primer pairs designed to amplify the gene and to have an amplification product of 100 to 300 bp are available.

상기 키트는 분홍바다맨드라미를 추가적으로 포함할 수 있다. The kit may further comprise a pink sea cockscomb.

상기 키트는 RNA로부터 cDNA를 합성하기 위한 역전사효소, cNTPs 및 rNTP(사전 혼합형 또는 분리 공급형), DNA 중합효소 및, 세척 완충용액으로 구성된 반응시약군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 추가적으로 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 당업자에게 알려진 RT-PCR 반응에 필요한 반응 시약은 모두 포함할 수 있다. The kit may further include any one or more selected from the group of reverse reagents for synthesizing cDNA from RNA, cNTPs and rNTP (premixed or separated feed), DNA polymerase, and a wash buffer solution. The present invention is not limited thereto and may include any reaction reagents required for RT-PCR reactions known to those skilled in the art.

본 발명자들은 다환방향족탄화수소 노출에 대응하여 발현이 증가 또는 감소하는 32개의 유전자군을 규명함으로써, 상기 유전자를 이용하여 다환방향족탄화수소 노출에 따른 해양 생태계의 상태를 진단할 수 있음을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명의 다환방향족탄화수소 노출에 대응하는 유전자는 이에 대한 프라이머 쌍을 포함하는 해양 생태계의 스트레스 검출 및 건강 진단용 키트로서 유용하게 사용될 수 있다.
The inventors have found that by identifying 32 gene groups whose expression increases or decreases in response to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure, the genes can be used to diagnose the state of the marine ecosystem following polycyclic aromatic hydrocarbon exposure. Therefore, the gene corresponding to the polycyclic aromatic hydrocarbon exposure of the present invention can be usefully used as a kit for stress detection and health diagnosis of marine ecosystems including primer pairs thereof.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

분홍바다맨드라미Pink Sea Cockscomb 배양 및  Culture and 다환방향족탄화수소Polycyclic Aromatic Hydrocarbons 노출 exposure

<1-1> <1-1> 분홍바다맨드라미의Pink sea cockscomb 배양 culture

서귀포 연안에서 채취된 분홍바다맨드라미(Scleronephthya gracillimum)를 세 종류의 필터(100, 10 및 1 ㎛)를 거친 자연해수에 배양하였다. 수온은 수중 히터를 이용하여 서귀포 지역의 연평균 수온인 22℃로 고정하였으며, 1주 이상 순치시켰다. 광주기는 14:10으로 조절하였다.
Scleronephthya collected from the coast of Seogwipo gracillimum ) was incubated in natural seawater through three types of filters (100, 10 and 1 μm). The water temperature was fixed at 22 ° C., the annual average water temperature of Seogwipo area using an underwater heater, and was incubated for more than one week. The photoperiod was adjusted to 14:10.

<1-2> <1-2> 분홍바다맨드라미의Pink sea cockscomb 다환방향족탄화수소Polycyclic Aromatic Hydrocarbons 노출 exposure

상기 실시예 <1-1>과 같이 배양한 분홍바다맨드라미를 100 ppb의 다환방향족탄화수소 표준시료(Supelco, USA)에 노출하여 24시간 동안 배양하였고, 다환방향족탄화수소를 처리하지 않은 대조군은 22℃에서 24시간 동안 배양하였다. 상기 다환방향족탄화수소의 정식명칭은 PAH Mix 525로서, 아세나프텐(acenaphthylene), 플루오렌(fluorene), 페난트렌(phenanthrene), 안트라센(anthracene), 파이렌(pyrene), 벤조(a)안트라센(Benzo(a)anthracene), 크리센(chrysene), 벤조(b)플로란센(Benzo(b)fluoranthene), 벤조(k)플로란센(Benzo(k)fluoranthene), 벤조(a)파이렌(Benzo(a)pyrene), 인데노(1,2,3-cd)파이렌(Indeno(1,2,3-cd)pyrene), 디벤조(a.h)안트라센(Dibenzo(a,h)anthracene), 벤소(ghi)페릴렌(Benxo(ghi)perylene)과 같은 대표적인 다환방향족탄화수소 13종이 각각 500 ㎍/㎖의 농도로 혼합된 것이었다.
The pink sea mandrami cultured as in Example <1-1> was exposed to 100 ppb polycyclic aromatic hydrocarbon standard sample (Supelco, USA) and incubated for 24 hours, and the control group not treated with polycyclic aromatic hydrocarbon was treated at 22 ° C. Incubated for 24 hours. The official name of the polycyclic aromatic hydrocarbon is PAH Mix 525, acenaphthylene, fluorene, phenanthrene, anthracene, pyrene, benzo (a) anthracene (Benzo (a) ) anthracene, chrysene, benzo (b) fluoranthene, benzo (k) fluoranthene, benzo (a) pyrene (Benzo (a) pyrene), Indeno (1,2,3-cd) pyrene, Dibenzo (a, h) anthracene, Benso (ghi 13 representative polycyclic aromatic hydrocarbons, such as Benxo (ghi) perylene, were mixed at a concentration of 500 μg / ml.

다환방향족탄화수소Polycyclic Aromatic Hydrocarbons 노출에 의한  By exposure 분홍바다맨드라미의Pink sea cockscomb 유전자 변화 확인 Genetic change confirmation

<2-1> <2-1> RNARNA 의 분리Separation of

상기 실시예 <1-2>에서 수득한 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons)에 노출한 실험군 또는 노출하지 않은 대조군의 분홍바다맨드라미 조직을 막자사발에서 액체질소를 이용하여 분말로 만들고, 용해(lysis) 용액[35 mM EDTA, 0.7 M LiCl, 7% SDS, 200 mM Tris-Cl(pH 9.0)] 700 ㎕를 첨가하여 균질화하였다. 동량의 페놀 용액을 첨가하고 잘 섞은 후, 10분간 원심분리하여, 상층액을 취해 새 튜브로 옮기고 총 용량의 1/3의 8 M 염화리튬(LiCl)을 첨가하였다. 이를 잘 섞은 후에 4℃에서 2시간 이상 방치하였다. 방치 후, 약 30분간 원심분리하여 상등액을 제거하고 침전물을 취하여 300 ㎕의 침전수에 녹였다. 1/10 용량의 3 M 아세트산나트륨(pH 5.2)과 동량의 이소프로판올(isopropanol)을 첨가하고 약 30분간 원심분리하여 상등액을 제거하고 침전물을 취하였다. 상기 침전물에 70% 에탄올 용액 50 ㎕를 넣어 5분간 원심분리한 뒤, 에탄올 용액을 제거하고 침전된 RNA를 건조시켰다. 건조 후, 상기 RNA를 적당량의 DEPC-처리수에 용해하였다.
From the experimental group exposed to the polycyclic aromatic hydrocarbons obtained in Example <1-2> or unexposed pink seawater cockscomb tissue into a powder using a liquid nitrogen in a mortar, and lysis The solution [35 mM EDTA, 0.7 M LiCl, 7% SDS, 200 mM Tris-Cl pH 9.0]] was added to homogenize. The same amount of phenol solution was added and mixed well, then centrifuged for 10 minutes, the supernatant was taken up into a new tube and 1/3 of the total volume of 8 M lithium chloride (LiCl) was added. After mixing well, the mixture was left at 4 ° C. for at least 2 hours. After standing, the supernatant was removed by centrifugation for about 30 minutes, and the precipitate was taken and dissolved in 300 µl of precipitated water. 1/10 volume of 3 M sodium acetate (pH 5.2) and the same amount of isopropanol were added and centrifuged for about 30 minutes to remove the supernatant and the precipitate was taken. 50 μl of 70% ethanol solution was added to the precipitate, followed by centrifugation for 5 minutes, the ethanol solution was removed, and the precipitated RNA was dried. After drying, the RNA was dissolved in an appropriate amount of DEPC-treated water.

<2-2> <2-2> cDNAcDNA 의 합성Synthesis of

다환방향족탄화수소 노출에 대응하는 특이적인 유전자의 분리에 GeneFishingTMDEG kits(Seegene, 한국)를 사용하였다. 상기 실시예 <2-1>에서 추출된 총 mRNA(3.0 ㎍)를 주형으로 사용하였고 dT-ACP1을 프라이머로, MMLV RT-ase를 반응효소로 사용하여 상기 실험군 및 대조군의 cDNA를 합성하였다.
GeneFishing DEG kits (Seegene, Korea) were used to isolate specific genes corresponding to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure. Total mRNA (3.0 μg) extracted in Example <2-1> was used as a template, and cDNA of the experimental group and the control group was synthesized using dT-ACP1 as a primer and MMLV RT-ase as a reaction enzyme.

<2-3> 특이 유전자 단편의 분리 및 염기서열 분석<2-3> Isolation and Sequence Analysis of Specific Gene Fragments

합성된 첫째 가닥(first strand) cDNA를 주형으로 dT-ACP2 및 arbitary ACPs(120종)를 프라이머로 사용하여 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)을 실시하였다. 상기 PCR 조건은 94℃에서 1분; 50℃에서 3분; 72℃에서 1분을 실시하고, 94℃에서 40초; 65℃에서 40초; 72℃에서 40초를 40회 실시한 후, 72℃에서 5분간 실시하였다. PCR 산물은 2% 아가로스 젤을 이용하여 분리하였고, 이를 통해 확인된 특이적으로 증폭된 PCR 산물은 정제 후, T-벡터 시스템을 이용하여 클로닝(cloning) 하였고, 플라스미드(plasmid)를 추출하여 염기서열을 분석하였다. Polymerase chain reaction (PCR) was carried out using dT-ACP2 and arbitary ACPs (120 species) as primers as the first strand cDNA synthesized. The PCR condition was 1 minute at 94 ° C; 3 minutes at 50 ° C .; 1 minute at 72 ° C., 40 seconds at 94 ° C .; 40 seconds at 65 ° C .; 40 seconds was performed 40 times at 72 degreeC, and it carried out for 5 minutes at 72 degreeC. PCR products were separated using a 2% agarose gel, and the specifically amplified PCR products identified through the purification were cloned using a T-vector system, and the plasmids were extracted to extract bases. The sequence was analyzed.

그 결과, 도 1에서 보는 바와 같이, 대조군에 비해 다환방향족탄화수소 노출에 의하여 발현이 증가 또는 감소하는 유전자 32개를 확인하였으며, 이중, 18개의 유전자는 발현이 증가하였고 14개의 유전자는 발현이 감소되었다. 또한, 유전자 염기서열의 분석을 통해 서열번호 1 내지 32로 기재되는 각각의 핵산 서열을 확인하였다.As a result, as shown in Figure 1, compared with the control group was confirmed 32 genes increased or decreased expression by polycyclic aromatic hydrocarbon exposure, of which 18 genes increased expression and 14 genes decreased expression . In addition, each nucleic acid sequence described in SEQ ID NOS: 1 to 32 was identified through analysis of the gene sequence.

상기와 같이, 본 발명의 다환방향족탄화수소 노출에 대응하는 분홍바다맨드라미의 유전자는 다환방향족탄화수소 노출에 특이적인 유전자로써 잔류성 유기독성물질의 오염 정도 및 이에 따른 해양 생태계 상태를 모니터하고 진단하기 위한 바이오센서로서 유용하게 사용될 수 있고, 해양 생태계의 스트레스 검출 및 건강 진단 방법에 효과적으로 이용될 수 있다.
As described above, the gene of the pink sea cockscomb corresponding to the polycyclic aromatic hydrocarbon exposure of the present invention is a gene specific for polycyclic aromatic hydrocarbon exposure, and a biosensor for monitoring and diagnosing the pollution degree of persistent organic toxic substances and the marine ecosystem status accordingly. It can be usefully used as a method, and can be effectively used for stress detection and health diagnosis methods of marine ecosystems.

서열목록 전자파일 첨부Attach an electronic file to a sequence list

Claims (12)

서열번호 1로 기재되는 유전자(calmodulin)의 핵산 서열의 전부 또는 이의 단편인 올리고뉴클레오티드 또는 그의 상보 가닥 분자가 집적된, 유전독성 유발 수준의 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons)에 대한 노출 여부 확인용 마이크로어레이 칩.
Micro for confirming exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons of genotoxicity-induced levels in which oligonucleotides or their complementary strand molecules, all or fragments of the nucleic acid sequence of gene (calmodulin) described in SEQ ID NO: 1, are integrated Array chip.
제 1항에 있어서, 상기 유전자는 분홍바다맨드라미(Scleronephthya gracillimum)로부터 유래되는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 칩.
The microarray chip according to claim 1, wherein the gene is derived from Scleronephthya gracillimum .
제 1항에 있어서, 마이크로어레이 칩은 하기의 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 유전자의 핵산 서열의 전부 또는 이의 단편인 올리고뉴클레오티드 또는 그의 상보 가닥 분자가 추가적으로 집적된 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 칩:
서열번호 2로 기재되는 유전자(cytosolic malate dehydrogenase), 서열번호 3으로 기재되는 유전자(40S ribosomal protein S23), 서열번호 4로 기재되는 유전자(protein disulfide isomerase), 서열번호 5로 기재되는 유전자(dipeptidyl aminopeptidase Ⅳ), 서열번호 6으로 기재되는 유전자(proteasome beta 3 subunit), 서열번호 7로 기재되는 유전자(ATP synthase F0 subunit 6), 서열번호 8로 기재되는 유전자(40S ribosomal protein S8), 서열번호 9로 기재되는 유전자(myosin heavy chain), 서열번호 10으로 기재되는 유전자(MAK10 homolog, amino-acid N-acetyltransferase subunit), 서열번호 11로 기재되는 유전자(heletron 5 helitron-like transposon replicase/helicase/endonuclease), 서열번호 12로 기재되는 유전자(ral guanine nucleotide dissociation stimulator-like 1), 서열번호 13으로 기재되는 유전자(allene oxide synthase/8R-lipoxygenase fusion protein), 서열번호 14로 기재되는 유전자(triacylglycerol lipase-like protein), 서열번호 15로 기재되는 유전자(bromodomain adjacent to zinc finger domain 1A), 서열번호 16으로 기재되는 유전자(60S ribosomal protein L6), 서열번호 17로 기재되는 유전자(short-chain dehydrogenase/reductase 9), 서열번호 18로 기재되는 유전자(cardiac troponin C), 서열번호 19로 기재되는 유전자(calcium dependent mitochondrial carrier protein), 서열번호 20으로 기재되는 유전자(mannose-binding lectin 2), 서열번호 21로 기재되는 유전자{CXXC finger 1 (PHD domain), isoform}, 서열번호 22로 기재되는 유전자(myosin light chain kinase isoform 3A), 서열번호 23으로 기재되는 유전자(transcriptional regulator, XRE family), 서열번호 24로 기재되는 유전자(ubiquitin-ptotein ligase), 서열번호 25로 기재되는 유전자(astacin protease 4), 서열번호 26으로 기재되는 유전자{poly (ADP-ribose) polymerase 4}, 서열번호 27로 기재되는 유전자{ADAM metallopeptidase domain 28(ADAM28)}, 서열번호 28로 기재되는 유전자(Collagen, type ⅩⅩⅤ), 서열번호 29로 기재되는 유전자(eukaryotic translation initiation factor 4 gamma), 서열번호 30으로 기재되는 유전자(peptidylglycine alpha-hydroxylating monooxygenase), 서열번호 31로 기재되는 유전자(Ras-related and estrogen-regulated growth inhibitor) 및 서열번호 32로 기재되는 유전자(small acid-soluble spore protein).
The microarray chip according to claim 1, wherein the microarray chip further comprises oligonucleotides or complementary strand molecules thereof which are all or fragments of nucleic acid sequences of any one or more genes selected from the group:
Gene described by SEQ ID NO: 2 (cytosolic malate dehydrogenase), gene described by SEQ ID NO: 3 (40S ribosomal protein S23), gene described by SEQ ID NO: 4 (protein disulfide isomerase), gene described by SEQ ID NO: 5 (dipeptidyl aminopeptidase IV), the gene described in SEQ ID NO: 6 (proteasome beta 3 subunit), the gene described in SEQ ID NO: 7 (ATP synthase F0 subunit 6), the gene described in SEQ ID NO: 8 (40S ribosomal protein S8), SEQ ID NO: 9 Gene described (myosin heavy chain), gene described by SEQ ID NO: 10 (MAK10 homolog, amino-acid N-acetyltransferase subunit), gene described by SEQ ID NO: 11 (heletron 5 helitron-like transposon replicase / helicase / endonuclease), The gene described in SEQ ID NO: 12 (ral guanine nucleotide dissociation stimulator-like 1), the gene described in SEQ ID NO: 13 (allene oxide synthase / 8R-lipoxygenase fusion protein), described in SEQ ID NO: 14 Is a gene (triacylglycerol lipase-like protein), a gene described in SEQ ID NO: 15 (bromodomain adjacent to zinc finger domain 1A), a gene described in SEQ ID NO: 16 (60S ribosomal protein L6), a gene described in SEQ ID NO: 17 (short -chain dehydrogenase / reductase 9), gene described by SEQ ID NO: 18 (cardiac troponin C), gene described by SEQ ID NO: 19 (calcium dependent mitochondrial carrier protein), gene described by SEQ ID NO: 20 (mannose-binding lectin 2) , Gene described by SEQ ID NO: 21 {CXXC finger 1 (PHD domain), isoform}, gene described by SEQ ID NO: 22 (myosin light chain kinase isoform 3A), gene described by SEQ ID NO: 23 (transcriptional regulator, XRE family) , A gene described in SEQ ID NO: 24 (ubiquitin-ptotein ligase), a gene described in SEQ ID NO: 25 (astacin protease 4), a gene described in SEQ ID NO: 26 {poly (ADP-ribose) polymerase 4}, to SEQ ID NO: 27 Gene (ADAM metallopeptidase domain 28 (ADAM28)), gene described by SEQ ID NO: 28 (Collagen, type VII), gene described by SEQ ID NO: 29 (eukaryotic translation initiation factor 4 gamma), gene described by SEQ ID NO: 30 (peptidylglycine alpha-hydroxylating monooxygenase), a gene described in SEQ ID NO: 31 (Ras-related and estrogen-regulated growth inhibitor) and a gene described in SEQ ID NO: 32 (small acid-soluble spore protein).
제 3항에 있어서, 서열번호 1로 기재되는 유전자(calmodulin), 서열번호 2로 기재되는 유전자(cytosolic malate dehydrogenase), 서열번호 3으로 기재되는 유전자(40S ribosomal protein S23), 서열번호 4로 기재되는 유전자(protein disulfide isomerase), 서열번호 5로 기재되는 유전자(dipeptidyl aminopeptidase Ⅳ), 서열번호 6으로 기재되는 유전자(proteasome beta 3 subunit), 서열번호 7로 기재되는 유전자(ATP synthase F0 subunit 6), 서열번호 8로 기재되는 유전자(40S ribosomal protein S8), 서열번호 9로 기재되는 유전자(myosin heavy chain), 서열번호 10으로 기재되는 유전자(MAK10 homolog, amino-acid N-acetyltransferase subunit), 서열번호 11로 기재되는 유전자(heletron 5 helitron-like transposon replicase/helicase/endonuclease), 서열번호 12로 기재되는 유전자(ral guanine nucleotide dissociation stimulator-like 1), 서열번호 13으로 기재되는 유전자(allene oxide synthase/8R-lipoxygenase fusion protein), 서열번호 14로 기재되는 유전자(triacylglycerol lipase-like protein), 서열번호 15로 기재되는 유전자(bromodomain adjacent to zinc finger domain 1A), 서열번호 16으로 기재되는 유전자(60S ribosomal protein L6), 서열번호 17로 기재되는 유전자(short-chain dehydrogenase/reductase 9) 및 서열번호 18로 기재되는 유전자(cardiac troponin C)는 다환방향족탄화수소 노출에 대응하여 발현이 증가하고, 서열번호 19로 기재되는 유전자(calcium dependent mitochondrial carrier protein), 서열번호 20으로 기재되는 유전자(mannose-binding lectin 2), 서열번호 21로 기재되는 유전자{CXXC finger 1 (PHD domain), isoform}, 서열번호 22로 기재되는 유전자(myosin light chain kinase isoform 3A), 서열번호 23으로 기재되는 유전자(transcriptional regulator, XRE family), 서열번호 24로 기재되는 유전자(ubiquitin-ptotein ligase), 서열번호 25로 기재되는 유전자(astacin protease 4), 서열번호 26으로 기재되는 유전자{poly (ADP-ribose) polymerase 4}, 서열번호 27로 기재되는 유전자{ADAM metallopeptidase domain 28(ADAM28)}, 서열번호 28로 기재되는 유전자(Collagen, type ⅩⅩV), 서열번호 29로 기재되는 유전자(eukaryotic translation initiation factor 4 gamma), 서열번호 30으로 기재되는 유전자(peptidylglycine alpha-hydroxylating monooxygenase), 서열번호 31로 기재되는 유전자(Ras-related and estrogen-regulated growth inhibitor) 및 서열번호 32로 기재되는 유전자(small acid-soluble spore protein)는 다환방향족탄화수소 노출에 대응하여 발현이 감소하는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 칩.
The method of claim 3, wherein the gene described in SEQ ID NO: 1 (calmodulin), the gene described in SEQ ID NO: 2 (cytosolic malate dehydrogenase), the gene described in SEQ ID NO: 3 (40S ribosomal protein S23), described in SEQ ID NO: 4 Gene (protein disulfide isomerase), gene described by SEQ ID NO: 5 (dipeptidyl aminopeptidase IV), gene described by SEQ ID NO: 6 (proteasome beta 3 subunit), gene described by SEQ ID NO: 7 (ATP synthase F0 subunit 6), sequence The gene described in SEQ ID NO: 8 (40S ribosomal protein S8), the gene described in SEQ ID NO: 9 (myosin heavy chain), the gene described in SEQ ID NO: 10 (MAK10 homolog, amino-acid N-acetyltransferase subunit), SEQ ID NO: 11 Gene described (heletron 5 helitron-like transposon replicase / helicase / endonuclease), gene described by SEQ ID NO: 12 (ral guanine nucleotide dissociation stimulator-like 1), gene described by SEQ ID NO: 13 oxide synthase / 8R-lipoxygenase fusion protein), gene represented by SEQ ID NO: 14 (triacylglycerol lipase-like protein), gene described by SEQ ID NO: 15 (bromodomain adjacent to zinc finger domain 1A), gene described by SEQ ID NO: 16 60S ribosomal protein L6), the gene described by SEQ ID NO: 17 (short-chain dehydrogenase / reductase 9) and the gene described by SEQ ID NO: 18 (cardiac troponin C) have increased expression in response to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure, Calcium dependent mitochondrial carrier protein (19), gene (mannose-binding lectin 2) (SEQ ID NO: 20), gene (CXXC finger 1 (PHD domain), isoform), SEQ ID NO: 22 Genes described in (myosin light chain kinase isoform 3A), genes described in SEQ ID NO: 23 (transcriptional regulator, XRE family), genes described in SEQ ID NO: 24 (ubiquitin-ptotein ligase), A gene described by SEQ ID NO: 25 (astacin protease 4), a gene described by SEQ ID NO: 26 {poly (ADP-ribose) polymerase 4}, a gene described by SEQ ID NO: 27 (ADAM metallopeptidase domain 28 (ADAM28)}, SEQ ID NO: 28 Gene (Collagen, type VII), gene described in SEQ ID NO: 29 (eukaryotic translation initiation factor 4 gamma), gene described in SEQ ID NO: 30 (peptidylglycine alpha-hydroxylating monooxygenase), gene described in SEQ ID NO: 31 Ras-related and estrogen-regulated growth inhibitor) and the gene (small acid-soluble spore protein) described in SEQ ID NO: 32 is a microarray chip characterized in that the expression is reduced in response to polycyclic aromatic hydrocarbon exposure.
1) 다환방향족탄화수소 노출 여부를 확인하고자 하는 해수를 처리한 실험군의 분홍바다맨드라미와, 다환방향족탄화수소가 포함되지 않은 해수를 처리한 대조군의 분홍바다맨드라미에서 각각 RNA를 분리하는 단계;
2) 단계 1)의 실험군 및 대조군의 RNA로부터 cDNA를 합성하면서 실험군과 대조군을 각기 다른 형광물질로 표지하는 단계;
3) 단계 2)의 각기 다른 형광물질로 표지된 cDNA를 제 1항의 마이크로어레이 칩과 혼성화시키는 단계;
4) 반응한 마이크로어레이 칩을 분석하는 단계; 및
5) 분석한 데이터에서 제 1항의 마이크로어레이 칩에 집적된 유전자 발현 정도를 대조군과 비교하여 확인하는 단계를 포함하는, 유전독성 유발 수준의 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons)에 대한 노출 여부 확인 방법.
1) separating the RNA from the pink sea cockscomb of the experimental group treated with seawater to confirm exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons, and the pink sea cockscomb of the control group treated with seawater not containing polycyclic aromatic hydrocarbons;
2) synthesizing cDNA from RNA of the experimental group and the control group of step 1) and labeling the experimental group and the control group with different fluorescent materials;
3) hybridizing cDNA labeled with different fluorescent materials of step 2) with the microarray chip of claim 1;
4) analyzing the reacted microarray chip; And
5) A method of confirming exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons of genotoxicity induced levels, comprising the step of confirming the degree of gene expression integrated in the microarray chip of claim 1 in the analyzed data compared to the control group.
제 5항에 있어서, 단계 2)의 형광물질은 Cy3, Cy5, FITC(poly L-lysine-fluorescein isothiocyanate), RITC(rhodamine-B-isothiocyanate) 및 로다민(rhodamine)으로 이루어진 군으로부터 선택되어지는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 5, wherein the fluorescent material of step 2) is selected from the group consisting of Cy3, Cy5, poly L-lysine-fluorescein isothiocyanate (FITC), rhodamine-B-isothiocyanate (RITC), and rhodamine How to feature.
1) 다환방향족탄화수소 노출 여부를 확인하고자 하는 해수를 처리한 실험군의 분홍바다맨드라미와, 다환방향족탄화수소가 포함되지 않은 해수를 처리한 대조군의 분홍바다맨드라미에서 각각 RNA를 분리하는 단계;
2) 단계 1)의 RNA를, 제 1항의 유전자에 상보적이고 유전자를 증폭할 수 있는 프라이머 쌍을 사용하여 실시간 RT-PCR(Real-time reverse transcript polymerase chain reaction)을 수행하는 단계; 및
3) 단계 2)의 유전자 산물을 대조군과 비교하여 발현 정도를 확인하는 단계를 포함하는, 유전독성 유발 수준의 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons)에 대한 노출 여부 확인 방법.
1) separating the RNA from the pink sea cockscomb of the experimental group treated with seawater to confirm exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons, and the pink sea cockscomb of the control group treated with seawater not containing polycyclic aromatic hydrocarbons;
2) performing a real-time reverse transcript polymerase chain reaction (RT-PCR) using a pair of primers complementary to the gene of claim 1 and amplifying the RNA of step 1); And
3) Method of confirming the exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons of the genotoxic induction level comprising the step of confirming the expression level by comparing the gene product of step 2) with the control.
제 1항의 마이크로어레이 칩을 포함하는, 유전독성 유발 수준의 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons)에 대한 노출 여부 확인용 키트.
Claim 1 kit comprising a microarray chip, genotoxic induction level of exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons (Polycyclic aromatic hydrocarbons) kit.
제 8항에 있어서, 스트렙타비딘-알칼리 탈인화효소 접합물질(strepavidin-like phosphatease conjugate), 화학형광물질(chemiflurorensce) 및 화학발광물질(chemiluminescent)로 이루어진 형광물질군으로부터 선택되는 어느 하나를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
The method of claim 8, further comprising any one selected from the group of fluorescent substances consisting of streptadin-like phosphatease conjugate, chemilurorensce and chemiluminescent. Kit characterized in that.
제 8항에 있어서, 혼성화에 사용되는 완충용액, RNA로부터 cDNA를 합성하기 위한 역전사효소, dNTPs 및 rNTP(사전 혼합형 또는 분리 공급형), 표식시약, 및 세척 완충용액으로 이루어진 반응시약군으로부터 선택되는 어느 하나를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
The method of claim 8, which is selected from the group of reaction reagents consisting of a buffer used for hybridization, reverse transcriptase for synthesizing cDNA from RNA, dNTPs and rNTP (premixed or separated feed), a marker reagent, and a wash buffer. Kit comprising any one further.
제 1항의 마이크로어레이 칩에 집적된 유전자에 상보적이고 상기 유전자를 증폭할 수 있는 프라이머 쌍을 포함하는, 유전독성 유발 수준의 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons)에 대한 노출 여부 확인용 키트.
The kit for confirming exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons of genotoxicity-induced levels, comprising primer pairs complementary to the genes integrated in the microarray chip of claim 1 and amplifying the genes.
제 11항에 있어서, RNA로부터 cDNA를 합성하기 위한 역전사효소, cNTPs 및 rNTP(사전 혼합형 또는 분리 공급형), DNA 중합효소 및, 세척 완충용액으로 구성된 반응시약군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.The method of claim 11, further comprising at least one selected from the group of reverse reagents for synthesizing cDNA from RNA, cNTPs and rNTPs (premixed or separated feed), DNA polymerase, and a reaction buffer group. Kit characterized in that.
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