KR101497525B1 - Method of extracting dna from marine organism - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방대한 유전적 다양성을 보유하고 있는 해양수산생물로부터 채취된 미량의 조직 및 세포들을 대상으로 PCR 분석에 사용될 수 있는 양질의 순수한 DNA를 신속하고 손쉽게 추출할 수 있는 조직 용해용 완충액을 이용한 새로운 DNA 추출 방법에 관한 것으로, 해양수산생물로부터 채취한 조직을 비이온성 계면활성제와 비드를 포함하는 DNA 추출용 용해 버퍼에서 배양하고, 단백질 분해 효소를 불활성화시키는 단계를 포함하는 DNA 추출 방법에 의하면, 살아있는 어류의 조직 시료 및 동식물 플랑크톤, 연체동물의 조직 시료 등 다양한 해양수산 동식물들로부터 최대 7 분 이내에 신속하고 간편하게 PCR에 이용할 수 있는 양질의 순수한 DNA를 제공할 수 있으며, 신선한 조직 뿐 아니라 장기간 보관되었던 조직을 대상으로도 잘 적용될 수 있으며, 본 발명에 따라 추출된 DNA 용액을 장기간 보관한 후에도 처리 직후와 동일 수준의 PCR 결과를 보여주므로 안정적으로 유전자의 반복 확인이 가능하여 해양수산생물의 다양한 유전자 정보를 확보하는데 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to a novel method for rapidly and easily extracting pure DNA, which can be used for PCR analysis, on a trace amount of tissues and cells collected from marine aquatic organisms having vast genetic diversity. According to the DNA extraction method, the DNA extracted from a marine aquatic organism is cultivated in a dissolution buffer for DNA extraction containing a nonionic surfactant and a bead, and a step of inactivating the protease, It is able to provide high quality pure DNA that can be used for PCR quickly and easily within a maximum of 7 minutes from various fish marine animals and plants such as fish tissue samples, plant and animal plankton, and molluscan tissue samples. In addition to fresh tissues, The present invention can be applied to Since the PCR result of the same level as that immediately after the treatment is obtained even after storing the extracted DNA solution for a long period of time, it is possible to stably identify the gene repeatedly and thus it is expected to contribute to securing various gene information of marine aquatic organisms.

Description

해양수산생물의 DNA 추출 방법{METHOD OF EXTRACTING DNA FROM MARINE ORGANISM}METHOD OF EXTRACTING DNA FROM MARINE ORGANISM BACKGROUND OF THE INVENTION [0001]

본 발명은 해양수산생물의 DNA 추출 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 방대한 유전적 다양성을 보유하고 있는 해양수산생물로부터 채취된 미량의 조직 및 세포들을 대상으로 PCR 분석에 사용될 수 있는 양질의 순수한 DNA를 신속하고 손쉽게 추출할 수 있는 조직 용해용 완충액을 이용한 새로운 DNA 추출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for extracting DNA from marine aquatic organisms, and more particularly, to a method for extracting DNA of marine aquatic organisms from a marine aquatic organism having a large genetic diversity, To a novel DNA extraction method using a tissue-dissolving buffer solution which can be rapidly and easily extracted.

해양수산생물은 인류의 중요한 단백질 공급원인 동시에 방대한 유전적 다양성을 보유하여 미래 유용 유전자 자원을 발굴할 수 있다는 측면에서 매우 중요시된다. 이러한 점에서, 해양수산생물의 멸종을 예방하고 육상에서 발굴할 수 없는 특수 기능 단백질 및 유전자를 발굴, 이용하기 위한 해양수산생물 유전자 소재의 대량 발굴 작업이 요구되고 있다.Marine aquatic organisms are very important in terms of being an important protein supply source of mankind and at the same time possessing vast genetic diversity so that future useful gene resources can be discovered. In this regard, large-scale exploration of marine and marine bioscience materials is needed to prevent the extinction of marine aquatic organisms and to discover and use special function proteins and genes that can not be found on land.

이들 연구를 위해 처음 실시되는 분자생물학적 방법으로는 PCR(polymerase chain reaction)이 가장 일반적으로 사용되고 있으며, 이는 순수 분리된 DNA 뿐만 아니라 부분적으로 간단히 추출된 DNA 역시 사용 가능하다는 장점을 갖는다. 따라서, 다량의 시료로부터 DNA의 큰 손상 없이 신속하고 간편하게 DNA를 추출하는 기술이 요구되며, 특히 고가 및 희귀어종의 경우 어체를 살려둔 채로 최소한의 조직 시료만을 이용하여 DNA를 추출할 수 있는 기술이 필수적이다.Polymerase chain reaction (PCR) is the most commonly used molecular biologic method for these studies, which has the advantage that not only purely isolated DNA but also partially extracted DNA can be used. Therefore, there is a need for a technique for rapidly and easily extracting DNA from a large amount of samples without damaging the DNA, and in particular, in the case of high-priced and rare species, a technology capable of extracting DNA using only minimal tissue sample It is essential.

해양수산생물로부터 DNA를 추출하는 방법으로는, 종래 사람이나 포유동물에서 사용되는 방법인 페놀과 클로로포름을 사용하는 과정이 포함되는 DNA 추출 방법이 일반적으로 사용되고 있으며, 미세조류는 식물에서 사용되는 DNA 추출법을 사용하고 있다. 이러한 전통적인 방법은 많은 단계로 인해 장시간이 소요되고 집중을 필요로 하며, DNA 회수율도 작업자의 노련성에 따라 크게 좌우되므로, 경험이 없는 작업자의 수작업에 의해 잘못된 결과가 유발될 수 있다.As a method of extracting DNA from marine aquatic organisms, a DNA extraction method including a process using phenol and chloroform, which are conventionally used in humans or mammals, is generally used. Microalgae are used for DNA extraction . These traditional methods require long periods of time and require concentration due to many steps, and the DNA recovery rate also depends greatly on the operator's skill, which can lead to erroneous results due to the manual labor of an inexperienced operator.

기존의 페놀/클로로포름 혹은 페놀/클로로포름/아이소아밀 알콜(phenol/chloroform/isoamyl alcohol)을 사용하여 DNA를 추출하는 방법은, DNA를 회수하기 위한 에탄올(혹은 아이소프로판올) 침전 등의 과정을 포함하여 많은 단계와 시간을 필요로 할 뿐 아니라, 인체에 유해한 페놀과 클로로포름을 사용한다는 문제가 있다. 또한, 종래의 식물 DNA 추출법은 식물세포를 효소 또는 복잡한 시약 등을 이용하는 화학 처리 방법(Holm, C., D.W. Meeks-Wagner, W.L. Fangman and D. Bostein. 1986. A rapid, efficient method for isolating DNA from yeast. Gene. 42;169-173; Lippke, J.A., Strzempko, M.N., Raia, F.F., Simon, S.L. and French, C.K. 1987. Isolation of intact high-molecular weight DNA by using guanidine isothiocyanate. Applied and Environmental Microbiology. 53; 2588-2589; Verma, A. and Kwon-Chung, K.J. 1991. Rapid Method to extract DNA from Cryptococcus neoformans . Jounal of Clinical Microbiology. 29(4); 810-812)이나, 비드비팅을 이용한 물리적 처리 방법(Cardinali, G., Liti, G. and Martini, A. 2000. Non-radioactive dot-blot DNA reassociation for unequivocal yeast identification. International journal of systematic and evolutionary microbiology. 50;931-936)으로 세포를 파쇄한 후, DNA가 부착되는 막을 이용하여 DNA를 분리하는 단계를 거친다. 그러나 이러한 방법은 미세조류를 완전히 액화시키는 데 약 10분 내지 1시간 정도 소요되고, 그 후의 추출과정이 복잡하여 많은 시약들과 한 시간 반 이상의 시간이 소요되는 등 많은 단점을 가지고 있다.The conventional method of extracting DNA using phenol / chloroform or phenol / chloroform / isoamyl alcohol is a method of extracting DNA (or isopropanol) It takes a step and time, and there is a problem that phenol and chloroform which are harmful to the human body are used. In addition, the conventional plant DNA extraction method is a method in which a plant cell is treated with a chemical treatment method using an enzyme or a complex reagent (Holm, C., DW Meeks-Wagner, WL Fangman and D. Bostein, . yeast Gene 42;. 169-173; . Lippke, JA, Strzempko, MN, Raia, FF, Simon, SL and French, CK 1987. Isolation of intact high-molecular weight DNA by using guanidine isothiocyanate Applied and Environmental Microbiology . 53; 2588-2589; Verma, A. and Kwon-Chung, KJ 1991. Rapid Method to Extract DNA from Cryptococcus neoformans . Jounal of Clinical Microbiology . 29 (4); 810-812) or a physical treatment method using bead beating (Cardinali, G., Liti, G. and Martini, A. 2000. Non-radioactive dot-blot DNA reassociation for unequivocal yeast identification. International journal of systematic and evolutionary microbiology . 50; 931-936), and then DNA is separated using a membrane to which DNA is attached. However, this method has many drawbacks such as the time required for complete liquefaction of the microalgae takes about 10 minutes to 1 hour, and the subsequent extraction process is complicated and takes more than one hour and a half of time with many reagents.

따라서 대량의 시료를 처리해야 하는 실험을 반복적으로 수행할 때 재현성 있는 결과를 얻을 수 있고, 다양한 체구성요소를 가진 해양수산생물로부터 DNA를 추출하는 경우 더욱 간단하고 광범위하게 적용할 수 있는 방법에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이에 따라 해양수산생물의 특성에 적합하도록 DNA를 추출할 수 있는 방법들이 고안되어 왔다(Banerjee, S.K., Makdisi, W.F., Weston, A.P., Mitchell, S.M. and Campbell, D.R. 1995. Microwave-based DNA extraction from paraffin-embedded tissue for PCR amplification. Biotechnology.18;768; Estoup, A., Largiader, C.R., Perrot, E. and Chourrout, D. 1996. Rapid one-tube DNA extraction for reliable PCR detection of fish polymorphic markers and transgenes. Molecular Marine Biology and Biotechnology. 5;295-298; Nelson, R.J., Beacham, T.D. and Small, M.P. 1998. Microsatellite analysis of the population structure of a Vancouver Island sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) stock complex using nondenaturing gel electrophoresis. Molecular Marine Biology and Biotechnology . 7;312-319; Taris, N., Baron, S., Sharbel, T.F., Sauvage, C. and Boudry, P. 2005. A combined microsatelite multiplexing and boiling DNA extraction method for high throughput parentage analyses in the Pacific Oyster (Crassostrea gigas). Aquaculture Research. 36;516; Aranishi, F. and Okimoto, T. 2006. A simple and reliable method for DNA extraction from bivalve mantle. Journal of Applied Genetics. 47;251-254).Therefore, reproducible results can be obtained when repetitive experiments involving the treatment of a large amount of samples are required, and a simple and widely applicable method for extracting DNA from marine aquatic organisms having various sieve components (Wang, W., Wang, W., Wang, W., Wang, W. and Wang, -based DNA extraction from paraffin-embedded tissue for PCR amplification. Biotechnology . 18; 768; Estoup, A., Largiader, CR, Perrot, E. and Chourrout, D. 1996. Rapid one-tube DNA extraction for reliable PCR detection fish polymorphic markers and transgenes. Molecular Marine Biology and Biotechnology . 5: 295-298; Nelson, RJ, Beacham, TD and Small, MP 1998. Microsatellite analysis of the Vancouver Island sockeye salmon ( Oncorhynchus nerka ) stock complex using nondenaturing gel electrophoresis. Molecular Marine Biology and Biotechnology . 7: 312-319; Taris, N., Baron, S., Sharbel, TF, Sauvage, C. and Boudry, P. 2005. A combined microsatellite multiplexing and boiling DNA extraction method for high throughput parentage analyses in the Pacific Oyster ( Crassostrea gigas ). Aquaculture Research . 36; 516; Aranishi, F. and Okimoto, T. 2006. A simple and reliable method for DNA extraction from bivalve mantle. Journal of Applied Genetics . 47; 251-254).

또한, 최근에는 해양수산생물이 지닌 독특한 조직 시료를 대상으로 DNA 추출 연구가 진행되고 있는데, 특히 어류를 살려둔 채로 지느러미, 피, 비늘, 구강상피세포, 정자, 알로부터 DNA를 추출하는 방법이 고안되어 있다(Cummings, A.S. and Thorgaard, G.H. 1994. Extraction of DNA from fish blood and sperm. Biotechniques. 17;426; Adcock, G.L., Ram, B. Hauser, Smith, L.P. and Carvalho, G.R. 2000. Screening of DNA polymorphisms in samples of archived scales from New Zealand snapper. Journal of Fish Biology . 56;1283-1287; Sire, J.Y., Girondot, M. and Babiar, O. 2000. Marking zebrafish, Danio rerio(Cyprinidae), using scale regeneration. Journal of Experimental Zoology . 286;297-304; Yue, G.H. and Orban, L. 2001. Rapid Isolation of DNA from Fresh and Preserved Fish Scales for Polymerase Chain Reaction. Marine Biotechnology. 3;199-204; Nam, Y.K., Park, J.E., Kim, K.K. and Kim, D.S. 2003. A rapid and simple PCR-based method for analysis of transgenic fish using a restricted amount of fin tissue. Transgenic Research. 12;523-525; Wasko, A.P., Martins, C., Oliveira, C. and Foresti, F. 2003. Nondestructive genetic sampling in fish. An improved method for DNA extraction from fish fins and scales. Hereditas. 138;161-165; Aranishi, F. 2006. Single fish egg DNA extraction for PCR amplification. Conservation Genetics. 7;153-156; Aranishi, F., Okimoto, T. and Ohkubo, M. 2006. A short-cut DNA extraction from cod caviar. Journal of the science of Food and Agrculture. 86;425-428; Livia, L., Antonella, P., Hovirag, L., Mauro, N. and Panara, F. 2006. A nondestructive, rapid, reliable and inexpensive method to sample, store and extract high-quality DNA from fish body mucus and buccal cells. Molecular Ecology Notes . 6;257-260; Lopera-Barrero, N.M., R.P. Ribeiro, R.N. Sirol, J.A. Povh, P.C. Gomes, L. Vargas and D.P. Streit Jr. 2006. Genetic diversity in piracanjuba populations(Brycon orbignyanus) with the RAPD(Random Amplified Polimorphic DNA) markers. Journal Animal Science. 84;170; Kumar, R., Singh, P.J., Nagpure, N.S., Kushwaha, B., Srivastava, S.K. and Lakra, W.S. 2007. A non-invasive technique for rapid extraction of DNA from fish scales. Indian jounal of experimental biology. 45;992-997).In recent years, DNA extraction studies have been conducted on unique tissue samples of marine aquatic organisms. In particular, a method of extracting DNA from fins, blood, scales, oral epithelial cells, sperm, and eggs has been devised is (Cummings, and AS Thorgaard, GH 1994. Extraction of DNA from fish blood and sperm Biotechniques 17;.. 426; Adcock, GL, Ram, B. Hauser, Smith, LP and Carvalho, GR 2000. Screening of DNA polymorphisms in samples of archived scales from New Zealand snapper. Journal of Fish Biology . 56: 1283-1287; Sire, JY, Girondot, M. and Babiar, O. 2000. Marking zebrafish, Danio rerio ( Cyprinidae ), using scale regeneration. Journal of Experimental Zoology . 286: 297-304; Yue, GH and Orban, L. 2001. Rapid Isolation of DNA from Fresh and Preserved Fish Scales for Polymerase Chain Reaction. Marine Biotechnology . 3: 199-204; Nam, YK, Park, JE, Kim, KK and Kim, DS 2003. A rapid and simple PCR-based method for analysis of transgenic fish using a restricted amount of fin tissue. Transgenic Research . 12: 523-525; Wasko, AP, Martins, C., Oliveira, C. and Foresti, F. 2003. Nondestructive genetic sampling in fish. An improved method for DNA extraction from fish fins and scales. Hereditas . 138: 161-165; Aranishi, F. 2006. Single fish egg DNA extraction for PCR amplification. Conservation Genetics . 7: 153-156; Aranishi, F., Okimoto, T. and Ohkubo, M. 2006. A short-cut DNA extraction from cod caviar. Journal of the science of Food and Agrculture . 86: 425-428; Livia, L., Antonella, P., Hovirag, L., Mauro, N. and Panara, F. 2006. A nondestructive, rapid, reliable and inexpensive method to store and extract high-quality DNA from fish body mucus and buccal cells. Molecular Ecology Notes . 6: 257-260; Lopera-Barrero, NM, RP Ribeiro, RN Sirol, JA Povh, PC Gomes, L. Vargas and DP Streit Jr. 2006. Genetic diversity in piracanjuba populations ( Brycon orbignyanus ) with the RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) markers. Journal Animal Science . 84; 170; Kumar, R., Singh, PJ, Nagpure, NS, Kushwaha, B., Srivastava, SK and Lakra, WS 2007. A non-invasive technique for rapid extraction of DNA from fish scales. Indian jounal of experimental biology. 45: 992-997).

그러나, 이러한 DNA 추출 방법은 특정 종의 조직 시료에만 한정적으로 사용이 가능하며, 고가의 특정 시약을 사용함에도 불구하고 재현성이 낮아 결과의 신뢰도가 낮다는 단점을 가지고 있다. 또한, 이들 방법 중 일부는 복잡한 과정을 거치기 때문에 소요되는 시간이 많을 뿐 아니라, 오염원으로 인해 DNA의 순수도에 영향을 받을 수 있다는 문제도 있다.However, such a DNA extraction method has a disadvantage in that it can be used only for a tissue sample of a specific species, and the reliability of the result is low due to low reproducibility despite the use of an expensive reagent. In addition, some of these methods involve a complicated process, which not only takes a long time, but also affects the purity of the DNA due to contamination.

이에 본 발명자들은 상술한 종래 기술의 단점을 해결하고자 예의 노력한 결과, DNA 추출에 사용하기 위한 새로운 조직 용해용 완충액을 고안하였으며, 이 완충액을 이용하여 다양한 해양수산생물 시료를 대상으로 광범위하게 적용하여 시험한 결과, 단시간에 짧은 단계를 거쳐 재현성 높게 DNA를 추출할 수 있음을 확인함으로써 본 발명의 완성에 이르게 되었다.As a result of intensive efforts to solve the disadvantages of the prior art described above, the inventors of the present invention have devised a new buffer solution for tissue dissolution for use in DNA extraction, and have widely applied a variety of marine biological samples using this buffer As a result, it was confirmed that DNA can be extracted with high reproducibility through a short step in a short time, thereby completing the present invention.

본 발명의 목적은 유전적 다양성을 보유한 해양수산생물로부터 극소량의 조직 및 세포들만을 사용하여 신속하고 간편하게 순수한 DNA를 추출하는 방법을 제공함으로써, 이들에 대한 PCR 분석을 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for rapidly and easily extracting pure DNA using only a very small amount of tissues and cells from marine aquatic organisms having genetic diversity so as to efficiently perform PCR analysis on them .

본 발명의 다른 목적은 해양수산생물로부터 PCR 분석에 사용할 수 있는 DNA를 신속하고 간편하게 추출하는 방법에 사용 가능한 조직 용해용 완충액 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a buffer composition for tissue dissolution which can be used for a method for rapidly and easily extracting DNA usable for PCR analysis from marine aquatic organisms.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는,In order to achieve the above object, according to the present invention,

해양수산생물로부터 채취한 조직 또는 세포를 비이온성 계면활성제, 비드(bead) 및 단백질 분해효소를 포함하는 조직 용해용 완충액 중에서 배양하고,The tissue or cells collected from marine aquatic organisms are cultured in a tissue-dissolving buffer containing non-ionic surfactants, beads and proteolytic enzymes,

90 내지 100 ℃에서 단백질 분해효소를 불활성화시키는 단계를 포함하는, 해양수산생물의 DNA 추출 방법을 제공한다.And inactivating the proteolytic enzyme at 90 to 100 占 폚.

여기에서, 비이온성 계면활성제로는 NP40(Nonidet P-40; Octylphenoxy polyethoxy ethanol) 및 Tween 20이 바람직하고, 이들을 각각 0.5 내지 9.0 %(v/v) 농도로 1:1의 비율로 사용할 수 있다. 비드는 직경이 1.0 내지 50.0 ㎛인 글라스 비드가 바람직하고, 완충액 중에 0.5 내지 1.0 %(v/v)의 양으로 사용할 수 있다. 또한, 완충액 중에는 단백질 분해효소 K를 50 내지 150 ㎍/㎖ 농도로 사용하는 것이 바람직하다.As the nonionic surfactant, NP40 (Nonidet P-40; Octylphenoxy polyethoxy ethanol) and Tween 20 are preferable, and they can be used in a ratio of 1: 1 in a concentration of 0.5 to 9.0% (v / v). The beads are preferably glass beads having a diameter of 1.0 to 50.0 탆 and can be used in an amount of 0.5 to 1.0% (v / v) in the buffer. It is also preferable to use protease K at a concentration of 50 to 150 占 퐂 / ml in the buffer solution.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 해양수산생물의 DNA 추출용 완충액 조성물은, 비이온성 계면활성제로서 1:1 비율의 NP40(Nonidet P-40; Octylphenoxy polyethoxy ethanol) 및 Tween 20, 비드(bead) 및 단백질 분해효소를 필수 구성성분으로 하고, Tris-Cl, KCl 및 MgCl2를 추가로 포함할 수 있다. 완충액의 산성도를 유지하기 위한 Tris-Cl은 5 내지 90 mM 농도이고, 신속하고 효율적인 PCR 분석에 적합한 완충액을 조성하기 위하여 25 내지 450 mM 농도의 KCl과 0.75 내지 135 mM 농도의 MgCl2를 포함하는 것이 바람직하다.In order to achieve the other object of the present invention, there is provided a buffer composition for DNA extraction of marine aquatic organisms, which comprises a non-ionic surfactant NP40 (Nonidet P-40) and Tween 20 in a ratio of 1: 1, Proteinase is an essential component and may further contain Tris-Cl, KCl and MgCl 2 . To maintain the acidity of the buffer, Tris-Cl is 5 to 90 mM in concentration and contains 25 to 450 mM of KCl and 0.75 to 135 mM of MgCl 2 to form a buffer suitable for rapid and efficient PCR analysis desirable.

본 발명에 따른 바람직한 완충액 조성물은 10 mM Tris-Cl; pH 8.0, 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl2, 1.0% NP 40, 1.0% Tween 20, 비드 및 단백질 분해효소 K를 포함한다.A preferred buffer composition according to the present invention comprises 10 mM Tris-Cl; and a pH 8.0, 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl 2, 1.0% NP 40, 1.0% Tween 20, the bead and protease K.

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

본 발명에 따른 DNA 추출용 완충액에 첨가하여 사용할 수 있는 비드는 비드비팅(bead beating)에 이용되는 통상의 비드를 의미하는데, 비드의 소재는 특별히 제한되지 않지만 글라스 비드가 바람직하게 사용된다. 본 발명의 완충액에서 비드(bead)는 시료가 효과적으로 용해되는 데 소요되는 시간을 줄이기 위한 것으로, 완충액 중에 포함되는 비드의 양은 5 내지 10 ㎍이 바람직하고, 0.5 %가 가장 바람직하다. 비드의 크기는 특별히 제한되지 않으나 직경이 1.0 내지 50 ㎛인 것이 바람직하고, 특히 직경 30 ㎛의 비드를 혼합하여 사용하는 것이 가장 바람직하다.The beads which can be used in addition to the buffer for DNA extraction according to the present invention refer to ordinary beads used for bead beating. The material of the beads is not particularly limited, but glass beads are preferably used. In the buffer solution of the present invention, the bead is used to reduce the time required for the sample to dissolve effectively. The amount of beads contained in the buffer solution is preferably 5 to 10 μg, and most preferably 0.5%. The size of the beads is not particularly limited, but it is preferable that the beads have a diameter of 1.0 to 50 탆, and most preferably beads having a diameter of 30 탆 are mixed and used.

여기에서 비드비팅(bead beating)이란 용어는, 비드와 볼텍스(vortex) 기계를 이용하여 비드를 회전시켜서 회전된 비드의 충격으로 조직 및 세포벽 등을 물리적으로 파쇄하는 방법을 의미한다. 비드비팅에서 비드의 회전속도는 특별히 제한되지 않지만, 1,400 내지 3,200 rpm에서 5 내지 10 초 동안 수행할 수 있다. 본 발명의 비드비팅은 단순히 세포막에 약간의 손상을 가하여 detergent가 세포막에 빠르게 용해 작용을 할 수 있도록 돕기 위한 것으로, 3,200 rpm에서 30 초 이상 수행하여도 DNA의 물리적 손상은 없다.Herein, the term bead beating refers to a method of physically breaking tissues and cell walls by rotating a bead using a bead and a vortex machine, and then applying a shock of the rotated bead. The rotation speed of the beads in the bead beating is not particularly limited, but can be performed at 1,400 to 3,200 rpm for 5 to 10 seconds. The bead beating of the present invention is intended to facilitate the detergent to rapidly dissolve the cell membrane by slightly damaging the cell membrane, and there is no physical damage to the DNA even if it is performed for 30 seconds or more at 3,200 rpm.

본 발명에 따른 해양수산생물의 DNA 추출 방법 및 DNA 추출용 완충액에는 단백질 분해효소가 포함되는데, 특히 DNA나 RNA 분리에 매우 효과적인 것으로 광범위하게 사용되고 있는 단백질 분해효소 K를 50 내지 150 ㎍/㎖ 농도로 사용하는 것이 바람직하고, 100 ㎍/㎖ 농도가 가장 바람직하다. 본 발명에 따른 DNA 추출방법에서 단백질 분해효소를 비활성화시키는 단계는 90 내지 100 ℃, 바람직하게는 약 95 ℃의 온도에서 배양하는 것에 의해 수행될 수 있다.The proteolytic enzyme is contained in the DNA extraction method and the DNA extraction method according to the present invention. In particular, the protease K, which has been extensively used for DNA or RNA isolation, is used at a concentration of 50 to 150 / / ml And it is most preferable that the concentration is 100 μg / ml. The step of inactivating the proteolytic enzyme in the DNA extraction method according to the present invention can be carried out by culturing at a temperature of 90 to 100 캜, preferably about 95 캜.

본 발명에서 해양수산생물이라는 용어는 해양 및 담수 생태계에 서식하는 소형 동식물을 의미하며, 여기에는 담수어종인 잉어(Cyprinus carpio), 붕어(Carassius carassius), 메기(Silurus asotus), 미꾸라지(Misgurnus mizolepis), 기수어종이며 소형 어류(finfish)인 바다 송사리(Oryzias dancena) 및 초록 복어(Tetraodon nigroviridis), 해수어종인 넙치(Paralichthys olivaceus), 동물 플랑크톤인 아르테미아 프란시스카나(Artemia franciscana), 연체동물문(phylum mollusca) 중 복족강(class gastropoda)인 대수리(Reishia clavigera), 애기삿갓조개(Cella toreuma), 테두리 고둥(Patelloida saccharina lanx), 눈알고둥(Turbo coronata coreensis), 밤고둥(Chlorostoma lischkei), 명주고둥(Chlorostoma xanthostigma), 보말고둥(Omphalius rusticus rusticus), 개울타리고둥(Monodonta labio confusa), 둥근입얼룩고둥(Cantharidus jessoensis), 갈고둥(Nerita japonica), 동다리(Cerithidea rhizophorarum), 비틀이고둥(Cerithideopsilla cingulata), 갯고둥(Batillaria multiformis), 댕가리(Batillaria cumingii), 좁쌀무늬총알고둥(Nodilittorina radiata), 맵사리(Cratostoma rorifluum), 털껍질돼지고둥(Cantharus cecillii), 타래고둥(Japeuthria ferrea), 검은줄좁쌀무늬고둥(Hima fratercula fratercula), 꽃고랑따개비(Siphonaria sirius), 고랑따개비(Siphonaria Japonica), 다판강(class Polyplacophora)인 군부(Acanthopleura japonica), 전새아강(prosobranchia)인 참전복(Haliotis discus hannai), 이매패강(class Bivalvia)인 피조개(Scapharca broughtonii), 새꼬막(Scpharca subcrenata), 새조개(Fulvia mutica), 동죽(Mactra veneriformis), 개조개(Saxidomus purpurata), 아기바지락(Ruditapes bruguieri) 등을 예로 들 수 있고, 미세조류에는 두날리엘라 살리나(Dunaliella salina), 두날리엘라 터티오렉타(Dunaliella tertiolecta), 테트라셀미스 수에시카(Tetraselmis suecica), 파에도닥틸룸 트리코르누툼(Phaeodactylum tricornutum), 파보바 루테리(Pavova lutheri), 클로렐라 불가리스(Chlorella vulgaris), 아이소크라이시스 갈바나(Isochrysis galbana) 등을 예로 들 수 있다.In the present invention, the term marine aquatic organisms refers to small flora and fauna living in marine and freshwater ecosystems, including cyprinus carpio ), carassius ( Carassius carassius ), catfish ( Silurus asotus ), loach ( Misgurnus mizolepis ), nesting species, small fish (finfish), sea urchins ( Oryzias dancena ) and green pufferfish ( Tetraodon nigroviridis ), sea anemone, flounder ( Paralichthys olivaceus ), zooplankton Artemia ( Artemia franciscana ) and phylum mollusca (class gastropoda, Reishia clavigera , Cella toreuma , ridgeline ( Patelloida saccharina lanx ), eyeballs ( Turbo coronata coreensis), Night snails (Chlorostoma lischkei), Pearl conch (Chlorostoma xanthostigma , Omphalius rusticus rusticus ), dog fence ( Monodonta labio confusa ), round mouth stubble ( Cantharidus jessoensis ), Nerita japonica , Cerithidea rhizophorarum ), beetle pox ( Cerithideopsilla cingulata ), sea bass ( Batillaria multiformis ), pods ( Batillaria cumingii , Nodilittorina radiata , Cratostoma rorifluum ), hairy pig stump ( Cantharus cecillii , Japeuthria ferrea ), black streaks ( Hima fratercula fratercula ), flower galeoptera ( Siphonaria sirius ), a tongue depressor ( Siphonaria Japonica ), the class Polyplacophora ( Acanthopleura japonica ), prosobranchia ( Haliotis discus hannai ), class Bivalvia ( Scapharca broughtonii ), a new scallop ( Scpharca subcrenata ), cockles ( Fulvia mutica ), Mactra veneriformis , Saxidomus purpurata ), baby clams ( Ruditapes bruguieri ), and microalgae include Dunaliella salina , Dunaliella tertiolecta , Tetraselmis suecica ), Phaeodactylum tricornutum , Pavova lutheri , Chlorella vulgaris , iso crysis galvana galbana ), and the like.

이하, 본 발명에 따른 조직 용해용 완충액을 이용한 DNA 추출 방법을 어류를 예로 들어, 어류의 조직 시료 채취, 시료의 용해, 그리고 얻어진 DNA의 PCR 분석에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the DNA extraction method using the tissue dissolving buffer according to the present invention will be described in detail with reference to a fish as a sample, sampling a fish tissue sample, dissolving the sample, and performing PCR analysis of the obtained DNA.

살아있는 어류를 대상으로, 예를 들어 꼬리지느러미로부터 가로, 세로 각각 약 0.4 ㎝ 정도의 신선한 조직을 채취한다. 본 발명의 방법에서는 어류로부터 채취하는 모든 조직 시료가 적용 가능하지만, 알, 비늘, 꼬리지느러미 등의 조직을 이용한다면 소형의 어체도 살려둔 채로 분석할 수 있어 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 DNA 추출 방법은 최소 전장 2 ㎝ 크기의 어체로부터 채취한 조직에 적용하는 것이 바람직하다.For living fish, for example, fresh tissue of about 0.4 ㎝ in width and length from the caudal fin is collected. In the method of the present invention, all the tissue samples collected from fish are applicable, but if a tissue such as eggs, scales, caudal fin, etc. is used, it is preferable that a small body can be left alive and analyzed. In addition, the DNA extraction method according to the present invention is preferably applied to a tissue collected from a fish body having a minimum total length of 2 cm.

채취한 꼬리지느러미 조직을 0.5%의 농도의 비드와 100 ㎍/㎖ 농도의 단백질 분해효소 K를 포함하는 DNA 추출용 완충액 약 100 ㎕ 중에 넣고 55 ℃의 온도에서 3 분 동안 1 차 배양한다. 이때, 시료 파쇄의 효율을 일정하게 유지하기 위해 튜브 밑 부분을 가볍게 두드려서 비드 침전물을 완전히 풀어준 뒤 와이드 팁을 이용하여 완충액을 첨가하는 것이 바람직하다.The obtained caudal fin tissue is placed in about 100 μl of a DNA extraction buffer containing beads at a concentration of 0.5% and proteinase K at a concentration of 100 μg / ml, followed by primary culturing at 55 ° C. for 3 minutes. At this time, in order to keep the efficiency of sample crushing constant, it is preferable to bite the bottom of the tube to completely release the bead precipitate, and then add the buffer using a wide tip.

한편, 전체 처리 시간을 단축시키기 위하여 약 10 초 동안 실온에서 비드비팅을 이용한 시료의 물리적 파쇄를 수행한 후, 55 ℃에서 3 분 동안 2 차 배양한다. 이때, 시료의 형체가 불분명하며 완충액의 탁도가 높아지는 것이 바람직하다.On the other hand, to shorten the total treatment time, the sample was physically disrupted using bead beating at room temperature for about 10 seconds, followed by secondary incubation at 55 ° C for 3 minutes. At this time, it is preferable that the shape of the sample is unclear and the turbidity of the buffer solution becomes high.

배양이 완료되면, 단백질 분해효소를 비활성화시키기 위하여 90 내지 100 ℃, 바람직하게는 약 95 ℃의 온도에서 1 분 동안 3 차 배양하고 원심분리(약 13,000 rpm, 1 분)를 수행한 후, 추출된 DNA를 포함하고 있는 상등액을 새 튜브로 옮겨 1 내지 2 ㎕, 바람직하게는 2 ㎕를 취하여 바로 PCR 분석에 사용할 수 있다.When the cultivation is completed, the cells are cultured for 3 minutes at a temperature of 90 to 100 ° C, preferably about 95 ° C for 1 minute to inactivate the proteolytic enzyme, centrifuged (about 13,000 rpm for 1 minute) The supernatant containing the DNA can be transferred to a new tube and used for PCR analysis by taking 1-2 μl, preferably 2 μl.

이상에서 설명한 바와 같이, 해양수산생물로부터 채취한 조직을 비이온성 계면활성제, 비드 및 단백질 분해 효소를 포함하는 DNA 추출용 완충액에서 배양한 후 단백질 분해 효소를 불활성화하는 단계를 포함하는 본 발명의 DNA 추출 방법에 따르면, 살아있는 어류의 작은 지느러미 조직으로부터 PCR 분석에 이용할 수 있는 DNA를 7 분 이내에 신속하고 간편하게 확보할 수 있다. 또한, 어류의 조직 시료 이외에도 동식물 플랑크톤 및 연체동물의 조직 시료 등 다양한 해양수산 동식물들로부터 안정적으로 신속하게 DNA를 추출하여 PCR 분석에 이용할 수 있다.As described above, the DNA of the present invention comprising a step of culturing the tissue collected from marine aquatic organisms in a DNA extraction buffer containing a nonionic surfactant, a bead and a protease, and then inactivating the protease According to the extraction method, DNA that can be used for PCR analysis can be quickly and easily obtained within 7 minutes from the small fin tissue of living fish. In addition to the tissue samples of fish, DNA can be extracted stably and rapidly from various marine aquatic animals and plants such as plant and plankton and molluscan tissue samples and used for PCR analysis.

한편, 본 발명에 따른 조직 용해용 완충액을 이용한 DNA 추출 방법은 신선한 조직뿐 아니라 3 년까지 냉동 보관 및 알콜 중에 고정되어 보관된 조직 시료를 대상으로도 잘 적용될 수 있으며, 이는 어류의 조직 시료 뿐 아니라 동식물 플랑크톤이나 연체동물의 조직 시료에 대해서도 마찬가지이다.On the other hand, the DNA extraction method using the buffer solution for tissue dissolution according to the present invention can be applied not only to fresh tissues but also to tissue samples stored frozen and stored in alcohol for up to 3 years, The same applies to tissue samples of animal, plant plankton and mollusk animals.

또한, 본 발명에 따른 DNA 추출 방법으로 얻어진 DNA 용액은 장기간 냉동, 냉장 및 실온 보관한 후에도 처리 직후와 동일 수준의 PCR 결과를 보여주는데, 이로써 본 발명에 따른 방법은 안정성이 매우 높다고 할 수 있다.In addition, the DNA solution obtained by the DNA extraction method according to the present invention exhibits the same level of PCR as immediately after the treatment even after long-term freezing, refrigeration and storage at room temperature, so that the method according to the present invention is highly stable.

본 발명의 DNA 추출 방법에 따르면 해양수산생물의 소량의 조직 및 세포들로부터 최대 7 분 이내에 신속하고 간편하게 PCR에 이용할 수 있는 양질의 순수한 DNA를 제공할 수 있어, 종래 기술에서 요구되는 복잡한 DNA 추출 단계와 그에 따라 소요되는 시간을 줄일 뿐 아니라 대량의 시료 처리도 가능하여 신속성과 경제성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 DNA 추출 방법은 신선한 조직 뿐만 아니라 장기간 보관되었던 조직을 대상으로도 잘 적용될 수 있으며, 본 발명에 따라 추출된 DNA 용액을 장기간 냉동 보관하면서 유전자의 반복 확인이 가능하므로, 해양수산생물의 다양한 유전자 정보를 확보하는데 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.According to the DNA extraction method of the present invention, it is possible to provide high quality pure DNA that can be used for PCR quickly and easily from a small amount of tissues and cells of marine aquatic organisms within a maximum of 7 minutes, And accordingly, it is possible to reduce the time required and also to process a large amount of samples, thereby improving the promptness and economical efficiency. In addition, the DNA extraction method according to the present invention can be applied not only to fresh tissues but also to tissues that have been stored for a long period of time. Since the DNA solution extracted according to the present invention can be repeatedly stored while being frozen for long periods, It is expected to contribute to securing various genetic information of living organisms.

도 1은 본 발명의 방법에 따라, 살아있는 바다 송사리의 지느러미의 조직으로부터 PCR 분석에 충분한 양질의 DNA를 추출하는 과정을 보여주는 개요도이다.
도 2는 본 발명의 방법에 따라, 바다 송사리의 신선한 꼬리지느러미로부터 추출한 DNA를 주형으로 PCR 분석을 수행한 전기영동 사진이다.
도 3은 본 발명의 방법에 따라, 동물플랑크톤인 아르테미아로부터 추출한 DNA를 주형으로 PCR 분석을 수행한 전기영동 사진이다.
도 4는 본 발명의 방법에 따라, 적정 세포 수의 두날리엘라 살리나로부터 추출한 DNA를 주형으로 PCR 분석을 수행한 전기영동 사진이다.
도 5는 본 발명의 방법에 따라, 복족강인 대수리로부터 추출한 DNA를 주형으로 PCR 분석을 수행한 전기영동 사진이다.
도 6은 장기간 보관된 해양생물 시료에 대하여 본 발명의 방법을 적용한 결과를 보여주는 전기영동 사진이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing a process of extracting DNA of sufficient quality for PCR analysis from the tissue of the fin of a living sea otter according to the method of the present invention. Fig.
Fig. 2 is an electrophoresis image obtained by performing PCR analysis using DNA extracted from fresh caudal fin of a sea otter as a template according to the method of the present invention.
FIG. 3 is an electrophoresis image obtained by performing PCR analysis using a DNA extracted from artemia as a zooplankton as a template according to the method of the present invention.
FIG. 4 is an electrophoresis image obtained by performing PCR analysis using a DNA extracted from a suitable cell number of Dnaealella salina according to the method of the present invention as a template.
FIG. 5 is an electrophoresis image obtained by performing PCR analysis using a DNA extracted from a marine algae as a template according to the method of the present invention.
FIG. 6 is an electrophoresis image showing the result of applying the method of the present invention to a long-term stored marine biological sample.

이하, 본 발명에 따른 DNA 추출용 완충액를 사용한 DNA 추출 방법을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명의 예시일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the DNA extraction method using the buffer for DNA extraction according to the present invention will be described in detail with reference to Examples. However, these examples are merely examples of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

이하의 실시예에서는 구체적으로,In the following examples, specifically,

(1) 어류의 신선한 지느러미로부터 DNA를 추출하는 방법;(1) a method of extracting DNA from fish fresh fins;

(2) 동물플랑크톤(zoo plankton)으로부터 DNA를 추출하는 방법;(2) a method of extracting DNA from zooplankton;

(3) 미세조류(microalgae)로부터 DNA를 추출하는 방법;(3) a method of extracting DNA from microalgae;

(4) 연체동물로부터 DNA를 추출하는 방법; 그리고(4) a method of extracting DNA from mollusks; And

(5) 장기간 알콜 중에 냉동 보관된 어류의 조직 시료로부터 DNA를 추출하는 방법을 시험하였으며,(5) A method for extracting DNA from tissue samples of fishes cryopreserved in alcohol for a long period of time was tested,

(6) 비교예에서는 종래 해양수산생물을 대상으로 한 연구와 본 발명의 결과를 비교하여, 본 발명에 따른 방법의 신속성과 우수성을 평가하고 있다.
(6) The comparative example compares the results of the conventional marine aquatic life with the present invention and evaluates the speed and superiority of the method according to the present invention.

실시예 1: 어류의 신선한 지느러미로부터 DNA 추출 Example 1 : Extraction of DNA from fish's fresh fins

얼음 마취를 이용하여 전장 약 3 cm의 바다 송사리(O. dancena)를 순간적으로 기절시켜 살려둔 채로 꼬리지느러미로부터 가로세로 약 0.4 ㎝ 정도의 신선한 조직을 채취하였다. 채취한 시료는 3 차 증류수에 2 회 수세하여 물기를 최대한 제거한 후, 1.5 ㎖ microfuge tube 내에 넣었다. 100 ㎍/㎖ 농도의 단백질 분해효소 K를 포함하는 본 발명에 따른 DNA 추출용 완충액(10 mM Tris-Cl; pH 8.0, 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl2, 1.0 % NP 40, 1.0% Tween 20. 0.5 % 비드) 약 100 ㎕를 시료에 첨가하였다. 본 발명의 조직 용해용 완충액과 시료의 반응을 위하여 55 ℃로 조정된 항온 용기에서 3 분 동안 1 차 배양한 후, 실온에서 30 초 동안 비드비팅을 수행하고, 55 ℃의 온도에서 3 분 동안 2 차 배양하였다. 2 차 배양이 완료된 후 95 ℃의 온도에서 1 분 동안 3 차 배양하였다. 본 반응액을 원심분리(약 13,000 rpm, 1 분)한 후, 상등액을 새로운 1.5 ㎖ microfuge tube로 옮겼다. Fresh oyster ( O. dancena ) about 3 cm in length was stunned instantaneously using ice anesthesia, and fresh tissue about 0.4 ㎝ in length and width was collected from the caudal fin. The collected samples were washed twice with 3 times distilled water to remove water as much as possible, and then placed in a 1.5 ml microfuge tube. (10 mM Tris-Cl; pH 8.0, 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl 2 , 1.0% NP 40, 1.0% Tween 20) containing protease K at a concentration of 100 μg / 0.5% beads) was added to the sample. After incubation for 3 minutes in a constant temperature vessel adjusted to 55 DEG C for 3 hours to perform bead beeting for 30 seconds at room temperature and for 3 minutes at a temperature of 55 DEG C for the reaction of the tissue dissolving buffer of the present invention with the sample, Followed by tea cultivation. After the secondary culture was completed, the cells were cultured at 95 ° C. for 1 minute. The reaction solution was centrifuged (about 13,000 rpm, 1 minute), and the supernatant was transferred to a new 1.5 ml microfuge tube.

도 1은 본 발명의 방법에 따라, 살아있는 바다 송사리의 지느러미의 조직으로부터 PCR 분석에 충분한 양질의 DNA를 추출하는 과정을 보여주는 개요도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing a process of extracting DNA of sufficient quality for PCR analysis from the tissue of the fin of a living sea otter according to the method of the present invention. Fig.

본 발명에 따른 용해 버퍼를 사용하여 추출한 DNA가 PCR 반응에 이상이 있는지 여부를 확인하기 위해, 원심분리 상등액 2 ㎕를 취하여 다음 조건에서 PCR을 수행하였다. 바다 송사리의 내재 유전자 중 cytoskeletal β-actin 유전자의 일부분을 증폭시킬 수 있는 올리고뉴클레오티드 프라이머(primer) 쌍(OD gb-act FW1 5'-CAGCTTGTCTCTCGCAGACA-3'/OD gb-act RV1 5'-AGGAAATAGGAGCCTGTGTG3')을 이용하였으며, PCR 반응은 94 ℃에서 2 분 동안 DNA를 변성시키고, 94 ℃ 20 초, 60 ℃ 20 초, 72 ℃ 20 초의 조건으로 30 회 반복 실시하였다. PCR 산물의 4 ㎕를 이용하여 1.5% 아가로스 젤에서 전기영동시킨 후 관찰하였다.In order to confirm whether or not the DNA extracted using the lysis buffer according to the present invention is abnormal in the PCR reaction, 2 μl of the supernatant was subjected to PCR under the following conditions. A pair of oligonucleotide primers (OD gb-act FW1 5'-CAGCTTGTCTCTCGCAGACA-3 '/ OD gb-act RV1 5'-AGGAAATAGGAGCCTGTGTG3') capable of amplifying a part of the cytoskeletal β- . The PCR reaction was carried out for 30 minutes at 94 ° C for 20 seconds, at 60 ° C for 20 seconds, and at 72 ° C for 20 seconds. 4 μl of the PCR product was electrophoresed on 1.5% agarose gel and observed.

또한, 살아있는 바다 송사리의 지느러미의 조직을 대상으로 하여, 본 발명에 따른 DNA 추출용 완충액에서 비드를 제외한 나머지 성분들을 각각 0.5 내지 9 배까지 농도를 변화시키고 단백질 분해효소 K를 포함하는 조성물 약 100 ㎕를 시료에 첨가하여 DNA를 추출하였다. 완충액의 농도별로 추출한 DNA가 PCR 반응에 이상이 있는지 여부를 확인하기 위하여 실시예 1과 동일한 프라이머 쌍을 이용하여 PCR 분석을 수행하여 관찰하였다.The remaining components except for the beads in the buffer for DNA extraction according to the present invention were varied in concentration from 0.5 to 9 times, and about 100 μl of the composition containing protease K Was added to the sample to extract the DNA. PCR analysis was performed using the same primer pair as in Example 1 in order to confirm whether the DNA extracted by the concentration of the buffer was abnormal in the PCR reaction.

도 2는 본 발명의 방법에 따라, 바다 송사리의 신선한 꼬리지느러미로부터 추출한 DNA를 주형으로 PCR 분석을 수행한 전기영동 사진이다.Fig. 2 is an electrophoresis image obtained by performing PCR analysis using DNA extracted from fresh caudal fin of a sea otter as a template according to the method of the present invention.

도 2에서 보듯이, 본 발명의 DNA 추출용 완충액을 사용하여, 바다 송사리가 생존한 상태에서 채취한 꼬리지느러미로부터 추출한 DNA를 주형으로 PCR 분석을 수행하였을 때 예상 밴드에서 정확히 PCR 반응이 일어난 것을 확인하였다. 이에 따라, 본 발명의 DNA 추출 방법으로 확보한 DNA는 아무 이상 없이 PCR 반응을 수행할 수 있을 정도의 품질임을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 DNA 추출용 완충액의 구성 성분을 다양하게 희석 또는 농축하여 사용한 경우에도 충분한 DNA를 확보할 수 있음이 확인된다.
As shown in FIG. 2, PCR analysis was carried out using a DNA extracted from caudal fin obtained in the state where marine algae survived using the DNA extraction buffer of the present invention as a template, Respectively. Thus, it can be seen that the DNA obtained by the DNA extraction method of the present invention is of such a quality that the PCR reaction can be performed without any abnormality. It is also confirmed that sufficient DNA can be ensured even when the components of the buffer for DNA extraction according to the present invention are diluted or concentrated in various ways.

실시예 2: 동물플랑크톤인 아르테미아(artemia)로부터 DNA 추출 Example 2 : Extraction of DNA from zooplankton artemia

아르테미아 프란시스카나(A. franciscana)를 사용하여 증류수로 수세한 후 물기를 최대한 제거하고 1.5 ㎖ microfuge tube 내에 준비된 본 발명의 용해 버퍼(실시예 1에서 사용한 것과 동일) 약 40 ㎕ 중에 넣었다. 55 ℃로 조정된 항온 용기에서 3 분 동안 1 차 배양한 후, 실온에서 30 초 동안 비드비팅을 수행하고, 55 ℃의 온도에서 2 분 동안 2 차 배양하였다. 이후 95 ℃의 온도에서 1 분 동안 3 차 배양을 완료하여 DNA를 포함한 상등액을 확보하였다.After washing with distilled water using A. franciscana , the water was removed as much as possible and placed in about 40 μl of the dissolution buffer of the present invention (same as that used in Example 1) prepared in a 1.5 ml microfuge tube. After primary culturing for 3 minutes in a constant temperature vessel adjusted to 55 캜, bead beeting was performed at room temperature for 30 seconds and secondary culturing was performed at a temperature of 55 캜 for 2 minutes. Then, the tertiary culture was completed at a temperature of 95 DEG C for 1 minute to obtain a supernatant containing DNA.

본 발명의 용해 버퍼를 사용하여 추출한 DNA가 PCR 반응에 충분한 양질의 것인지 여부를 확인하기 위해, 원심분리 상등액을 취하여 이 종의 18s rRNA 유전자 증폭을 위한 프라이머 쌍(18s 1F 5'-TCGTCTCTTGGTGACTCTGA-3'/18s 1R 5'-AAGACCGAGGTCCTATTCCA3')을 이용한 PCR을 수행하였다. PCR 반응은 94 ℃에서 2 분 동안 DNA를 변성시키고, 94 ℃ 30 초, 58 ℃ 30 초, 72 ℃ 30 초의 조건으로 30 회 반복 실시하였다. PCR 산물을 이용하여 1.5% 아가로스 젤에서 전기영동시킨 후 관찰하였다.In order to confirm whether or not the DNA extracted using the lysis buffer of the present invention is of sufficient quality for the PCR reaction, the centrifugation supernatant was taken and a pair of primers (18s 1F 5'-TCGTCTCTTGGTGACTCTGA-3 ' / 18s 1R 5'-AAGACCGAGGTCCTATTCCA3 '). PCR was carried out by denaturing the DNA at 94 ° C for 2 minutes and repeating 30 times at 94 ° C for 30 seconds, 58 ° C for 30 seconds, and 72 ° C for 30 seconds. The PCR product was electrophoresed on 1.5% agarose gel and observed.

도 3은 본 발명의 방법에 따라, 동물플랑크톤인 아르테미아로부터 추출한 DNA를 주형으로 PCR 분석을 수행한 전기영동 사진이다. 도 3에서 A는 시료가 본 발명의 용해 버퍼에 충분히 반응하는데 필요한 최적 배양시간에 따른 PCR 반응 결과이고, B는 시료의 크기에 따라 DNA 추출이 가능한지 확인한 결과이다. 여기에서, 배양시간은 1, 2차 배양시간을 모두 합한 시간으로, 5분부터 시작해서 30분까지 배양한 결과 PCR 생성물의 양이 유사한 것을 알 수 있었다. 이에 따라, 아르테미아로부터 충분한 DNA 추출을 위한 최적 배양 시간은 신속한 배양을 위해 5 분으로 확인되었으며, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 미량의 아르테미아 조직으로부터 충분한 DNA를 확보할 수 있음이 관찰되었다. 또한, 시료의 크기는 1.0 ㎜ 이하의 극미량의 조직에서도 4.0 ㎜ 이상의 조직과 마찬가지로 충분히 DNA 추출이 가능한 것도 확인된다.
FIG. 3 is an electrophoresis image obtained by performing PCR analysis using a DNA extracted from artemia as a zooplankton as a template according to the method of the present invention. In FIG. 3, A is the result of PCR reaction according to the optimal incubation time required for the sample to sufficiently react with the dissolution buffer of the present invention, and B is the result of checking whether DNA extraction is possible according to the size of the sample. Here, the incubation time was the sum of the first and second incubation times. It was found that the amounts of the PCR products were similar when cultured from 5 minutes to 30 minutes. As a result, it was confirmed that the optimum incubation time for sufficient DNA extraction from artemia was 5 minutes for rapid culturing, and sufficient DNA could be obtained from a small amount of artemia tissue in the same manner as in Example 2 above. It is also confirmed that the DNA sample can be extracted sufficiently in the same manner as the tissue of 4.0 mm or more even in a trace amount of tissue of 1.0 mm or less in size.

실시예 3: 적정 세포 수의 미세조류로부터 DNA 추출 Example 3 : Extraction of DNA from microalgae of the titration cell number

본 발명에 따른 용해 버퍼가 세포벽을 가진 미세조류의 DNA 추출에 이용 가능한 지를 확인하기 위하여, 부경대학교 대연캠퍼스에 위치한 미세조류은행에서 미세조류인 두날리엘라 살리나(Dunaliella salina)을 구입하여 사용하였다. In order to confirm whether the lysis buffer according to the present invention can be used for the DNA extraction of microalgae having cell walls, the microalgae, Dunaliella salina ) were purchased and used.

두날리엘라 살리나를 배양한 후, 1.5 ㎖ microfuge tube에서 1 ㎖ 당 각각 1× 106 개 정도의 세포가 있는 혼탁액을 원심분리(약 9,000 rpm, 5 분)하여 배지를 완전히 제거해 주었다. 회수한 세포들에 본 발명의 용해 버퍼(실시예 1에서 사용한 것과 동일)를 100 ㎕ 첨가하여, 실시예 2와 동일한 방법으로 DNA를 추출하였다. After cultivation of Dulnaliella salina, the suspension was centrifuged (about 9,000 rpm, 5 minutes) to remove the medium completely by 1 × 10 6 cells per 1 ml in a 1.5 ml microfuge tube. 100 μl of the lysis buffer of the present invention (the same as that used in Example 1) was added to the recovered cells, and DNA was extracted in the same manner as in Example 2.

다음에, 이 종의 18s rRNA 및 28s rRNA 유전자 증폭을 위한 프라이머 쌍(ITS F 5'-GGAAGGAGAAGTCGTAACAAGG-3'/ITS R 5'-TCCTCCCTTATTGATATGC-3')을 이용하여 PCR 반응을 수행해 보았다. PCR 반응은 94 ℃에서 4 분 동안 DNA를 변성시키고, 94 ℃ 1 분, 50 ℃ 45 초, 72 ℃ 2 분의 조건으로 35 회 반복 실시한 후, 72 ℃ 10 분간 최종 신장하여 반응을 완료하였다.Next, the PCR reaction was carried out using a primer pair (ITS F 5'-GGAAGGAGAAGTCGTAACAAGG-3 '/ ITS R 5'-TCCTCCCTTATTGATATGC-3') for 18s rRNA and 28s rRNA gene amplification of this species. The PCR reaction was carried out by denaturing the DNA at 94 ° C for 4 minutes, repeating 35 times at 94 ° C for 1 minute, 50 ° C for 45 seconds and 72 ° C for 2 minutes, and finally elongating at 72 ° C for 10 minutes to complete the reaction.

도 4는 본 발명의 방법에 따라, 적정 세포 수의 두날리엘라 살리나로부터 추출한 DNA를 주형으로 PCR 분석을 수행한 전기영동 사진이다. 도 4에서 보듯이, 미세조류로부터 DNA를 추출하기 위한 최소 적정 세포 수인 1 ㎖ 당 1× 106 개 세포를 대상으로 한 용해 버퍼의 반응 시간은 5 분 이상이 필요하고, 최적 배양 시간은 10 분이 바람직한 것으로 확인되었다.
FIG. 4 is an electrophoresis image obtained by performing PCR analysis using a DNA extracted from a suitable cell number of Dnaealella salina according to the method of the present invention as a template. As shown in FIG. 4, the reaction time of the dissolution buffer for 1 × 10 6 cells per 1 ml, which is the minimum optimal cell number for extracting DNA from microalgae, is required to be 5 minutes or longer, and the optimal incubation time is 10 minutes Respectively.

실시예 4: 연체동물인 대수리(Reishia clavigera)로부터 DNA 추출 Example 4 : Reishi , a mollusk DNA extraction from clavigera

본 발명의 용해 버퍼를 연체동물문인 해양동물의 DNA 추출에 이용 가능한 지를 확인하기 위하여, 뿔소라과 대수리(R. clavigera) 3개체의 일부 근육 조직을 대상으로 하여 본 발명의 용해 버퍼(실시예 1에서 사용한 것과 동일)를 100 ㎕ 첨가한 후, 실시예 2와 동일한 방법으로 DNA를 추출하였다.In order to confirm whether the lysis buffer of the present invention can be used for DNA extraction of marine animals, which are mollusks, some of the muscle tissues of three horseshoe crabs ( R. clavigera ) were subjected to the lysis buffer of the present invention The same procedure as in Example 2 was followed, and DNA was extracted.

다음에, 이 종의 사이토크롬 C 옥시다제 서브유닛 I(COI) 유전자 증폭을 위한 프라이머 쌍(Rc-COI 1F 5'-GGTACTGCTCTAAGTCTCCT-3'/Rc-COI 1R 5'-AGCCAATGGAGGATACACAG-3')을 이용하여 PCR 반응을 수행하였다. PCR 반응은 94 ℃에서 2 분 동안 DNA를 변성시키고, 94 ℃ 20 초, 58 ℃ 20 초, 72 ℃ 20 초의 조건으로 30 회 반복 실시하였다.Next, a primer pair (Rc-COI 1F 5'-GGTACTGCTCTAAGTCTCCT-3 '/ Rc-COI 1R 5'-AGCCAATGGAGGATACACAG-3') for amplifying the cytochrome C oxidase subunit I (COI) gene of this species was used To perform PCR reaction. The PCR was carried out by denaturing the DNA at 94 ° C for 2 minutes and repeating 30 times at 94 ° C for 20 seconds, 58 ° C for 20 seconds, and 72 ° C for 20 seconds.

도 5는 본 발명의 방법에 따라, 복족강인 대수리로부터 추출한 DNA를 주형으로 PCR 분석을 수행한 전기영동 사진이다. 도 5에서 1, 2 및 3은 각각의 대수리 개체에서의 결과를 나타낸 것으로, 여기에서 보듯이, 연체동물의 근육 조직으로부터 본 발명의 용해 버퍼 100 ㎕를 사용하여 5 분간의 항온 반응을 통해 DNA가 추출되었음을 알 수 있다.
FIG. 5 is an electrophoresis image obtained by performing PCR analysis using a DNA extracted from a marine algae as a template according to the method of the present invention. In FIG. 5, 1, 2, and 3 show the results of each of the perennials. As shown here, DNA was extracted from the muscle tissue of the mollusk through 100 μl of the lysis buffer of the present invention for 5 minutes, It can be seen that it was extracted.

실시예 5: 장기간 보관된 어류의 시료로부터 DNA 추출 Example 5 : DNA extraction from a sample of fish stored for a long period of time

본 발명에 따른 DNA 추출 방법이 신선한 지느러미 조직 뿐 아니라 장기간 에탄올을 첨가하여 냉동 보관 중이던 어류의 다양한 조직 시료를 대상으로도 잘 적용될 수 있는지를 시험하였다.The DNA extraction method according to the present invention was tested not only for fresh fins but also for various tissue samples of fish which were kept frozen for a long time by adding ethanol.

시료들을 20 ℃에서 2 년간 보관한 후, 바다 송사리 3 마리로부터 각 개체별로 가로, 세로 각 약 0.4 ㎝ 정도씩 3개의 꼬리지느러미 조직과 근육 조직을 채취하여 본 발명의 용해 버퍼 100 ㎕를 첨가한 후, 실시예 2에 따라 DNA를 추출하고 PCR을 수행하였다.The samples were stored at 20 ° C. for 2 years. Three tail fin tissues and muscle tissues were taken from each of three sea cucumbers, each about 0.4 cm in width and about vertical length, and 100 μl of the dissolution buffer of the present invention was added , DNA was extracted according to Example 2 and PCR was performed.

또한, 본 발명의 방법에 따라 확보된 DNA 추출물이 장기간 냉동 보관에도 안정한지를 확인하기 위해, 실시예 1에서와 같이 준비된 상등액 시료를 20 ℃에서 2 년간 보관한 후, 실시예 1에 따라 PCR을 수행하였다.In order to confirm whether the DNA extracts obtained according to the method of the present invention were stable for long-term cryopreservation, the supernatant samples prepared as in Example 1 were stored at 20 ° C for 2 years and PCR was carried out according to Example 1 Respectively.

도 6은 장기간 보관된 해양생물 시료에 대하여 본 발명의 방법을 적용한 결과를 보여주는 전기영동 사진이다. 도 6에서 A, B, D 및 E는 2 년간 알콜 중에 냉동 보관하였던 바다 송사리 꼬리지느러미 조직 및 근육 조직 시료, 갓 부화한 자어의 전어체, 대수리의 근육 조직 시료에 대하여 본 발명의 방법에 따라 추출한 DNA를 주형으로 PCR 분석을 수행한 전기영동 사진이고, C는 신선한 지느러미 시료에 대하여 본 발명의 방법에 따라 추출한 DNA를 2 년간 냉동 보관한 후 실시한 PCR 결과를 보여준다. 여기에서 보듯이, 대조구로 사용한 장기간 냉동 보관된 DNA 추출물에 대한 PCR 결과와 2 년까지 냉동 보관되었던 조직에 대한 PCR 결과 모두 정확도와 효율에 있어 큰 차이가 없다는 것이 확인되었다.FIG. 6 is an electrophoresis image showing the result of applying the method of the present invention to a long-term stored marine biological sample. In Fig. 6, A, B, D, and E were extracted from the sea tangle caudal fin tissues and muscle tissue samples, freshly hatched whole fish bodies, and oyster muscle tissue samples stored for two years in the alcohol by freezing according to the method of the present invention And C shows the PCR result after freezing the DNA extracted according to the method of the present invention for 2 years for the fresh fin sample. As shown here, both the PCR results for the long-term cryopreserved DNA extracts used as control and the PCR results for tissues frozen for up to 2 years were not significantly different in accuracy and efficiency.

따라서, 본 발명에 따른 DNA 추출 방법은 신선한 조직 뿐만 아니라 2 년까지 알콜 중에 냉동 보관되었던 조직을 대상으로도 잘 적용될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 추출된 DNA 용액을 장기간 냉동 보관함으로써 유전자의 반복 확인이 가능하고, 이밖에 다른 PCR 분석에도 활용 가능한 것이 확인된다.
Thus, it can be seen that the DNA extraction method according to the present invention can be applied not only to fresh tissues but also to tissues which have been stored frozen in alcohol for up to 2 years. In addition, it is confirmed that the DNA solution extracted according to the present invention can be cryopreserved for a long period of time and can be repeatedly used for PCR analysis.

비교예: 본 발명과 종래 DNA 추출 방법의 비교 Comparative Example : Comparison between the present invention and conventional DNA extraction method

본 발명에 따른 DNA 추출 방법을 종래의 방법과 비교하였다. 다음 표 1은 해양수산생물의 PCR 분석을 위해 사용되는 14 종의 종래의 DNA 추출 방법과 본 발명의 방법에 사용되는 시약의 종류, 시료의 종류 및 사용량, 필수 추출 단계의 횟수, 시료 준비 후의 총 소요 시간 등을 비교하여 나타낸 것이다.The DNA extraction method according to the present invention was compared with the conventional method. Table 1 below shows the types of conventional DNA extraction methods used for PCR analysis of marine aquatic organisms, the kind of reagents used in the method of the present invention, the kind and amount of sample used, the number of essential extraction steps, And the time required for the operation.

시약 종류Reagent type 시료 종류
(용량)
Sample type
(Volume)
추출단계Extraction step 시료 준비 후
총 소요시간
After sample preparation
Total Time
방법
1
Way
One
-조직 용해용 완충용액
(Tris, EDTA, SDS)
-단백질 분해효소
-DNA 순수 분리용 시약
(페놀, 70% 에탄올,
페놀:클로로포름,
클로로포름:이소아밀알콜,
100% 에탄올 또는 이소프로판올)
-DNA 용해 용액
(H2O 또는 TE 완충용액)
- Tissue dissolution buffer solution
(Tris, EDTA, SDS)
- Protease
- reagent for pure DNA separation
(Phenol, 70% ethanol,
Phenol: chloroform,
Chloroform: isoamyl alcohol,
100% ethanol or isopropanol)
-DNA solution
(H 2 O or TE buffer solution)
지느러미
(0.5g 이상)
fin
(0.5 g or more)
-조직 용해
-유기용매 혼합
-원심분리 및 상등액 회수
-DNA 침전
-DNA wash 및 건조
-DNA 용해
- tissue melting
- Organic solvent blending
- Centrifugation and supernatant recovery
-DNA precipitation
-DNA wash and drying
-DNA dissolution
12 시간
이상
12 hours
More than
방법
2
Way
2
-조직 용해용 완충용액
(Tween 20, MgCl2, Tris, KCl)
-단백질 분해효소
- Tissue dissolution buffer solution
(Tween 20, MgCl 2, Tris, KCl)
- Protease
지느러미
(0.5g 이상)
fin
(0.5 g or more)
-조직 용해
-단백질 분해효소 불활성화
-원심분리 및 상등액 회수
- tissue melting
- protease inactivation
- Centrifugation and supernatant recovery
1-3 시간1-3 hours
방법
3
Way
3
-조직 용해용 완충 용액
(NaOH, EDTA, SDS)
-중화용액
(Tris, MgCl2, NP40, Tween 20)
- Tissue dissolution buffer solution
(NaOH, EDTA, SDS)
- neutralization solution
(Tris, MgCl 2, NP40, Tween 20)
지느러미
(0.3~0.5g)
fin
(0.3-0.5 g)
-조직 용해 및 중화
-원심 분리 및 상등액 회수
- Tissue dissolution and neutralization
- Centrifugation and supernatant recovery
20분 이내Within 20 minutes
방법
4
Way
4
-조직 용해용 완충용액
(KCl, Tris, MgCl2, Triton X-100)
-단백질 분해효소
- Tissue dissolution buffer solution
(KCl, Tris, MgCl 2, Triton X-100)
- Protease
어류 수정난
(100 배체)
Fish modified
(100)
-조직 파쇄
-조직 용해
-단백질 분해효소 불활성화
-원심 분리 및 상등액 회수
- Tissue disruption
- tissue melting
- protease inactivation
- Centrifugation and supernatant recovery
75 분
이상
75 minutes
More than
방법
5
Way
5
-조직 고정액
(에탄올 또는 4% 포름알데히드)
-조직 용해용 완충용액
(Chelex 100, NaI, silica)
-단백질 분해 효소
-DNA 순수 분리용 시약
(Tris, EDTA, NaCl, 에탄올)
-DNA 용해 용액
(H2O 또는 TE 완충용액)
- tissue fixative
(Ethanol or 4% formaldehyde)
- Tissue dissolution buffer solution
(Chelex 100, NaI, silica)
- Protease
- reagent for pure DNA separation
(Tris, EDTA, NaCl, ethanol)
-DNA solution
(H 2 O or TE buffer solution)
어류 비늘
(4개 이상)
Fish scale
(4 or more)
-조직 용해
-조직 파쇄
-DNA 순수 분리 단계
-DNA 침전
-DNA wash 및 건조
-DNA 용해
- tissue melting
- Tissue disruption
-DNA pure separation step
-DNA precipitation
-DNA wash and drying
-DNA dissolution
83 분
이상
83 minutes
More than
방법
6
Way
6
-조직 용해용 완충용액
(Urea, Tween 20, NP 40,
Chelex 100)
- Tissue dissolution buffer solution
(Urea, Tween 20, NP 40,
Chelex 100)
어류
수정난
(약 602㎍)
Pisces
Revision I
(About 602 [mu] g)
-조직 용해 및 파쇄
-원심분리 및 상등액 회수
- Tissue melting and shredding
- Centrifugation and supernatant recovery
15 분15 minutes
방법
7
Way
7
-조직 용해용 완충용액
(Chelex 100 resin, TE 완충용액)
-단백질 분해효소
- Tissue dissolution buffer solution
(Chelex 100 resin, TE buffer solution)
- Protease
조개
근육 조직
(25㎎)
clam
musculature
(25 mg)
-조직 용해
-단백질 분해효소 불활성화
-원심분리 및 상등액 회수
- tissue melting
- protease inactivation
- Centrifugation and supernatant recovery
95 분
이상
95 minutes
More than
방법
8
Way
8
-조직 용해용 완충용액
(Tris-HCl, EDTA, NACl, SDS)
-단백질 분해효소
-DNA 순수 분리용 시약
(5M NaCl 에탄올)
-TE 완충용액
-RNA 분해 효소
- Tissue dissolution buffer solution
(Tris-HCl, EDTA, NACI, SDS)
- Protease
- reagent for pure DNA separation
(5M NaCl ethanol)
-TE buffer solution
-RNA degrading enzyme
지느러미
어류 자어
fin
Fish
-조직 용해
-DNA 순수 분리 단계
-원심분리 및 상등액 회수
-DNA 침전
-DNA wash 및 건조
-DNA 용해
- tissue melting
-DNA pure separation step
- Centrifugation and supernatant recovery
-DNA precipitation
-DNA wash and drying
-DNA dissolution
12 시간
이상
12 hours
More than
방법
9
Way
9
-조직 용해용 완충용액
(Tris-HCl, EDTA, NaCl, SDS)
-단백질 분해효소
-DNA 순수 분리용 시약
(페놀, 100% 에탄올,
클로로포름:이소아밀알콜)
-DNA 용해 용액
(H2O 또는 TAE 완충용액)
- Tissue dissolution buffer solution
(Tris-HCl, EDTA, NaCl, SDS)
- Protease
- reagent for pure DNA separation
(Phenol, 100% ethanol,
Chloroform: isoamyl alcohol)
-DNA solution
(H 2 O or TAE buffer solution)
알테미아 성체Adult alumina -조직 용해
-DNA 순수 분리 단계
-원심분리 및 상등액 회수
-DNA 침전
-DNA wash 및 건조
-DNA 용해
- tissue melting
-DNA pure separation step
- Centrifugation and supernatant recovery
-DNA precipitation
-DNA wash and drying
-DNA dissolution
5 시간
이상
5 hours
More than
방법
10
Way
10
-조직 용해용 완충용액
(NaOH, disodium EDTA)
-중화용액
(Tris-HCl)
- Tissue dissolution buffer solution
(NaOH, disodium EDTA)
- neutralization solution
(Tris-HCl)
알테미아
내구란
Altamia
Endurance
-조직 용해 및 중화
-원심 분리
- Tissue dissolution and neutralization
- centrifugation
35 분35 minutes
방법
11
Way
11
-조직 용해용 완충용액
(Chelex 100)
- Tissue dissolution buffer solution
(Chelex 100)
알테미아
내구란
Altamia
Endurance
-조직 용해 및 중화- Tissue dissolution and neutralization 43 분43 minutes
방법
12
Way
12
-조직 용해용 완충용액
(SDS, Tris-HCl, NaCl, EDTA)
-DNA 순수 분리용 시약
(페놀:클로로포름, 100% 에탄올,
70% 에탄올)
-DNA 용해 용액
(TE 완충용액)
- Tissue dissolution buffer solution
(SDS, Tris-HCl, NaCl, EDTA)
- reagent for pure DNA separation
(Phenol: chloroform, 100% ethanol,
70% ethanol)
-DNA solution
(TE buffer solution)
1×107 세포1 x 10 7 cells -조직 용해
-유기용매 혼합
-원심분리 및 상등액 회수
-DNA 침전
-DNA wash 및 건조
-DNA 용해
- tissue melting
- Organic solvent blending
- Centrifugation and supernatant recovery
-DNA precipitation
-DNA wash and drying
-DNA dissolution
2 시간
이상
2 hours
More than
방법
13
Way
13
-조직 용해용 완충용액1
(Tris-Cl, EDTA, NaCl)
-조직 용해용 완충용액2
(SDS, NaCl, EDTA, Tris-Cl)
-DNA 순수 분리용 시약
(페놀:클로로포름:이소아밀알콜,
100% 에탄올)
-DNA 용해 용액
(TE 완충용액)
- buffer solution for tissue dissolution 1
(Tris-Cl, EDTA, NaCl)
- buffer solution for tissue dissolution 2
(SDS, NaCl, EDTA, Tris-Cl)
- reagent for pure DNA separation
(Phenol: chloroform: isoamyl alcohol,
100% ethanol)
-DNA solution
(TE buffer solution)
3-8×107 세포3-8 × 10 7 cells -조직 용해
-유기용매 혼합
-원심분리 및 상등액 회수
-DNA 침전
-DNA wash 및 건조
-DNA 용해
- tissue melting
- Organic solvent blending
- Centrifugation and supernatant recovery
-DNA precipitation
-DNA wash and drying
-DNA dissolution
34 분
이상
34 minutes
More than

발명
example
invent
-조직 용해용 완충용액
(Tris-Cl, KCl, MgCl2, NP 40, Tween 20, 비드)
-단백질 분해효소
- Tissue dissolution buffer solution
(Tris-Cl, KCl, MgCl 2 , NP 40, Tween 20, beads)
- Protease
해양수산생물Marine aquatic life -조직 용해
-단백질 분해효소 불활성화
-원심분리 및 상등액 회수
- tissue melting
- protease inactivation
- Centrifugation and supernatant recovery
7 분
이내
7 minutes
Within

위 표 1에서 보듯이, 종래의 DNA 추출 방법은 대부분 어류로부터 획득할 수 있는 조직 시료들을 대상으로 국한되어 연구되어 왔으며, 이를 바탕으로 점차적으로 다양한 해양수산 동식물에 대하여 시료의 폭을 넓혀온 것을 알 수 있다. 대부분의 방법에서는 시료 준비 후 DNA를 추출하기까지 소요되는 시간이 60 분 이상 소요되는 것이 확인된다. 즉, 종래의 DNA 추출 방법으로는 DNA 시료를 확보한 후 PCR 분석을 수행하여 전기영동 결과를 확인하기까지 130 분 이상의 시간이 소요될 것으로 예상된다.As shown in Table 1, conventional DNA extraction methods have been studied extensively for tissue samples that can be obtained from fish, and it has been gradually expanded to a wide range of samples for marine animals, plants and animals . In most methods, it takes more than 60 minutes to extract DNA after sample preparation. That is, in the conventional DNA extraction method, it is expected that it takes more than 130 minutes to confirm the electrophoresis result by carrying out the PCR analysis after securing the DNA sample.

반면, 본 발명의 DNA 추출 방법에 따르면 다양한 해양수산생물에 대한 DNA 추출이 7분 이내에 이루어지고, 이후 특정 해양수산생물을 대상으로 개발된 PCR 분석 키트를 이용할 경우 PCR 분석을 수행하는데 소요되는 시간도 월등히 단축될 수 있다.On the other hand, according to the DNA extraction method of the present invention, when the DNA extraction for various marine aquatic organisms is performed within 7 minutes, and then the PCR assay kit developed for specific marine aquatic organisms is used, It can be significantly shortened.

한편, 종래의 방법 6의 경우에는 다른 방법들에 비해 소요시간이 15 분 이내로 짧은 대신에, DNA 추출을 위해서는 고가의 특정 시약(Chelex 100 resin)과 고농도의 urea 완충액, 그리고 끓는 물이 필요하다는 문제가 있다. 더욱이, 방법 6의 특정 시약은 단백질과 결합하기 위해 사용되지만, 원심분리를 수행한 후에도 상층액 내에 남아 있을 수 있으며 용해 완충액의 산성도에 따라 결합이 불가능한 단백질도 있고, 이러한 단백질로 인해 실험의 재현성이 낮아져 결과에 대한 신뢰도가 낮아질 수 있다는 단점도 있다.Meanwhile, in the case of the conventional method 6, the time required for the DNA extraction is shorter than that of other methods, instead of the time required for the DNA extraction. In this case, it is necessary to use an expensive reagent Chelex 100 resin, a high concentration of urea buffer and boiling water . Moreover, although the specific reagent of Method 6 is used to bind the protein, it may remain in the supernatant even after centrifugation, and some proteins are unable to bind depending on the acidity of the lysis buffer, and the reproducibility of the experiment And the reliability of the results can be lowered.

이에 반해, 본 발명에 따른 DNA 추출 방법에서는 실험실에서 일반적으로 사용하는 종류의 시약으로 구성되는 완충액을 사용하고, 경제성과 안정성을 고려하여 최소한의 적정 농도와 분자생물학 실험에서 일반적으로 사용하는 배양 온도를 이용하고 있다. 특히, 본 발명의 DNA 추출용 완충액의 구성 성분인 Tris-HCl은 완충액의 산성도를 유지하며, DNA 추출을 방해하는 리포폴리사카라이드(lipopolysaccharides)를 주성분으로 하는 점액을 체외로 생산하는 연체동물군의 DNA 추출에 주로 이용되는 시약으로, 해수 및 담수에 서식하는 어류 이외에도 다양한 연체동물군으로부터 신속하고 간편하게 순수한 DNA를 추출하여 유용 유전자의 대량 발굴 작업이 가능할 것으로 기대된다.On the other hand, in the DNA extraction method according to the present invention, a buffer solution composed of reagents generally used in a laboratory is used. In consideration of economical efficiency and stability, a minimum suitable concentration and a culture temperature generally used in molecular biology experiments . In particular, Tris-HCl, which is a constituent component of the buffer for DNA extraction of the present invention, is a mollusk group that produces acid secretion of mucus containing lipopolysaccharides as a main component, which maintains the acidity of the buffer solution and inhibits DNA extraction This is a reagent mainly used for DNA extraction, and it is expected that mass extraction of useful genes will be possible by quickly and easily extracting pure DNA from various mollusk groups in addition to seawater and freshwater fish.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 DNA 추출 방법에 따르면 해양수산생물의 소량의 조직 및 세포들로부터 최대 7 분 이내에 신속하고 간편하게 PCR에 이용할 수 있는 양질의 순수한 DNA를 제공할 수 있으며, 이에 따라 종래 기술에서 요구되는 복잡한 DNA 추출 단계와 그에 따라 소요되는 시간을 줄일 뿐 아니라 대량의 시료 처리도 가능하여 신속성과 경제성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 DNA 추출 방법은 신선한 조직 뿐만 아니라 장기간 보관되었던 조직을 대상으로도 잘 적용될 수 있으며, 본 발명에 따라 추출된 DNA 용액을 장기간 냉동 보관하면서 유전자의 반복 확인이 가능하고, 다른 PCR 분석에도 활용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 방법은 해양수산생물의 다양한 유전자 정보를 확보하는 데 이바지할 수 있을 것이다.As described above, according to the DNA extraction method of the present invention, it is possible to provide high quality pure DNA which can be used for PCR quickly and easily within a maximum of 7 minutes from a small amount of tissues and cells of marine aquatic organisms, In addition to reducing the complex DNA extraction steps required by the technology and thus the time it takes to process a large amount of samples, it is possible to improve the speed and economy. In addition, the DNA extraction method according to the present invention can be applied not only to fresh tissues but also to tissues that have been stored for a long period of time. It is also possible to repeatedly confirm the gene while keeping the extracted DNA solution for a long period in a freezer, It can also be used for analysis. Accordingly, the method of the present invention can contribute to securing various genetic information of marine aquatic organisms.

Claims (9)

해양수산생물로부터 채취한 조직 또는 세포를 비이온성 계면활성제로서 부피 기준으로 1:1 비율의 NP40(Nonidet P-40; Octylphenoxy polyethoxy ethanol) 및 Tween 20, 비드 비팅용 비드(bead) 및 단백질 분해효소 K를 포함하는 조직 용해용 완충액 중에서 1차 배양하는 단계,
상기 1차 배양액을 실온에서 1,400 내지 3,200 rpm으로 5 내지 30 초 동안 비드 비팅하는 단계,
비드 비팅을 완료한 배양액을 2차 배양하는 단계,
2차 배양액을 단백질 분해효소 K를 불활성화시키기 위해 90 내지 100 ℃에서 3차 배양하는 단계, 그리고
3차 배양액을 원심분리한 후 상등액을 회수하는 단계를 포함하는, 해양수산생물의 DNA 추출 방법.
Tissue or cells collected from marine aquatic organisms were mixed with NP40 (Nonidet P-40; Octylphenoxy polyethoxy ethanol) and Tween 20 in a ratio of 1: 1 as a nonionic surface active agent, beads for beading beads, and protease K In a buffer solution for tissue lysis,
Bead beating the primary culture at room temperature at 1,400 to 3,200 rpm for 5 to 30 seconds,
A step of secondary culturing the bead beating-completed culture liquid,
Tertiary culture at 90 to 100 DEG C to inactivate the protease K, and
And centrifuging the third culture medium and recovering the supernatant.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 비드는 직경 1.0 내지 50.0 ㎛인 글라스 비드인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1, wherein the bead is a glass bead having a diameter of 1.0 to 50.0 탆. 제 1 항에 있어서, 비드는 완충액 중에 0.5 내지 1.0 %(v/v)의 양으로 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1, wherein the beads are contained in the buffer in an amount of 0.5 to 1.0% (v / v). 제 1 항에 있어서, 완충액 중에 단백질 분해효소 K를 50 내지 150 ㎍/㎖ 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1, wherein protease K is contained in the buffer at a concentration of 50 to 150 占 퐂 / ml. 삭제delete 비이온성 계면활성제로서 부피 기준으로 1:1 비율의 NP40(Nonidet P-40; Octylphenoxy polyethoxy ethanol) 및 Tween 20, 비드 비팅용 비드(bead) 및 단백질 분해효소 K를 필수 구성성분으로 하는 해양수산생물의 DNA 추출용 완충액 조성물.(Nonidet P-40; Octylphenoxy polyethoxy ethanol) and Tween 20, a bead for beading beads and a protease K as essential components in a volume ratio of 1: 1 as a nonionic surfactant, Buffer solution composition for DNA extraction. 제 8 항에 있어서, 10 mM Tris-Cl; pH 8.0, 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl2, 1.0%(v/v) NP 40, 1.0%(v/v) Tween 20, 비드 비팅용 비드 및 단백질 분해효소 K를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양수산생물의 DNA 추출용 완충액 조성물.9. The method of claim 8, further comprising the steps of: 10 mM Tris-Cl; (pH 8.0), 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl 2 , 1.0% (v / v) NP 40, 1.0% (v / v) Tween 20, beads for beading and proteolytic enzyme K A buffer composition for extracting DNA from living organisms.
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