KR101783657B1 - Apparatus, Kits and Methods for Analyzing Biomolecuels - Google Patents

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Abstract

본 발명은 핵산분석기술을 이용한 생체분자 분석방법으로, 구체적으로 특정 리간드에 결합하는 물질, 특정핵산 및 특정유전자를 지시핵산으로 반응시켜 형성된 증폭이 가능한 증폭핵산을 제조하여, 상기 증폭핵산을 분석함으로써, 생체시료에 포함된 생체분자들을 한 번의 검사로 분석하여 생체시료에서 생체분자의 생물학적 의미를 결정하는 방법 및 장치를 제공한다.The present invention relates to a biomolecule analyzing method using a nucleic acid analyzing technique. Specifically, an amplified nucleic acid capable of being amplified by reacting a specific ligand-binding substance, a specific nucleic acid and a specific gene with an indicator nucleic acid is prepared, And a method and an apparatus for determining the biological meaning of a biomolecule in a biological sample by analyzing the biomolecules contained in the biological sample with a single test.

Figure 112014106865612-pat00001
Figure 112014106865612-pat00001

Description

생체분자 분석 방법, 키트 및 장비{Apparatus, Kits and Methods for Analyzing Biomolecuels}[0001] The present invention relates to a biomolecule analyzing method, a kit,

본 발명은 일반적으로 생체분자 분석 방법에 관한 것이며, 더 구체적으로는 생체분자들의 생물학적 의미 분석을 위한 다양한 생체분자를 핵산분석기술로 분석하는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비에 관한 것이다.The present invention generally relates to a biomolecule analyzing method, and more particularly, to a biomolecule analyzing method, a kit and an apparatus for analyzing various biomolecules for analyzing biological semantics of biomolecules using nucleic acid analyzing techniques.

생체분자는 생체시료를 구성하는 수많은 단백질, 핵산, 지질 및 탄소화물 등의 물질이며 이런 생체분자들을 분석하는 기술 그리고 생체시료에서 생체분자들의 양적인 상태를 종합화한 정보, 즉 생체분자의 프로파일(profile)을 생산하는 기술은 물리학, 생화학 및 생물정보학의 발달로 널리 개발되었으나, 기존 방법이나 기기의 사용 및 유지비, 용이성, 정확도, 민감도, 검사시간 및 과정의 자동화 등에 대한 문제로 효율적인 새로운 방법 및 기기에 대한 필요성이 매우 높다. Biomolecules are substances such as proteins, nucleic acids, lipids, and carbides, which constitute biological samples. They are technologies for analyzing these biomolecules and information that combines quantitative states of biomolecules in biological samples, that is, a profile of biomolecules The technology to produce has been widely developed due to the development of physics, biochemistry and bioinformatics. However, there is a need for efficient new methods and devices due to problems with the use of existing methods and equipment, maintenance cost, ease, accuracy, sensitivity, Is very high.

생체분자 분석 및 프로파일을 생산하는 기술은 그 자체가 궁극적인 목표가 아니라 목표를 이루기 위한 하나의 수단이지만, 미생물, 세포, 조직 등에 유용하게 사용할 수 있어 의학, 수의학, 환경공학, 식품공학, 농업 등에 광범위하게 응용되고 있다Biomolecule analysis and profile production techniques are not the ultimate goal themselves but a means for achieving the goal, but they can be used in microorganisms, cells, tissues, etc., and are widely used in medicine, veterinary science, environmental engineering, food engineering and agriculture. Be applied to

생체시료인 조직, 세포덩어리, 세포 및 미생물 등을 구성하는 핵산, 단백질 및 유기물질 등을을 포함한 생체분자 분석 및 프로파일은, 물리, 화학적인 성질을 이용하여 여러 가지 방법으로 만들어지고 있다.Biomolecular analysis and profiles, including nucleic acids, proteins, and organic substances, which constitute tissues, cell masses, cells, and microorganisms, which are biological samples, are made in various ways using physical and chemical properties.

생체시료에 있는 생체분자 분석 및 프로파일을 이용한 생물학적 의미를 분석하기 위한 임상 의사 결정 지원 시스템(Clinical Decision Support System)는 환자 진료에서 의사가 진단과 치료에 관한 의사 결정(Decision Making)을 하는 과정을 지원하는 시스템이다. 임상 의사 결정 지원 시스템은 크게 사례 기반 기계학습 추론 시스템(Case Based Machine Learning Inference System)과 전문가 시스템(Expert System)으로 나누어진다. 사례 기반 기계학습 추론 시스템은 질환이 판정된 환자들의 임상 정보(Clinical Information) 및 생물학적 정보 즉 생체분자 프로파일데이터들을 수집한 후 기계학습을 이용하여 주어진 임상 정보와 생물학적 정보 등으로 질환을 추론 또는 판별할 수 있도록 하는 시스템이다. 전문가 시스템은 의학 전문가에 의해 사전에 정해진 규칙(Rule)을 사용하여 질병을 진단하는 시스템이다. Clinical Decision Support System for analysis of biological meaning using biomolecule analysis and profile in biological sample supports the process of doctor making diagnosis and treatment decision making in patient treatment . The clinical decision support system is divided into Case Based Machine Learning Inference System and Expert System. The case-based machine learning reasoning system collects clinical information and biological information, ie, biomolecule profile data, of patients who have been diagnosed with the disease, and then uses machine learning to deduce or discriminate diseases based on given clinical information and biological information . The expert system is a system that diagnoses diseases using rules defined by medical experts in advance.

가장 대표적인 생체분자인 유전물질인 핵산 및 단백질에 대해 살펴보면, 유전정보는 염색체를 구성하는 데옥시리보 핵산 (DNA)의 매우 긴 분자 형태로 저장되고 상기 염색체는 인간 게놈을 형성하는 약 30억 개의 뉴클레오티드를 포함한다. 염색체에서 뉴클레오티드의 서열은 각 개체의 특성을 결정하는 데 있어 주요한 역할을 한다. 다수의 일반적인 질병은 개체들 사이의 인간 게놈의 뉴클레오티드 서열에서의 변형에 근거한다. 동종에 속하는 생물체 개체의 게놈에 포함된 유전자 코드는 서로 일치하지 않고, 다형성(polymorphism)으로 불리는 염기서열상의 차이가 존재한다. 다형성에는 1개 이상의 염기가 결실되거나(deletion) 삽입된 것(insertion), 특정 염기 서열이 중복된(repeat) 것 등이 알려져 있다. 하나의 염기가 또 다른 염기로 치환된 것은 단일염기 다형성(Single nucleotide polymorphism, 이하 "SNP"라 약칭함)으로 명명된다.As for the nucleic acid and the protein which are the most representative biomolecules, the genetic information is stored in a very long molecular form of the oxyribonucleic acid (DNA) constituting the chromosome, and the chromosome is about 3 billion nucleotides . The sequence of the nucleotides in the chromosome plays a major role in determining the characteristics of each individual. Many common diseases are based on modifications in the nucleotide sequence of the human genome between individuals. Genetic codes contained in genomes of homologous living organisms do not coincide with each other, and there is a difference in nucleotide sequence called polymorphism. It is known that polymorphisms include deletion of one or more nucleotides, insertion of nucleotides, repeat of certain nucleotide sequences, and the like. A single nucleotide polymorphism (hereinafter abbreviated as "SNP") in which one base is substituted with another base is named.

많은 SNP의 유전자형 분석 화학(genotyping chemistries)으로는 PCR-제한된 절편 길이 다형성 분석(PCR-restriction fragment length polymorphism analysis), 단일가닥 형성 다형성 검출(single-strand conformation polymorphism detection), 다이데옥시 미니 염기서열 결정(dideoxy minisequencing), 올리고뉴클레오타이드 라이게이션 분석(oligonucledtide ligation assays), 대립형질 특이 핵산증폭(allele-specific polymerase chain reaction, 이하 "AS PCR"이라 약칭함), 라이게이즈 연결 반응(ligase chain reaction), 프라이머-요구된 뉴클레오타이드 결합 분석(primer-required nucleotide incorporation assays) 및 형광 에너지 전달-기초된 분석(fluorescence energy transfer-based assays) 등이 제시되었다(Landegren, U., et al., 1998, Genome Res, 8:769-776; Gut, I.G., 2001, Hum Mutat, 17:475-492; Shi, M.M., 2001, Clin Chem, 47:164-172. 참조). 상기 목록 이외에 최근에 첨가된 것으로는 짧은 단일 DNA 절편의 질량을 정확하게 직접적으로 결정할 수 있는 질량 분광법(mass spectrometry)(Ross P et al., 2000, BioTechniques, 29:620-629. 참)과 올리고뉴클레오타이드 마이크로어레이-기초 분석(Oligonucleotide microarray-based analysis)(Wang, D.G. et al., 1998, Science, 280:1077-1082. 참조)이 있다.Genotyping chemistries of many SNPs include PCR-restriction fragment length polymorphism analysis, single-strand conformation polymorphism detection, dideoxynucleotide sequencing oligodeoxynucleotide ligation assays, dideoxy minisequencing, oligonucleotide ligation assays, allele-specific polymerase chain reactions (AS PCRs), ligase chain reactions, Primer-required nucleotide incorporation assays and fluorescence energy transfer-based assays have been proposed (Landegren, U., et al., 1998, Genome Res, 8: 769-776; Gut, IG, 2001, Hum Mutat, 17: 475-492; Shi, MM, 2001, Clin Chem, 47: 164-172). Recent additions to the above list include mass spectrometry (Ross P et al., 2000, BioTechniques, 29: 620-629), which can accurately and directly determine the mass of short single DNA fragments, and oligonucleotides Oligonucleotide microarray-based analysis (see Wang, DG et al., 1998, Science, 280: 1077-1082).

대립형질특이 혼성화(allelic specific hybridization)은 Affymetrix whole genome SNP array (Komura D., et al., 2006, Genome Res. 2006; 16: 1575-84. 참조), Idaho Hi-Res Melting curve analysis system (Graham R., et al., 2005, Clin Chem. 51: 1295-8. 참조), Dynamic allele-specific hybridization(DASH) (Prince J.A., et al., 2001, Genome Res. 11: 152-62. 참조), 및 Illumina Golden Gate SNP Genotyping Arrays (Gunderson K.L., et al., 2005, Nat Genet. 37: 549-54), 형광 에너지 전달(fluorescence resonance energy transfer (FRET))은 TaqMan (Holloway J.W., et al., 1999, Hum Mutat. 14: 340-7. 참조), 분자비콘분석(Molecular beacons assays)은 (Barreiro L.B., et al., 2009, Methods Mol Biol. 578: 255-76. 참조), 및 AS PCR을 활용한 연장(extension)기술은 Illumina Infinium bead array (Oliphant A., et al., 2002, Biotechniques. Suppl: 56-8, 60-1. 참조), Beckman GenomeLab SNPstream system (Bell P.A., et al., 2002, Biotechniques. 2002; Suppl: 70-2, 74, 76-7. 참조) 및 Sequenom MassARRAY SNP system (Hayes B.J., et al. 2007, Bioinformatics. 2007; 23: 1692-3. 참조) 등이 있다.Allelic specific hybridization was performed using the Affymetrix whole genome SNP array (see Komura D., et al., 2006, Genome Res. 2006; 16: 1575-84), Idaho Hi-Res Melting curve analysis system Dynamic allele-specific hybridization (DASH) (see Prince JA, et al., 2001, Genome Res. 11: 152-62) , And Illumina Golden Gate SNP Genotyping Arrays (Gunderson KL, et al., 2005, Nat Genet. 37: 549-54), fluorescence resonance energy transfer (FRET) Molecular beacons assays (see Barreiro LB, et al., 2009, Methods Mol Biol. 578: 255-76), and AS PCR The extension techniques utilized are described in the Illumina Infinium bead array (Oliphant A., et al., 2002, Biotechniques. Suppl: 56-8, 60-1), Beckman GenomeLab SNPstream system (Bell PA, et al. 2002, Biotechniques. 2002; Suppl: 70-2, 74, 76-7) and Sequenom MassARRAY SNP system (Hayes B.J., et al. 2007, Bioinformatics. 2007; 23: 1692-3).

SNP 동정을 하기 위한 상기 방법들은 특정 목적에 따라 상대적인 장점과 단점을 가지고 있기 때문에 어떠한 방법이 다른 방법보다 더 우월한지에 대해서는 단정적으로 말할 수 없다. 한편, DNA-기반 마이크로어레이 기술은 특정 유전자 또는 유전자군의 존재, 양 또는 발현패턴을 분석할 수 있는 간단한 방법으로서 큰 각광을 받고 있다(Schena et al., 1995, Science, 270:467-470; DeRisi et al., 1996, Nature Genetics 14:457-460. 참조).Since the methods for identifying SNPs have relative advantages and disadvantages depending on the particular purpose, it is not possible to say with certainty what method is superior to other methods. DNA-based microarray technology, on the other hand, has received great attention as a simple method for analyzing the presence, quantity or expression pattern of a specific gene or group of genes (Schena et al., 1995, Science, 270: 467-470; DeRisi et al., 1996, Nature Genetics 14: 457-460).

각각의 세포에는 5만 내지 10만 개 정도의 유전자가 있지만, 세포는 선택적으로 유전자를 사용한다. 그 중 상당수는 세포 자신의 생명유지활동이나 일상적인 활동을 하기 위한 유전자이다. 이러한 유전자를 유지 유전자(housekeeping gene; 이하 HKG)라고 부른다. 또한, 내인성 표준 발현 유전자는, 특정 유전자의 기능을 밝히거나, 특정 기능의 유전자를 탐색하거나, 특정 조건의 생물체의 발현 양상 작성 및 그 외의 다양한 분자생물학적 목적에 의해, 특정 혹은 다수의 유전자 발현량의 비교를 위해 개발된 전령 RNA(messenger RNA; 이하 mRNA)의 정량분석을 이용하는 다양한 유전자발현 측정법은 전통적인 역전사중합효소연쇄반응법(reverse transcriptase polymerase chain reaction: 이하 RT-PCR)에서 최근 개발된 정량적 실시간 중합효소연쇄반응법(quantitative real time PCR: 이하 qRT-PCR), 유전자발현계열분석(serial analysis of gene expression: 이하 SAGE) 및 마이크로어레이(Microarray) 등이 있다.Each cell has about 50,000 to 100,000 genes, but cells selectively use genes. Many of them are genes for life-sustaining activities or daily activities of cells themselves. These genes are called housekeeping genes (HKG). In addition, the endogenous standard expression gene may be a gene encoding a specific or a plurality of genes expressed by specific genes or a plurality of genes expressed by a variety of molecular biological purposes, such as revealing the function of a specific gene, searching for a gene having a specific function, A variety of gene expression assays using quantitative analysis of messenger RNA (mRNA) developed for comparison have been developed using the recently developed quantitative real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) in reverse transcriptase polymerase chain reaction Quantitative real time PCR (qRT-PCR), serial analysis of gene expression (SAGE), and microarray.

그러나, 종래의 DNA 마이크로어레이는 단지 혼성화 방식에 의해서 표적 서열을 검출하기 때문에 교차반응에 의한 진양성 문제가 발생되어, 혼성화 시그널의 신뢰도를 개선하여야 하는 문제점이 있다. 또한, 종래의 마이크로어레이의 경우 혼성화 방식에 의해서 검출을 하기 때문에 혼성화 후 까다로운 세척 과정이 요구되는 문제점이 있으며, 혼성화 전에 표적서열을 단일가닥으로 만드는 과정이 필수적으로 요구된다. 한편, 최근에 발표된 on-chip PCR은 혼성화 또는 probe extension방식에 의해 검출하기 때문에, 기존 마이크로 어레이와 같이 heterogenous assay system이며, 실시간 검출이 불가능 하고 정확한 정량이 어렵다는 문제점이 있다.However, since conventional DNA microarrays detect the target sequence only by the hybridization method, there arises a problem of genuine positivity due to the crossing reaction, and there is a problem that the reliability of the hybridization signal must be improved. In addition, in the case of a conventional microarray, detection is carried out by a hybridization method, which requires a complicated cleaning process after hybridization, and a process of making a target sequence into a single strand before hybridization is indispensably required. On the other hand, since the recently announced on-chip PCR is detected by hybridization or probe extension method, it is a heterogenous assay system like existing microarrays, and real-time detection is impossible and accurate quantification is difficult.

또한 최근에는 단백체에 대한 병렬고속분석(High Throughput Screening) 기법으로 단백질칩(Protein chip) 혹은 압타머칩(Aptamer chip)(Smith et al., Mol Cell Protomics, 11-18. 2003; and McCauley et al., Anal Biochem, 319(2), 244-250. 2003. 참조)이 개발되어 사용되고 있다. 이런 병렬고속분석에는 사용되는 지지체로 유리슬라이드, 바이오센서의 감지표면, 비드, 나노입자 등이 있다.Recently, a protein chip or an aptamer chip (Smith et al., Mol Cell Protomics, 11-18. 2003; and McCauley et al.) Has been proposed as a high throughput screening technique for proteoglycans. , Anal Biochem, 319 (2), 244-250, 2003.) have been developed and used. Such supports for parallel high-speed analysis include glass slides, sensing surfaces of biosensors, beads, and nanoparticles.

또한 프로파일을 분석하여 유용한 생체분자를 결정하고 이를 분리한후, MALDI-TOF(Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization-Time Of Flight) 등으로 이들의 구성성분을 확인하는 방법 등이 수행되고 있다. 최근에는 SELDI-TOFMS(Surface-enhanced laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry)에 의해 단백질 프로파일에 대한 많은 연구가 진행되고 있다(Adam et al., Cancer Research, 62, 3609-3614. 2002; Li et al., Clinical Chemistry, 48, 1296-1304. 2002; and Petricoin et al., The Lancet, 359,572-577. 2002. 참조). 또 다른 접근 방법으로 DNA와 핵산 중합효소(polymerase)를 이용하여 신호를 증폭하는 기술인 immuno-PCR(IPCR) 방법이 개발되었다(Sano et al., Science 258, 120-122. 1992. 참조).In addition, a method of analyzing a profile to determine useful biomolecules, separating the biomolecules, and identifying their constituents with MALDI-TOF (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization-Time of Flight) Recently, many studies have been conducted on protein profiles by SELDI-TOFMS (Adam et al., Cancer Research, 62, 3609-3614. 2002; Li et al., Clinical Chemistry, 48, 1296-1304. 2002; and Petricoin et al., The Lancet, 359, 572-577, 2002). Another approach is to develop an immuno-PCR (IPCR) method for amplifying signals using DNA and nucleic acid polymerase (Sano et al., Science 258, 120-122 , 1992).

상기와 같이 면역분석법은 검출감도의 향상 및 다중 분석능의 향상에 있어서 발전을 거듭했지만, 여전히 분석비용절감, 분석시간의 단축, 민감도 향상 및 재현성 증대라는 기술적 과제에 직면해 있다.As described above, the immunoassay method has been developed to improve the detection sensitivity and improve the multi-analyzing ability, but still faces a technical problem of reducing the analysis cost, shortening the analysis time, improving the sensitivity, and increasing the reproducibility.

본 발명자는 단백체에 대한 프로파일을 생산하는 reverse-SELEX(대한민국 특허등록 10-0670799호. 참조), 압타머기반 핵산칩 (대한민국 특허등록 제10-0464225호. 참조), 압타머기반 핵산칩을 이용한 생물학적 의미 분석 기술(대한민국 특허등록 제10-0923048호. 참조), 유전자 변이 분석방법(대한민국 특허출원 제10-2013-0118222호. 참조) 및 생체분자의 분석방법 및 장치(대한민국 특허출원 제10-2013-0143495호. 참조) 등을 제안하였으나, 생체시료에서 단백질과 핵산을 한 번의 검사로 분석할 수 없는 문제점이 있어 본 발명은 이를 해결하기 위해 제안되었다.The present inventors have found that a reverse-SELEX (see Korean Patent Registration No. 10-0670799) producing a profile for a proteome, an abatamer-based nucleic acid chip (Korean Patent Registration No. 10-0464225) (Refer to Korean Patent Registration No. 10-0923048), gene mutation analysis method (refer to Korean Patent Application No. 10-2013-0118222), and method and apparatus for analyzing biomolecules (Korean Patent Application No. 10- 2013-0143495), etc. However, since there is a problem that a protein and a nucleic acid can not be analyzed by a single test in a biological sample, the present invention has been proposed to solve this problem.

상술한 종래의 생체분자들을 각각 독립적으로 분석하는 기술들의 문제점을 극복하여, 생체분자들을 보다 개선된 효율성 및 민감도로 실시간 분석할 수 있는 기술을 개발하기 위하여 연구한 결과, 본원 발명과 같이 다양한 종류의 생체분자들을 한 번의 검사로 분석할 수 있는 방법을 개발함으로서 본 발명의 목적을 달성하였다. As a result of studying to develop a technology capable of real-time analysis of biomolecules with improved efficiency and sensitivity by overcoming the problems of techniques for independently analyzing the conventional biomolecules described above, The object of the present invention has been achieved by developing a method for analyzing biomolecules by a single test.

궁극적으로 생체시료의 생체분자 분석하거나 총체적으로 분석하는 연구는, 의학적으로 질병에 관련된 생체분자 분석 및 프로파일을 분석함으로써, 질병을 진단할 수 있는 생체분자, 치료성적을 분석할 수 있는 생체분자, 질병 발병 및 진행에 중요한 역할을 하는 생체분자, 질병에 대한 감수성 관련된 생체분자, 및 신약개발의 표적분자를 구명하는 것에 사용할 있을 것이다.Ultimately, biomolecule analysis or comprehensive analysis of biological samples can be performed by analyzing biomolecule analysis and profile related to a disease medically, biomolecules capable of diagnosing diseases, biomolecules capable of analyzing therapeutic results, Biomolecules that play an important role in development and progression, susceptibility-related biomolecules to disease, and target molecules in the development of new drugs.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 시료에 있는 특정 리간드에 결합하는 물질, 특정 핵산 및 특정 유전자변이 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 분석하고자하는 특정 생체분자를 핵산분석기술로 분석할 수 있도록 지시핵산을 제조하는 단계, 상기 생체분자와 상기 지시핵산을 반응시켜 증폭할 수 있는 증폭핵산을 제조하는 단계, 상기 증폭핵산을 증폭하는 단계, 및 상기 증폭 중간산물 및 최종산물 존재신호를 탐지하고 분석하는 단계로 구성되며, 상기 특정 리간드에 결합하는 물질, 상기 특정 핵산 및 상기 특정 유전자변이 중 하나 또는 그 이상을 핵산분석방법으로 분석할 수 있는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for analyzing a specific biomolecule to be analyzed, which comprises a substance bound to a specific ligand in a sample, a specific nucleic acid, and one or more specific gene mutations, Preparing an amplified nucleic acid capable of amplifying and reacting the biomolecule with the indicator nucleic acid, amplifying the amplified nucleic acid, and detecting and analyzing the amplified intermediate product and the final product presence signal And a biomolecule analyzing method, kit, and equipment capable of analyzing one or more of the substance binding to the specific ligand, the specific nucleic acid, and the specific gene mutation by a nucleic acid analyzing method.

또한 본 발명은 생체시료는 세균, 진균류, 바이러스, 세포주, 조직으로 구성된 군으로 부터 선택된 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.Also, the present invention provides a biomolecule analyzing method, kit, and equipment, wherein the biological sample is at least one selected from the group consisting of bacteria, fungi, viruses, cell lines, and tissues.

본 발명의 목적은, 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비가 제공되며, 이들을 이용하여 효율적으로 생산되는 정보로부터 생체분자들이 관련된 질병 정보를 포함한 각종 생물학적 의미를 분석할 수 있도록 하고자 하는 것이다.It is an object of the present invention to provide biomolecule analysis methods, kits, and equipment, and to analyze various biological meanings including biomolecules related disease information from efficiently produced information using them.

생체분자는 생체를 구성하고 기능을 담당하는 표적 분자로 가장 주된 것은 단백질, 핵산, 다당류 및 지질과 같은 크기가 큰 거대 분자들과 저분자물질로 아미노산, 뉴클레오타이드, 단당류, 비타민 등의 유기물질, 철, 구리 등의 금속, 무기이온 등이다. A biomolecule is a target molecule that constitutes and functions in the living body. Most of the major molecules are macromolecules such as proteins, nucleic acids, polysaccharides and lipids, and small molecules. Organic substances such as amino acids, nucleotides, monosaccharides, vitamins, Metals such as copper, and inorganic ions.

리간드는 대표적으로 항체, 펩타이드, 핵산 및 압타머 등이 있다. 리간드에 결합하는 물질은 단백질, 펩티드, 핵산, 탄수화물, 지질(lipid), 다당류, 당단백질, 호르몬, 수용체, 항원, 항체, 바이러스, 병원균, 독성 물질, 기질, 대사 산물, 전이 상태 유사체(transition state analog), 보조 인자(cofactor), 저해제, 약, 염료, 영양분, 성장 인자, 세포, 조직 등일 수 있고, 제한이 없으며 거의 모든 화학적 또는 생물학적 작동체(effector)가 될 것이며 어떤 크기의 분자들이든 사용될 수 있는 표적분자 등을 의미한다.Ligands typically include antibodies, peptides, nucleic acids, and plasmids. The ligand binding substance may be a protein, a peptide, a nucleic acid, a carbohydrate, a lipid, a polysaccharide, a glycoprotein, a hormone, a receptor, an antigen, an antibody, a virus, a pathogen, a toxic substance, a substrate, a metabolite, and may be any chemical or biological effector and may be any size molecule that can be used, including, but not limited to, an enzyme, an enzyme, an enzyme, a cofactor, an inhibitor, a drug, a dye, a nutrient, And the like.

리간드(들)과 특정 물질은 결합하고, 상호 작용 또는 그렇지 않으면 특정 물질과 연합하여 특정 물질의 기능에 작용하고, 변화시키고 또는 무효화하는 하나 또는 그 이상의 리간드에 특이적인 분자 또는 분자의 클러스터를 포함하는 구조를 언급한다. The ligand (s) and the particular substance comprise a cluster of molecules or molecules specific to one or more ligands that bind, interact or otherwise associate with a particular substance to affect, alter or nullify the function of the particular substance Structure.

항체는 항원의 항원결정부(epitope)과 특이적 결합을 하여 항원-항체 반응을 일으키는 물질이다. 압타머 (aptamer)는 저분자 화합물로부터 단백질까지 다양한 종류의 물질에 높은 친화성과 특이성으로 결합할 수 있는 특성을 가지는 작은 (20~60 뉴클레오타이드) 단일가닥핵산 (DNA 혹은 RNA) 조각을 뜻한다. An antibody is a substance that specifically binds to an antigen epitope of an antigen to cause an antigen-antibody reaction. Aptamers are small (20 to 60 nucleotides) single-stranded nucleic acid (DNA or RNA) fragments that are capable of binding with high affinity and specificity to a wide variety of substances, from small molecules to proteins.

유전자 변이는 단일염기다형성(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)와 구조변이(Structural Variation) 등이 있다. 유전자 변이들이 표현형(phenotype)의 변화, 질병에 대한 민감성, 그리고 치료 약제에 대한 반응의 차이 등 개인 간의 차이를 결정짓는다고 알려졌으며, 특히 질환 발생과 진행과정에 관여하는 변이들을 질환연관 유전자변이(Disease-associated Genetic Variants)라고 칭한다. SNP은 DNA 염기서열에서 하나의 염기서열 (A, T, G, C)의 차이를 보이는 유전적 변화 또는 변이를 의미한다. 구조변이는 결실, 역위, 첨가, 복제 등과 같은 DNA 구조변이를 의미한다.Genetic variations include single nucleotide polymorphism (SNP) and structural variability. It is known that genetic mutations determine individual differences such as phenotype changes, sensitivity to disease, and response to therapeutic agents. In particular, mutations involved in disease development and progression are known as disease-associated gene mutations Disease-associated Genetic Variants. SNP means a genetic change or mutation that shows the difference of one base sequence (A, T, G, C) in DNA base sequence. Structural mutations refer to DNA structural variations such as deletions, inversions, additions, and replication.

또한 본 발명에 있어서, 핵산의 메틸화여부 분석은 핵산에 바이설파이트(bisulfite)를 처리하여 발생하는 핵산의 뉴클레오타이드 변형을 포함할 수 도 있다. 상기 핵산에 바이설파이트(bisulfite)를 처리하여 메틸화되지 않은 시토신(cytosine) 잔기는 우라실(uracil) 잔기로 변형되고 메틸화 시토신 잔기는 변형이 없는 상태로 존재한다. 이런 바이설파이트(bisulfite)의 처리 전후의 뉴클레오타이드 변화를 분석할 수 있으며 이 결과로 핵산의 메틸화 유무를 확인할 수 있다.Further, in the present invention, the analysis of nucleic acid methylation may include nucleotide modification of nucleic acid generated by treating bisulfite with nucleic acid. By treating the nucleic acid with bisulfite, the non-methylated cytosine residue is transformed into a uracil residue and the methylated cytosine residue is present in a state without modification. The nucleotide change before and after the treatment of bisulfite can be analyzed and the methylation of the nucleic acid can be confirmed as a result.

핵산 존재 신호를 증폭시킬 수 있는 PCR(polymeras chain reaction), LCR(ligase chain reaction), SDA(strand displacement amplification), TMA(transcription-mediated amplification), bDNA(branched DNA), Invader 방법 및 RCA(rolling circle amplification)등의 다양한 방법에 사용될 수 있다.(Polymerase chain reaction), ligase chain reaction (LCR), strand displacement amplification (SDA), transcription-mediated amplification (TMA), branched DNA, Invader method and RCA amplification, and the like.

PCR 방법은 DNA 또는 RNA의 특정영역을 시험관 내에 대량으로 증폭하는 기술로 PCR 증폭효율에 영향을 미치는 요인으로는 각 단계의 반응온도와 시간, 사이클 수, 반응액 조성(주형 DNA, dNTP농도, Mg2+농도 등), 프라이머 설계, 및 사용 DNA polymerase 등이 있다. 또한 몇 가지 반응첨가물(DMSO, 비이온계면활성제, 글리세롤) 등에 따라 반응촉진효과가 나타나는 경우가 있다. PCR로 유전자의 특정영역을 증폭하려면 프라이머(primer)가 되는 2 종의 합성된 단일가닥 DNA가 필요하다. PCR은 핵산의 정량에 적합한 실시간 PCR, 증폭온도에서 차별화된 등온 PCR 방법, 및 LAMP(Loop-mediated isothermal amplification) 및 짧은 길이인 miRNA를 적합화한 Stemloop RTPCR 등 다양하게 변형되고 있다. The PCR method is a technique to mass-amplify a specific region of DNA or RNA in a test tube. Factors influencing PCR amplification efficiency include reaction temperature and time, number of cycles, reaction solution composition (template DNA, dNTP concentration, Mg2 + Concentration, etc.), primer design, and use DNA polymerase. In addition, some reaction additives (DMSO, nonionic surfactant, glycerol) may cause reaction promoting effects. To amplify a specific region of a gene by PCR, two synthesized single-stranded DNAs, which are primers, are required. PCR has been modified in a variety of ways including real-time PCR suitable for quantification of nucleic acids, isothermal PCR method differentiated at amplification temperature, and Stemloop RTPCR adapted for Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) and short-length miRNA.

프라이머의 설계상 주의 점은 길이, 프라이머간의 상보성, GC 함량, 프라이머내의 2차구조, Tm 값, 및 사용농도 등이 있으나, 현재는 프라이머 설계용 컴퓨터 프로그램도 시판하고 있다.Primer design considerations include length, complementarity between primers, GC content, secondary structure in primer, Tm value, and concentration of use, but now also computer programs for primer design are available.

PCR을 실시하려면 프라이머가 되는 2종의 합성 단일가닥 DNA가 필요하다. 프라이머가 결합하는 위치에 따라 DNA상의 어느 부분이 증폭되는지 결정된다. 또한 프라이머의 설계와 그 프라이머의 서열에 따라 PCR의 조건을 설정하여야 하며 이것이 PCR의 가장 중요한 요인이 된다. 표적 DNA의 상류(5')측의 sense strand(정방향), 하류(3')측의 antisense strand(역방향)의 프라이머를 선택하고 전자 정방향(Forward) 프라이머, 후자는 역방향(Reverse) 프라이머라 지칭한다. PCR requires two synthetic single-stranded DNAs to be primers. The position at which the primer binds determines which part of the DNA is amplified. In addition, the conditions of the PCR should be set according to the design of the primer and the sequence of the primer, which is the most important factor of the PCR. A primer of the sense strand (forward) on the upstream (5 ') side and an antisense strand (reverse) on the downstream (3') side of the target DNA is selected and referred to as an electron forward primer and the latter is referred to as a reverse primer .

실시간 PCR(real-time PCR) 방법은 각 PCR을 지수함수적으로 증가하는 범위 내에서 비교하기 위해 매 시기의 진행상황을 분광 형광광도계와 일체화된 장치를 이용하여 실시간으로 PCR 증폭산물의 생성과정을 모니터링 함으로써 최초의 시료에 존재하는 표적 DNA 양을 정량하는 방법이다. The real-time PCR method was used to compare the progress of each PCR within the exponentially increasing range. The progress of the PCR amplification product in real time using a device integrated with the spectrophotometric spectrophotometer Thereby quantifying the amount of target DNA present in the initial sample.

현재 실시간 PCR에 사용되는 검출방법은 일반적으로 Sybr Green I을 이용하는 비특이적 방법과 혼성화 프로브(hybridization probe)를 이용하는 특이적 방법으로 나뉜다. Sybr Green I은 이중나선 DNA에 비특이적으로 결합하여 형광을 방출하며 실시간 PCR 기기는 이 형광의 양을 측정하여 DNA의 양을 확인할 수 있다. Currently, detection methods used in real-time PCR are generally divided into nonspecific methods using Sybr Green I and specific methods using hybridization probes. Sybr Green I binds to double helix nonspecifically and emits fluorescence. Real-time PCR instruments can measure the amount of DNA by measuring the amount of this fluorescence.

혼성화 프로브는 특이적으로 상보적인 염기서열에 혼성화되어 PCR 반응 중에 형광을 방출한다. 예를 들어, 대표적인 혼성화 프로브로서 택맨 프로브(taqman probe, dual labeled fluorogenic probe)는 5' 말단에는 형광 리포터가, 3' 말단에는 소광제(quencher)가 결합되어 있다. 택맨 프로브의 형광 리포터는 소광제와 근접하여 존재하는 경우, 형광이 상쇄되어 검출되지 않는다. 택맨 프로브가 특이적 표적 염기서열에 혼성화되어 PCR 증폭이 진행되면 Taq DNA 폴리머라제의 5'→3' 엑소뉴클레아제 활성에 TaqMan probe가 분해되면서 형광 리포터가 자유롭게 방출되고, 그로 인해 소광제와 멀어지면서 형광을 발산하게 된다. 이를 측정하여 실시간으로 표적 DNA 조각의 생성량을 모니터링 하는 것이다.Hybridization probes are hybridized to a specifically complementary base sequence and emit fluorescence during the PCR reaction. For example, as a typical hybridization probe, a taqman probe (dual labeled fluorogenic probe) has a fluorescent reporter at the 5 'end and a quencher at the 3' end. If the fluorescent reporter of the taxane probe is present in close proximity to the quencher, the fluorescence is canceled and not detected. When the TaqMan probe hybridizes to the specific target sequence and the PCR amplification proceeds, the TaqMan probe is decomposed into the 5 '→ 3' exonuclease activity of the Taq DNA polymerase, and the fluorescent reporter is released freely. As a result, And emits fluorescence. And the amount of target DNA fragments is monitored in real time.

도 1은 생체시료에서 핵산 및 단백질을 분리한 후, 단백질과 지시핵산 1을 반응시켜 제조된 단백질-지시핵산 1인 증폭핵산 1 및 시료에서 분리된 RNA 그리고 DNA 등의 핵산을 분리, 정제한 핵산을 제조한 후, 특정핵산의 특정영역에 완전하게 상보적인 결합을 하는 올리고뉴클레오타이드를 이용하여 증폭핵산 2 및 3을 제조하여 생체분자를 분석하고 생물적 의미를 분석하는 전체적인 흐름도를 보여주고 있다.FIG. 1 shows a nucleic acid sample obtained by separating a nucleic acid and a protein from a biological sample, reacting the protein with the indicator nucleic acid 1, and separating and purifying nucleic acid such as DNA and RNA isolated from the sample 1, And then amplified nucleic acids 2 and 3 are prepared by using oligonucleotides having a completely complementary bond to a specific region of a specific nucleic acid to analyze biomolecules and analyze the biological meaning thereof.

본 발명은 특정 리간드에 결합하는 물질, 특정 핵산 및 특정 유전자변이 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 시료에서 상기 특정 리간드에 결합하는 물질, 특정 핵산 및 특정 유전자변이 중 하나 또는 그 이상의 특정 생체분자를 핵산분석기술로 분석할 수 있는 지시핵산을 제조하는 단계, 상기 생체분자와 상기 지시핵산을 반응시켜 증폭할 수 있는 증폭핵산을 제조하는 단계, 상기 증폭핵산을 증폭하는 단계, 및 상기 증폭 중간산물 및 최종산물 존재신호를 탐지하고 분석하는 단계로 구성되며, 상기 특정 리간드에 결합하는 물질, 상기 특정 핵산 및 상기 특정 유전자변이를 핵산분석기술로 분석할 수 있고, 상기 특정 리간드에 결합하는 물질, 상기 특정 핵산 및 상기 특정 유전자변이중 하나 또는 그 이상을 핵산분석방법으로 분석하는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.The present invention relates to a substance which binds to a specific ligand, a substance which binds to the specific ligand, a specific nucleic acid and a specific biomolecule of a specific gene mutation in a sample containing one or more of a specific nucleic acid and a specific gene mutation, Preparing an indicator nucleic acid capable of being analyzed by an analytical technique, preparing an amplified nucleic acid capable of amplifying by reacting the biomolecule with the indicator nucleic acid, amplifying the amplified nucleic acid, And detecting and analyzing a product presence signal, wherein the substance that binds to the specific ligand, the specific nucleic acid, and the specific gene mutation can be analyzed by a nucleic acid analysis technique, and a substance binding to the specific ligand, And a biomolecule analyzing unit for analyzing one or more of the specific gene mutations by a nucleic acid analysis method To provide a kit and equipment.

1. 지시핵산1. Inducible nucleic acid

지시핵산은 특정 물질에 결합하는 리간드, 특정 핵산 또는 특정 유전자변이를 지시하고 존재의 신호를 증폭할 수 있도록 염기서열이 선정되어 제조되는 올리고뉴클레오타이드로 분석하고자하는 생체분자를 핵산분석으로 할 수 있게 한다.Inducible nucleic acids enable nucleic acid analysis of biomolecules to be analyzed with oligonucleotides prepared by selecting a nucleotide sequence so as to direct a ligand, a specific nucleic acid or a specific gene mutation to bind to a specific substance and amplify a signal of the presence .

상기 지시핵산은 특정리간드를 지시하며 존재의 신호를 증폭할 수 있는 염기서열 구조체인 올리고뉴클레오타이드이며 특정 리간드에 결합하는 물질인 생체분자를 핵산분석방법으로 분석하는 용도로 사용할 수 있다. 상기 지시핵산은 핵산 존재 신호를 증폭시킬 수 있는 PCR, LCR, SDA, TMA, bDNA, Invader 방법, 및 RCA 등의 다양한 방법에 사용되는 핵산구조체이며 공지된 방법으로 설계 제조할 수 있다.The indicator nucleic acid can be used for analyzing a biomolecule, which is an oligonucleotide, which is a nucleotide sequence structure capable of amplifying a signal of a specific ligand and is bound to a specific ligand, by a nucleic acid analysis method. The indicator nucleic acid is a nucleic acid construct used for various methods such as PCR, LCR, SDA, TMA, bDNA, Invader method, and RCA capable of amplifying a nucleic acid existing signal and can be designed and manufactured by a known method.

구체적으로, (i) 상기 분석하고자하는 특정 물질에 결합하는 리간드에 연결되고 상기 PCR 프라이머와 상보적인 결합을 하여 부분적 이중가닥을 형성하고 증폭이 가능하도록 하는 올리고뉴클레오타이드, (ii) 상기 분석하고자하는 특정 핵산을 인지하는 염기서열과 연결되고 상기 PCR 프라이머와 상보적인 결합을 하여 부분적 이중가닥을 형성하고 증폭이 가능하도록 하는 올리고뉴클레오타이드, 및 (iii) 상기 분석하고자하는 특정 유전자변이를 인지하는 열기서열과 연결되고 상기 PCR 프라이머와 상보적인 결합을 하여 부분적 이중가닥을 형성하고 증폭이 가능하도록 하는 올리고뉴클레오타이드이다.Specifically, (i) an oligonucleotide linked to a ligand that binds to the specific substance to be analyzed and having a complementary binding with the PCR primer to form a partial double strand and enable amplification, (ii) An oligonucleotide which is linked to a nucleotide sequence recognizing the nucleic acid and which is complementary to the PCR primer to form a partial double strand and enable amplification; and (iii) an oligonucleotide linked to an open sequence recognizing the specific gene mutation to be analyzed And is complementary to the PCR primer to form a partial double strand and allow amplification.

본 발명에 사용된 바와 같이, "상보적 결합 염기서열"은 올리고뉴클레오타이드의 혼성화를 허용하기에 충분한 길이의 뉴클레오타이드를 의미하고 상보적인 염기서열은 길이가 6~1,000개의 뉴클레오타이드 범위에 있고 바람직한 범위는 8~30개 뉴클레오타이드이고 최적으로 10~25개 뉴클레오타이드 범위이다.As used herein, "complementary binding base sequence" means a nucleotide of sufficient length to allow hybridization of the oligonucleotide, the complementary base sequence is in the range of 6 to 1,000 nucleotides in length, and the preferred range is 8 ~ 30 nucleotides and optimally between 10 and 25 nucleotides.

본 발명에서는 상기 특정핵산과 같은 방향으로 완전하게 상보적 결합하는 올리고뉴클레오타이드들 중에서 상류에 있는 위치하는 올리고뉴클레오타이드를 상류 올리고뉴클레오타이드, 하류에 있는 위치하는 것을 하류 올리고뉴클레오타이드라고 지칭한다. In the present invention, an oligonucleotide located upstream from oligonucleotides completely complementary to each other in the same direction as the specific nucleic acid is referred to as an upstream oligonucleotide, and a site located downstream of the oligonucleotide is referred to as a downstream oligonucleotide.

본 발명에 따른 "상류 올리고뉴클레오타이드"는 바람직하게 길이가 6~100개, 보다 바람직하게는 8~30개 및 가장 바람직하게는 20개인 뉴클레오타이드이다. The "upstream oligonucleotide" according to the present invention is preferably a nucleotide having a length of 6 to 100, more preferably 8 to 30, and most preferably 20 nucleotides.

본 발명에 따른 "하류 올리고뉴클레오타이드"의 3' 영역은 특정핵산에 적어도 부분적으로 상보적이고 바람직하게 8~80개 및 가장 바람직하게 10~20개 뉴클레오타이드이다. The 3 'region of a "downstream oligonucleotide" according to the present invention is at least partially complementary to a particular nucleic acid, preferably 8 to 80 nucleotides and most preferably 10 to 20 nucleotides.

"포착프로브"는 반응에서 폴리뉴클레오티드를 확인 및/또는 폴리뉴클레오티드의 원천을 추적하는데 이용되는 독특한 뉴클레오티드 서열들을 말한다. 포착프로브 서열은 신호프라이머의 5' 말단 또는 3' 말단에 있을 수 있다. 포착프로브 염기서열들은 크기 및 조성에서 광범위하게 다변할 수 있다; 다음의 참고자료들은 특정 구체예들에 적합한 일련의 포착프로브 염기서열들을 선택하는 지침을 제시한다(미국 특허 제5,635,400호; Brenner et al, 2000, PNAS., 97: 1665-1670; Shoemaker et al, 1996, Nature Genetics, 14: 450-456; 유럽 특허공개 0799897A1; 미국 특허 제 5,981,179호. 참조). 바람직하게, 포착프로브 염기서열은 4~36개의 뉴클레오티드들, 또는 6~30개의 뉴클레오티드들, 또는 8~20개의 뉴클레오티드들 범위의 길이를 보유할 수 있다. 또한 본 발명에서 포착프로브의 염기서열은 표적핵산의 특이 염기서열일 수도 있다.  "Capture probe" refers to unique nucleotide sequences used to identify polynucleotides in a reaction and / or to trace the origin of a polynucleotide. The capture probe sequence may be at the 5 'end or the 3' end of the signal primer. Acquisition probe base sequences can vary widely in size and composition; The following references provide guidance for selecting a set of capture probe base sequences suitable for particular embodiments (U.S. Patent No. 5,635,400; Brenner et al, 2000, PNAS, 97: 1665-1670; Shoemaker et al, 1996, Nature Genetics, 14: 450-456; European Patent Publication 0799897A1; U.S. Patent No. 5,981,179). Preferably, the capture probe base sequence can have a length ranging from 4 to 36 nucleotides, or from 6 to 30 nucleotides, or from 8 to 20 nucleotides. Also, in the present invention, the base sequence of the capture probe may be a specific base sequence of the target nucleic acid.

1-1. 특정리간드 결합 물질 지시핵산1-1. Certain ligand binding material indicator nucleic acids

상기 특정리간드에 결합하는 물질을 핵산분석기술로 분석하기 위한, 상기 특정리간드와 상기 핵산부분을 공지된 방법으로 리간드-핵산 복합체인 지시핵산을 만들 수 있으며 이를 지시핵산 1이라 지칭한다.The specific ligand and the nucleic acid moiety for analyzing the substance bound to the specific ligand by a nucleic acid analysis technique can be made into a nucleotide sequence that is a ligand-nucleic acid complex by a known method.

도 2는 생체시료에서 있는 특정 리간드에 결합하는 물질-분석리간드 복합체인 증폭핵산을 설명하는 도면이고 지시핵산은 리간드와 올리고뉴클레오타이드가 연결된 복합체이고 올리고뉴클레오타이드는 리간드를 지시하는 염기서열 및 유니버셜 PCR 프라이머에 상보적인 염기서열로 이루어진 핵산이다.FIG. 2 is a view for explaining an amplified nucleic acid which is a substance-analyzing ligand complex which binds to a specific ligand in a biological sample, and the indicated nucleic acid is a complex in which a ligand and an oligonucleotide are linked and the oligonucleotide has a base sequence indicating a ligand and a universal PCR primer It is a nucleic acid consisting of a complementary base sequence.

도 3은 특정리간드에 결합하는 물질에 결합하는 두 개 리간드를 이용하여 상기 특정물질을 용액 내에서 포획한 후, 핵산분석기술로 분석하는 도면이다.Figure 3 is a plot of the specific material captured in solution using two ligands that bind to a substance that binds to a particular ligand and then analyzed by nucleic acid analysis techniques.

본 발명에 있어서 일례로, 상기 특정리간드에 결합하는 뮬질 정량분석을 위해 상기 올리고뉴클레오타이드는 PCR 프라이머 쌍의 정방향 프라이머와 완전하게 상보적 결합하는 염기서열인 영역, 포착프로브와 완전하게 상보적 결합하는 염기서열인 영역, PCR 프라이머 쌍의 역방향 프라이머와 동일한 염기서열인 영역 등으로 구성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, for quantitative analysis of mucin binding to the specific ligand, the oligonucleotide includes a base sequence region completely complementary to the forward primer of the pair of PCR primers, a base complementary to the capture probe A sequence region, a region having the same base sequence as the reverse primer of the pair of PCR primers, and the like.

본 발명에서는 특정리간드에 결합하는 물질을 핵산분석기술로 분석하기 위해 올리고뉴클레오타이드를 설계하는데, 특정 리간드에 연결되는 올리고뉴클레오타이드의 구성은 다음의 일반식 (I)로 표시되는 것을 특징으로 하는 방법:In the present invention, an oligonucleotide is designed to analyze a substance bound to a specific ligand by a nucleic acid analysis technique. The structure of the oligonucleotide connected to a specific ligand is represented by the following general formula (I):

5'-P1α-T-P3β-3' (I)5'-P1? -T-P3? -3 '(I)

상기 일반식 (I)에서, P1는 PCR 프라이머 쌍의 정방향 프라이머와 완전하게 상보적 결합하는 영역이고 T은 포착프로브와 완전하게 상보적 결합하는 영역으로 혼성화반응에서 사용하는 프로브로 적합하도록 설계할 수 있다. P3는 PCR 프라이머 쌍의 역방향 프라이머와 동일한 염기서열인 영역이다. α 및 β는 뉴클레오타이드의 개수를 나타내며, α 및 β는 8~30의 정수이다.In the above general formula (I), P1 is a region completely complementary to the forward primer of the PCR primer pair, and T is a region completely complementary to the capture probe, and can be designed to be suitable as a probe used in a hybridization reaction have. P3 is a region having the same base sequence as the reverse primer of the PCR primer pair. ? and? represent the number of nucleotides, and? and? are integers of 8 to 30.

1-2. 특정핵산 지시핵산1-2. Specific nucleic acid-directed nucleic acid

상기 특정 핵산은 단일가닥핵산 또는 이중가닥핵산 DNA 또는 RNA를 포함할 수 있다. DNA는 인산(H3PO4), 디옥시리보스(C5H10O4), 염기로 구성되는 뉴클레오티드의 결합체이고 RNA는 D-리보오스를 당성분으로 하는 핵산이다. RNA는 단백질을 지시하는 전사체 뿐만이 아니라 noncoding RNA 전자체(miRNA, siRNA 등)까지도 포함한다. The particular nucleic acid may comprise single-stranded nucleic acid or double-stranded nucleic acid DNA or RNA. DNA is a conjugate of a nucleotide composed of phosphoric acid (H3PO4), deoxyribose (C5H10O4), and a base, and RNA is a nucleic acid having D-ribose as a sugar component. RNA includes not only the transcript that directs the protein but also the noncoding RNA itself (miRNA, siRNA, etc.).

특히, 길이가 짧은 miRNA의 경우 miRNA을 정량하는 다양한 PCR 방법이 개발되고 있다. 본 발명은 miRNA에 효소를 사용하여 poly(A)를 부가하고 역전사하여 상기 설계된 올리고뉴클레오타이드를 부가한 후, 핵산분석기술로 miRNA를 분석할 수 있고 Stem-loop RTPCR 방법에서도 지시핵산인 올리고뉴클레오타이드를 설계하여 miRNA를 정량할 수 있다.In particular, in the case of miRNAs of short length, various PCR methods for quantifying miRNAs have been developed. In the present invention, miRNA can be analyzed by a nucleic acid analysis technique after addition of the designed oligonucleotide by adding poly (A) to an miRNA using an enzyme and reverse transcription, and an oligonucleotide which is an indicator nucleic acid is designed in the Stem-loop RTPCR method To quantify miRNA.

상기 특정핵산을 핵산분석기술로 분석하기 위한, 상기 특정핵산을 지시하고 증폭할 수 있도록 하는 상류 올리고뉴클레오타이드 및 하류 올리고뉴클레오타이드인 지시핵산을 공지된 방법으로 만들 수 있으며 이를 지시핵산 2이라 지칭한다.An upstream oligonucleotide capable of indicating and amplifying the specific nucleic acid and a directed oligonucleotide, which is a downstream oligonucleotide, for analyzing the specific nucleic acid with a nucleic acid analysis technique, can be prepared by a known method, and this is referred to as an indicator nucleic acid 2.

도 4는 생체시료에서 분리된 핵산에 상류 올리고뉴클레오이드와 하류 올리고뉴클레오타이드로 부분적 이중가닥핵산을 형성시킨 후 완전한 이중가닥핵산을 형성하여 정량 분석하는 방법을 보여주는 도면이다.FIG. 4 is a diagram showing a method of forming a partial double-stranded nucleic acid with an upstream oligonucleotide and a downstream oligonucleotide in a nucleic acid separated from a biological sample, and forming a complete double-stranded nucleic acid to quantitatively analyze the nucleic acid.

본 발명에 있어서 일례로, 상기 특정핵산 정량분석을 위해 상기 지시핵산 2인 상류 올리고뉴클레오타이드는 정방향 신호프라이머와 완전하게 상보적 결합을 하는 염기서열인 영역과 상기 특정핵산과 완전하게 상보적 결합하는 염기서열인 영역 등으로 구성되고, 지시핵산 2인 하류 올리고클레오타이드는 상기 특정핵산과 완전하게 상보적 결합하는 염기서열인 영역, 상기 포착프로브와 완전하게 상보적 결합하는 염기서열인 영역, 역방향 신호프라이머와 완전하게 상보적 결합을 하는 염기서열인 영역 등으로 구성될 수 있다. 신호프라이머는 형광물질이나 신호를 발생할 수 있는 효소 등이 부착된 PCR 프라이머를 의미할 수 있다.In the present invention, for the specific nucleic acid quantitative analysis, for example, the upstream oligonucleotide, which is the indicated nucleic acid 2, has a region which is a base sequence completely complementary to the forward signal primer and a base which is completely complementary to the specific nucleic acid The downstream oligonucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 is a nucleotide sequence which is completely complementary to the specific nucleic acid, a nucleotide sequence which completely complementarily binds to the capture probe, a reverse signal primer And a region which is a nucleotide sequence completely complementary to the nucleotide sequence. The signal primer may refer to a PCR primer attached with a fluorescent substance or an enzyme capable of generating a signal.

또한, 본 발명은 상기 특정핵산 정량분석을 위해 상기 지시핵산 2인 상류 올리고뉴클레오타이드 및 하류 올리고뉴클레오타이드를 제작하는 단계에 있어서, 상기 상류 올리고뉴클레오타이드의 구성은 (i) PCR 프라이머 쌍에서 정방향 프라이머가 완전하게 상보적 결합하는 영역 및 (ii) 혼성화되는 특정핵산과 실질적으로 상보적 혼성화 서열 영역 등으로 구성된 올리고뉴클레오타이드이다.In addition, the present invention relates to a method for preparing the above-mentioned oligonucleotide, which is an upstream oligonucleotide and a downstream oligonucleotide, for the specific nucleic acid quantitative analysis, wherein the upstream oligonucleotide comprises (i) a forward primer in the PCR primer pair is completely A complementary binding region, and (ii) a substantially complementary hybridization sequence region with a specific nucleic acid to be hybridized.

상기에서, 상기 상류 올리고뉴클레오타이드 다음의 일반식(II)로 표시되는 것을 특징으로 하는 방법:In the above, the upstream oligonucleotide is represented by the following formula (II):

5'-P1α-Hβ-3' (II)5'-P1? -H? 3 '(II)

상기 일반식 (II)에서, P1는 PCR 프라이머 쌍에서 정방향 프라이머와 완전하게 상보적 결합하는 영역이고 H는 혼성화되는 표적핵산과 실질적으로 상보적 혼성화 서열 영역이다. α 및 β는 뉴클레오타이드의 개수를 나타내며, α 및 β는 8~30의 정수이다.In the above general formula (II), P1 is a region that completely complementarily binds to a forward primer in PCR primer pairs, and H is a substantially complementary hybridization sequence region with a target nucleic acid to be hybridized. ? and? represent the number of nucleotides, and? and? are integers of 8 to 30.

상기 지시핵산 2인 상류 올리고뉴클레오타이드로서, 상기 특정 핵산에 완전하게(perfectly)상보적인 서열이 이용될 수 있으나, 특이적 혼성화를 방해하지 않는 범위 내에서 실질적으로(substantially) 상보적인 서열이 이용될 수도 있다. 바람직하게는, 상기 상류 올리고뉴클레오타이드는 본 발명의 특정 표적핵산의 10~30개의 연속 뉴클레오타이드 잔기를 포함하는 서열에 혼성화될 수 있는 서열을 포함한다. A perfectly complementary sequence may be used as the above-mentioned nucleotide 2 as an upstream oligonucleotide, but a substantially complementary sequence may be used as long as it does not interfere with the specific hybridization. have. Preferably, the upstream oligonucleotide comprises a sequence that is capable of hybridizing to a sequence comprising 10 to 30 contiguous nucleotide residues of a particular target nucleic acid of the invention.

상기 지시핵산 2인 하류 올리고뉴클레오타이드의 구성은 (i) 상기 특정핵산과 상기 상류 올리고뉴클레오타이드와 같은 방향으로 완전하게 상보적 결합을 하는 영역, (ii) 상기 포착프로브와 완전하게 상보적 결합하는 영역 및 (iii) PCR 프라이머 쌍에서 역방향 프라이머와 완전하게 상보적 결합하는 영역 등이다.The constitution of the downstream oligonucleotide which is the indicator nucleic acid 2 includes (i) a region which is completely complementary to the specific nucleic acid in the same direction as the upstream oligonucleotide, (ii) a region which is completely complementary to the capture probe, (iii) a region completely complementary to the reverse primer in the PCR primer pair.

상기에서, 상기 하류 올리고뉴클레오타이드 다음의 일반식 (III)로 표시되는 것을 특징으로 하는 방법:In the above, the downstream oligonucleotide is represented by the following formula (III):

5'-Hα-Tβ-P3γ-3' (III)5'-Hα-Tβ-P3γ-3 '(III)

상기 일반식 (II)에 있어서, H는 상기 특정핵산에 상기 상류 올리고뉴클레오타이드의 3' 말단이 결합하는 위치 다음의 염기서열부터 완전하게 상보적 결합을 하는 변이 인접 특이 영역이고 T은 포착프로브와 완전하게 상보적 결합하는 영역으로 표적 단일가닥핵산을 식별하기 위해서 이용되며 혼성화 반응에서 사용하는 프로브로 적합하도록 설계할 수 있다. P3는 PCR 프라이머 쌍에서 역방향 프라이머와 완전하게 상보적 결합을 하는 영역이다. α, β 및 γ는 뉴클레오타이드의 개수로 8~30의 정수이다.In the above general formula (II), H is a mutation adjacent specific region that completely complementary binds to the specific nucleic acid from the nucleotide sequence following the position at which the 3'end of the upstream oligonucleotide binds, T is a capture probe and complete To identify the target single-stranded nucleic acid as a complementary binding region, and can be designed to be suitable as a probe used in a hybridization reaction. P3 is a region that completes complementary binding with the reverse primer in the PCR primer pair. ?,? and? are the number of nucleotides and are an integer of 8 to 30.

1-3. 특정 유전자변이 지시핵산1-3. Specific gene mutation indicating nucleic acid

상기 특정 유전자변이를 핵산분석기술로 분석하기 위한, 상기 특정 유전자변이를 지시하고 증폭할 수 있도록 하는 상류 올리고뉴클레오타이드 및 하류 올리고뉴클레오타이드인 지시핵산을 공지된 방법으로 만들 수 있으며 이를 지시핵산 3라 지칭한다.An upstream oligonucleotide capable of directing and amplifying the specific gene mutation and a directed oligonucleotide, which is a downstream oligonucleotide, for analyzing the specific gene mutation by a nucleic acid analysis technique, can be prepared by a known method and referred to as an indicator nucleic acid 3 .

도 5은 생체시료에서 핵산을 포함하는 생체분자들을 분리하여 특정 유전자변이를 포함하고 인접부위에 완전하게 상보적인 결합을 하는 핵산을 포함하는 지시핵산 3으로 특정 유전자변이분석을 하는 전체적인 흐름도를 보여주고 있다.FIG. 5 shows a general flow chart for performing specific gene mutation analysis with a nucleic acid probe 3 containing a nucleic acid containing a specific gene mutation and completely complementary to a neighboring site by separating nucleic acid-containing biomolecules from a biological sample have.

본 발명에 있어서 일례로, 상기 특정 유전자변이를 분석하기 위해 상기 지시핵산 3인 상류 올리뉴클레오타이드는 정방향 PCR 프라이머와 완전하게 상보적 결합을 하는 염기서열인 영역, 상기 표적핵산과 완전하게 상보적 결합을 하는 염기서열 및 3' 말단에 상기 표적핵산의 뉴클레오타이드를 구분할 수 있는 염기서열인 영역 등으로 구성되고, 상기 지시핵산 3인 하류 올리고뉴클레오타이드는 상기 표적핵산과 완전하게 상보적 결합하는 염기서열인 영역, 상기 포착프로브와 완전하게 상보적 결합하는 염기서열인 영역, 역방향 PCR 프라이머와 완전하게 상보적 결합을 하는 염기서열인 영역 등으로 구성될 수 있다. 상기 상류 올리고뉴클레오타이드는 야생형 및 변이형으로 구분될 수 있으며, 대립형질 특이 올리고뉴클레오타이드(Allele specific oligonucleotide) 이고 상기 하류 올리고뉴클레오타이드는 변이위치 특이 올리고뉴클레오타이드(Variation specific oligonucleotide)이다.In one embodiment of the present invention, in order to analyze the specific gene mutation, the upstream oligonucleotide, which is the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, has a region that is completely complementary to the forward PCR primer and completely complementary to the target nucleic acid And a region which is a nucleotide sequence at which the nucleotide of the target nucleic acid can be distinguished at the 3 'end, and the downstream oligonucleotide of the nucleotide 3 is a nucleotide sequence completely complementary to the target nucleic acid, A region that is completely complementary to the capture probe, a region that is completely complementary to the reverse PCR primer, and the like. The upstream oligonucleotides can be classified into wild type and mutant types, and are allele specific oligonucleotides and the downstream oligonucleotides are Variation specific oligonucleotides.

또한, 본 발명은 특정유전자 변이 분석을 위해 상기 지시핵산 3인 상류 올리고뉴클레오타이드 및 하류 올리고뉴클레오타이드를 제작하는 단계에 있어서, 상기 상류 올리고뉴클레오타이드의 구성은 (i) PCR 프라이머 쌍에서 정방향 프라이머와 완전하게 상보적 결합하는 영역(P1), (ii) 표적핵산과 완전하게로 상보적 혼성화 서열을 가지는 변이인접 영역(H), 및 (iii) 뉴클레오타이드 변이에 해당하는 변이 영역(V)이며, 뉴클레오타이드 변이정보를 갖는 상류 올리고뉴클레오타이드는 두 종류 또는 그 이상의 올리고뉴클레오타이드들 등이다. In addition, the present invention relates to a method for preparing a nucleotide sequence comprising the steps of: (i) completely complementing a forward primer with a primer pair in a pair of PCR primers, in the step of preparing an upstream oligonucleotide and a downstream oligonucleotide, (Ii) a mutant region (H) having a complementary hybridization sequence completely complementary to the target nucleic acid, and (iii) a mutation region (V) corresponding to a nucleotide mutation, and the nucleotide mutation information Upstream oligonucleotides having two or more oligonucleotides and the like.

상기에서, 상기 지시핵산 3인 상류 올리고뉴클레오타이드 다음의 일반식(IV)로 표시되는 것을 특징으로 하는 방법:The above oligonucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, wherein the oligonucleotide is represented by the following formula (IV):

5'-P1α-Hβ-Vγ-3' (IV)5'-P1? -H? -V? -3 '(IV)

상기 일반식(IV)에서, P1는 PCR 프라이머 쌍에서 정방향 프라이머가 완전하게 상보적 결합하는 영역이고 H는 혼성화되는 표적핵산과 완전하게 상보적 혼성화 서열을 가지는 변이인접 특이 영역이고 V은 뉴클레오타이드 변이에 해당하는 변이 특이 영역이다. α, β 및 γ는 뉴클레오타이드의 개수를 나타내며, α및 β는 8~30의 정수이고, γ는 1~3의 정수이다.In the above general formula (IV), P1 is a region in which the forward primer completely complementarily binds in the PCR primer pair, H is a mutation adjacent specific region having a completely complementary hybridization sequence with the target nucleic acid to be hybridized, and V is a nucleotide variation The corresponding mutation is a singular region. ?,? and? represent the number of nucleotides,? and? are integers of 8 to 30, and? is an integer of 1 to 3.

상기 지시핵산 3인 상류 올리고뉴클레오타이드로서, 상기 SNP를 포함하는 서열에 완전하게(perfectly)상보적인 서열이 이용될 수 있으나, 특이적 혼성화를 방해하지 않는 범위 내에서 실질적으로(substantially) 상보적인 서열이 이용될 수도 있다. 바람직하게는, 상기 상류 올리고뉴클레오타이드는 본 발명의 SNP를 포함하는 10~30개의 연속 뉴클레오타이드 잔기를 포함하는 서열에 혼성화될 수 있는 서열을 포함한다. 보다 바람직하게는, 상기 상류 올리고뉴클레오타이드의 3' 말단은 상기 SNP 염기에 상보적인 염기를 갖는다. 일반적으로, 혼성화에 의해 형성되는 듀플렉스(duplex)의 안정성은 말단의 서열의 일치에 의해 결정되는 경향이 있기 때문에, 3' 말단에 SNP 염기에 상보적인 염기를 갖는 상류 올리고뉴클레오타이드에서 말단 영역이 혼성화되지 않으면, 이러한 듀플렉스는 엄격한 조건에서 해체될 수 있다.A perfectly complementary sequence may be used as an upstream oligonucleotide of the above-mentioned SNP 3, but a sequence substantially complementary within a range that does not disturb the specific hybridization may be used May be used. Preferably, the upstream oligonucleotide comprises a sequence capable of hybridizing to a sequence comprising 10 to 30 consecutive nucleotide residues comprising the SNP of the present invention. More preferably, the 3 ' end of the upstream oligonucleotide has a base complementary to the SNP base. Generally, the stability of a duplex formed by hybridization tends to be determined by the match of terminal sequences, so that terminal regions are not hybridized in an upstream oligonucleotide having a base complementary to the SNP base at the 3 'end Otherwise, such a duplex can be disjointed under stringent conditions.

상기 지시핵산 3인 하류 올리고뉴클레오타이드의 구성은 (i) 상기 표적핵산과 상류 올리고뉴클레오타이드와 같은 방향으로 완전하게 상보적 결합을 하는 영역(H), (ii) 상기 포착프로브와 완전하게 상보적 결합하는 영역(T) 및 (iii) PCR 프라이머 쌍에서 역방향프라이머와 완전하게 상보적 결합하는 영역(P3) 등이다.The structure of the downstream oligonucleotide of the indicator nucleic acid 3 is (i) a region (H) that completely complementarily binds to the target nucleic acid in the same direction as the upstream oligonucleotide, (ii) a completely complementary binding Region (T) and (iii) a region (P3) completely complementary to the reverse primer in the pair of PCR primers.

상기에서, 상기 지시핵산 3인 하류 올리고뉴클레오타이드 다음의 일반식(V)로 표시되는 것을 특징으로 하는 방법:The downstream oligonucleotide which is the above-mentioned indicator nucleic acid 3 is represented by the following general formula (V):

5'-Hα-Tβ-P3γ-3' (V)5'-Hα-Tβ-P3γ-3 '(V)

상기 일반식(IV)에 있어서, H는 상기 표적핵산과 완전하게 상보적 결합을 하는 변이인적특이 영역이고 T은 포착프로브와 완전하게 상보적 결합하는 영역으로 변이관련 뉴클레오타이드가 있는 단일가닥핵산을 식별하기 위해서 이용되며 혼성화반응에서 사용하는 프로브로 적합하도록 설계할 수 있다. P3는 PCR 프라이머 쌍에서 역방향 프라이머와 완전하게 상보적 결합을 하는 영역이다. α, β 및 γ는 뉴클레오타이드의 개수로 8~30의 정수이다.In the general formula (IV), H is a human specific region in which the complementary binding to the target nucleic acid is completely complementary, T is a region completely complementary to the capturing probe, and a single-stranded nucleic acid having a mutation-related nucleotide And can be designed to be suitable as a probe used in a hybridization reaction. P3 is a region that completes complementary binding with the reverse primer in the PCR primer pair. ?,? and? are the number of nucleotides and are an integer of 8 to 30.

바람직하게, 본 발명은 상기 분석하고자하는 생체분자를 핵산분석기술로 분석하기 위해 상기 지시핵산을 제조하는 단계는 상기 분석하고자하는 특정 물질에 결합하는 리간드와 상기 리간드를 지시하고 PCR 프라이머가 상보적으로 결합하여 증폭할 수 있도록 제조한 핵산부분을 연결시킨 지시핵산 1을 제조하는 단계, 상기 분석하고자하는 특정 핵산과 상기 특정 핵산을 지시하고 PCR 프라이머가 상보적으로 결합하여 증폭할 수 있도록 제조하는 일부의 특정핵산인 지시핵산2를 준비하는 단계, 및 상기 분석하고자하는 특정 유전자변이를 포함하는 핵산가닥과 상기 특정 유전자변이를 지시하고 상보적 결합을 하는 염기서열과 PCR 프라이머가 상보적으로 결합하여 증폭할 수 있는 염기서열로 이루어진 지시핵산 3을 제조하는 단계 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.Preferably, the step of preparing the indicator nucleic acid for analyzing the biomolecule to be analyzed by the nucleic acid analysis technique includes a step of detecting a ligand binding to the specific substance to be analyzed and the ligand, and the PCR primer is complementary Preparing a nucleic acid sequence 1 in which a nucleic acid portion that is prepared so as to be able to be amplified and ligated is linked to the specific nucleic acid to be analyzed, A step of preparing a specific nucleic acid, a nucleic acid sequence 2, and a PCR primer complementary to the nucleotide sequence containing the specific gene mutation to be analyzed and the complementary binding sequence, One or more of the steps of preparing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: Also it provides a biomolecule analysis methods, kits and equipment.

2. 시료처리2. Sample Processing

분석하고자하는 생체분자를 함유하고 있는 것으로 여겨지는 시료의 분석은 일련의 시료 준비 단계를 수반하며, 이들 단계에는 여과, 세포 용해, 핵산 정화, 및 시약과의 혼합을 포함할 수 있다. 핵산 분석 결과에 대한 확신을 갖기 위해서는 시료 준비 과정에 대한 제어가 유용할 것이다.Analysis of a sample suspected of containing a biomolecule to be analyzed involves a series of sample preparation steps, which may include filtration, cell lysis, nucleic acid purification, and mixing with reagents. Control of the sample preparation process may be useful to have confidence in the results of nucleic acid analysis.

상기 특정리간드에 결합하는 물질, 특정핵산 및 특정 유전자변이를 포함하는 생체분자를 위해 세포를 포함하는 시료인 경우, 세포를 융해하여 확보한 융해된 시료로부터 특정리간드 결합 물질을 포함하는 생체분자를 분리 정제 및 농축하여 농축된 생체분자 시료를 사용하거나 분석하고자하는 시료가 융해된 시료는 직접 분석할 시료로 사용할 수 있다.In the case of a sample containing cells for binding to the specific ligand, a specific nucleic acid and a biomolecule containing a specific gene mutation, a biomolecule containing a specific ligand binding substance is isolated from a fused sample obtained by melting the cell The concentrated and concentrated biomolecule sample can be used for purification or the sample to be analyzed can be used as a sample to be directly analyzed.

바람직하게, 본 발명은 상기 분석하고자하는 생체분자가 있는 용해된 시료는 융해소단위 다음 단계인 핵산소단위로 상기 시료를 직접 주입하는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.Preferably, the present invention provides a biomolecule analyzing method, a kit and an apparatus for directly injecting the sample into a nucleic acid subunit, which is the next step of the fusion subunit, in the dissolved sample having the biomolecule to be analyzed.

융해입자인 zirconium silicate(ZS)비드(Biospec products 사, 미국) 등이 있는 상태에서 시료를 처리(shaking 또는 vortexing)하여 세포를 융해할 수 도 있다.The sample may be treated (shaking or vortexing) with zirconium silicate (ZS) beads (Biospec products, USA), etc., to melt the cells.

바람직하게는, 일반적으로 정성정량분석의 경우 각종 시험, 검사시 비교를 위해 분석하고자하는 생체시료에 포함된 생체분자들로 내부정도관리를 한다. 상기 정도관리용 물질은 분석하고자하는 시료에 항상 일정량으로 존재하는 물질이 이상적이나 그렇지 못한 경우 시료에 포함되지 않는 물질인 외래물질을 사용할 수 있으며 바람직하게 분석하고자하는 시료가 생체시료인 경우 상기 생체시료에 포함되지 않는 외래생체분자들로 구성될 수 있다. 정도관리는 관리용 시료와 같은 외적기준을 사용하지 않고, 매회의 측정으로 얻을 수 있는 일군의 검사결과를 분석하여 측정치의 정밀도를 관리해 나가는 내부정도관리를 의미한다. Preferably, in the case of qualitative quantitative analysis, internal quality control is performed with biomolecules included in a biological sample to be analyzed for comparison in various tests and tests. The quality control material may be an exogenous material which is always contained in a sample to be analyzed in a predetermined amount, but is not included in the sample. If the sample to be analyzed is a biological sample, And < RTI ID = 0.0 > exogenous < / RTI > Quality management refers to internal quality control that manages the precision of a measurement by analyzing a group of inspection results obtained by each measurement without using external standards such as management samples.

바람직하며, 본 발명에서 내부정도관리용 물질은 인간유래 생체시료를 분석하는 경우 인간유래 생체시료에 포함되지 않는 생체분자로 식물특이생체분자를 사용할 수 있다. 현재 인간 게놈 프로젝트 및 식물의 일종인 애기장대(Arabidopsis thaliana)게놈 프로젝트가 종결되어 식물특이단백질들이 보고되어 있다. 본 발명에서는 인간유래 생체시료를 분석하기 위해, 기준물질로 식물특이단백질을 사용할 수 있다.In the present invention, the substance for internal quality control can be a biomolecule which is not contained in a human-derived biological sample when a human-derived biological sample is analyzed, and a plant-specific biomolecule can be used. Plant specific proteins have now been reported as a result of the termination of the human genome project and the Arabidopsis thaliana genome project, a plant species. In the present invention, a plant-specific protein can be used as a reference substance for analyzing a human-derived biological sample.

본 발명에 있어서, 특정리간드에 결합하는 물질 정량분석의 내부 정도관리는 분석하고자하는 생체시료에 포함되지 않는 물질을 이용할 수 있다.In the present invention, the internal quality control of the quantitative analysis of a substance bound to a specific ligand can be performed using a substance not included in the biological sample to be analyzed.

3. 증폭핵산 제조3. Preparation of amplified nucleic acid

본 발명은 상기 분석하고자하는 생체분자를 핵산분석기술로 분석하기 위해 상기 증폭핵산을 제조하는 단계는 상기 분석하고자하는 특정 물질과 상기 지시핵산 1을 반응시켜 특정물질-지시핵산 1 복합체인 증폭핵산 1을 제조하는 단계, 상기 분석하고자하는 특정 핵산과 상기 지시핵산 2를 반응시켜 형성된 부분적인 이중가닥핵산으로부터 완전한 이중가닥핵산인 증폭핵산 2를 제조하는 단계, 및 상기 분석하고자하는 특정 유전자변이를 포함하는 핵산가닥과 상기 지시핵산 3을 반응시켜 형성된 부분적인 이중가닥핵산으로부터 완전한 이중가닥핵산인 증폭핵산 3을 제조하는 단계 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.In the present invention, the step of preparing the amplified nucleic acid for analyzing the biomolecule to be analyzed by the nucleic acid analysis technique comprises reacting the specific substance to be analyzed with the indicator nucleic acid 1 to obtain an amplified nucleic acid 1 Preparing an amplified nucleic acid 2 which is a complete double-stranded nucleic acid from a partial double-stranded nucleic acid formed by reacting the specific nucleic acid to be analyzed with the indicated nucleic acid 2, and Preparing an amplified nucleic acid 3 which is a complete double-stranded nucleic acid from a partially double-stranded nucleic acid formed by reacting the nucleic acid strand and the indicated nucleic acid 3, and providing the biomolecule analysis method, kit and equipment.

상기 증폭핵산은 특정 생체분자 정보가 지시핵산에 의해 핵산분석기술에 의해 증폭이 가능한 핵산을 의미하며 (i) 상기 분석하고자하는 특정 물질과 상기 지시핵산 1이 반응하여 형성된 복합체와 PCR 프라이머 쌍이 반응한 핵산구조체, (ii) 상기 분석하고자하는 특정 핵산과 상기 지시핵산 2가 반응하여 형성된 부분적 이중가닥핵산이 전환된 완전한 이중가닥핵산과 PCR 프라이머 쌍이 반응한 핵산구조체, 및 (iii) 특정 유전자변이와 지시핵산 3이 반응하여 형성된 부분적 이중가닥핵산이 전환된 완전한 이중가닥핵산과 PCR 프라이머 쌍의 핵산구조체이다.The amplified nucleic acid refers to a nucleic acid whose specific biomolecule information can be amplified by a nucleic acid analysis technique by a nucleic acid analysis technique. The amplified nucleic acid comprises (i) a complex formed by reacting the specific substance to be analyzed with the indicator nucleic acid 1 and a pair of PCR primers (Ii) a nucleic acid construct in which a pair of PCR primers reacts with a complete double-stranded nucleic acid in which a partial double-stranded nucleic acid formed by reacting the specific nucleic acid to be analyzed with the indicated nucleic acid 2 is converted, and (iii) Is a nucleic acid construct of a pair of complete double-stranded nucleic acid and PCR primer in which partial double-stranded nucleic acid formed by reaction of nucleic acid 3 is converted.

바람직하게, 도 3에서처럼 특정리간드에 결합하는 물질을 핵산분석기술로 분석하기 위해 특정 물질에 결합하는 두 개의 리간드를 선정하여 그 중 하나에는 자성비드와 결합시키고 이를 자성리간드라고 지칭하고 다른 리간드와 상기 올리고뉴클레오타이드를 연결하여 지시핵산 1을 준비한다. 상기 특정물질이 있는 시료, 상기 자성리간드 및 상기 지시핵산 1을 반응시켜 자성리간드-특정물질-지시핵산 1 복합체를 형성할 수 도 있다. 용액 속에서 상기 복합체를 자력으로 수확하여 증폭핵산을 핵산분석기술로 분석하여 특정물질을 분석할 수 있다.Preferably, as shown in FIG. 3, in order to analyze a substance bound to a specific ligand by a nucleic acid analysis technique, two ligands binding to a specific substance are selected, one of which is bound to a magnetic bead and referred to as a magnetic ligand, The oligonucleotide is ligated to prepare the indicated nucleic acid 1. The magnetic ligand-specific substance-indicating nucleic acid 1 complex may be formed by reacting the sample with the specific substance, the magnetic ligand and the indicator nucleic acid 1. The complex can be harvested by magnetic force in a solution and the amplified nucleic acid can be analyzed by nucleic acid analysis technology to analyze a specific substance.

특정 리간드에 결합하는 물질 존재의 신호를 증폭하기 위해 증폭핵산을 제조하는데 있어 본 발명은 상기 특정리간드에 결합하는 물질, 상기 자성리간드 및 상기 지시핵산 1을 반응시켜 형성된 복합체인 증폭핵산을 확보할 수 있다.In order to amplify a signal of the presence of a substance bound to a specific ligand, the present invention can obtain an amplified nucleic acid which is a complex formed by reacting the substance binding to the specific ligand, the magnetic ligand and the indicator nucleic acid 1 have.

바람직하게, 다른 실시례는 특정물질을 포함한 시료를 지지체에 결합시킨 후, 상기 지시핵산 1을 반응시켜 특정물질-지시핵산 1 복합체를 형성하고 세척단계를 수행하여 미결합 지시핵산 1을 제거하여 정제된 복합체를 준비하여 증폭핵산을 핵산분석기술로 분석하여 특정물질을 분석할 수 있다. Preferably, in another embodiment, a sample containing a specific substance is bound to a support, followed by reacting the indicated nucleic acid 1 to form a specific substance-indicated nucleic acid 1 complex, followed by a washing step to remove the unbound nucleic acid 1, The amplified nucleic acid can be analyzed by nucleic acid analysis technology to analyze a specific substance.

특정 리간드에 결합하는 물질 존재의 신호를 증폭하기 위해 증폭핵산을 제조하는데 있어 본 발명은 상기 특정리간드에 결합하는 물질, 상기 지시핵산 1을 반응시켜 형성된 복합체인 증폭핵산을 확보할 수 있다.In order to amplify a signal of the presence of a substance bound to a specific ligand, the present invention can obtain an amplified nucleic acid, which is a complex formed by reacting the specific nucleotide to which the specific ligand is bound.

특정 핵산 존재 신호 증폭을 위한 증폭핵산을 제조하는데 있어 본 발명은 상기 표적핵산, 상기 지시핵산 2을 혼성화 반응하여 형성된 상기 부분적 이중가닥 핵산을 신장 및 연결 반응하여 상기 완전한 이중가닥핵산을 형성하는 반응을 두 번 또는 그 이상 반복적으로 수행하는 올리고뉴클레오타이드를 이용할 수 있다.In order to produce an amplified nucleic acid for amplifying a specific nucleic acid-present signal, the present invention includes a reaction for elongating and ligating the partial double-stranded nucleic acid formed by hybridizing the target nucleic acid and the indicated nucleic acid 2 to form the complete double-stranded nucleic acid Oligonucleotides that are repeated two or more times can be used.

특정 핵산 존재의 신호를 증폭하기 위해 증폭핵산을 제조하는데 있어 본 발명은 상기 특정핵산, 상기 지시핵산 2을 반응하여 형성된 부분적 이중가닥핵산을 신장 및 연결 반응하여 완전한 이중가닥핵산인 증폭핵산을 확보할 수 있다.In amplified nucleic acid amplification for amplifying a signal of a specific nucleic acid, the present invention elongates and ligates a partial double-stranded nucleic acid formed by reacting the specific nucleic acid with the indicated nucleic acid 2 to obtain an amplified nucleic acid as a complete double-stranded nucleic acid .

분석하고자하는 시료와 특정유전자변이를 인지하는 상기 지시핵산 3을 반응시켜 부분적 이중가닥핵산을 형성한다.The sample to be analyzed is reacted with the indicated nucleic acid 3 recognizing a specific gene mutation to form a partial double-stranded nucleic acid.

본 발명에 이용되는 상류 올리고뉴클레오타이드 및 하류 올리고뉴클레오타이드는 주형의 한 부위에 혼성화 또는 어닐링되어, 부분적 이중가닥 구조를 형성한다. 이러한 이중가닥 구조를 형성하는 데 적합한 핵산 혼성화의 조건은 Joseph Sambrook, 등, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.(2001) 및 Haymes, B.D., 등, Nucleic Acid Hybridization, A Practical Approach, IRL Press, Washington, D.C. (1985)에 개시되어 있다.The upstream oligonucleotides and the downstream oligonucleotides used in the present invention are hybridized or annealed at one site of the template to form a partial double stranded structure. Nucleic acid hybridization conditions suitable for forming such a double stranded structure can be found in Nucleic Acid Hybridization < RTI ID = 0.0 > (" , A Practical Approach, IRL Press, Washington, DC (1985).

본 발명에 있어서 어닐링은 표적 뉴클레오타이드 서열과 PCR 프라이머 사이에 특이적 결합을 가능하게 하는 엄격조건 하에서 실시된다. 어닐링을 위한 엄격조건은 서열-의존적이며 주위 환경적 변수에 따라 다양하다. 이렇게 증폭된 표적핵산은 하나의 분자 상에 다중 표적위치를 포함하는 표적핵산분자이며, 이를 이용하여 동시에 다중 표적위치를 분석할 수 있다.In the present invention, annealing is performed under stringent conditions that allow specific binding between the target nucleotide sequence and the PCR primer. The stringent conditions for annealing are sequence-dependent and vary with environmental variables. The amplified target nucleic acid is a target nucleic acid molecule containing multiple target positions on one molecule, and can be used to simultaneously analyze multiple target positions.

본 발명에 있어서, 상기 표적핵산, 상기 상류 올리고뉴클레오타이드와 하류 올리고뉴클레오타이드이 혼성화 반응을 하여 형성된 부분적 이중가닥핵산에서 두 올리고뉴클레오타이드 사이에 신장영역이 있는 경우 신장 반응하고 연결 반응하여 완전한 이중가닥핵산을 형성할 수 있다.In the present invention, in the partial double-stranded nucleic acid formed by hybridizing the target nucleic acid, the upstream oligonucleotide, and the downstream oligonucleotide, if there is a stretch region between two oligonucleotides, a stretch reaction and a linking reaction form a complete double stranded nucleic acid .

본 발명에 사용된 바와 같이, "신장 영역"은 핵산 중합화 활성을 통해 올리고뉴클레오타이드의 신장을 허용하기에 충분한 길이의 뉴클레오타이드를 언급한다. "신장 영역"은 표적 및 주형 핵산의 몇몇 양태에 존재한다. 존재하는 경우 "신장 영역"은 표적 또는 주형 핵산의 상류 올리고뉴클레오타이드 및 하류 올리고뉴클레오타이드 사이에 있다. "신장 영역"은 길이가 약 1~1000개 뉴클레오타이드이고 바람직한 범위는 1~100개 뉴클레오타이드이고 보다 바람직한 범위는 3~50개 및 최적으로 길이가 3~10개의 뉴클레오타이드 범위이다.As used herein, the "stretch region" refers to nucleotides of sufficient length to allow extension of the oligonucleotide through nucleic acid polymerisation activity. The "stretch region" is present in some embodiments of the target and template nucleic acid. The "stretch region ", if present, is between the upstream oligonucleotide and the downstream oligonucleotide of the target or template nucleic acid. The "stretch region" is about 1 to 1000 nucleotides in length, preferably 1 to 100 nucleotides in length, more preferably 3 to 50 nucleotides, and most preferably 3 to 10 nucleotides in length.

신장 반응(extension)은 중합효소를 이용하여 상기 신장영역에 뉴클레오티드들을 추가함으로써 프라이머를 연장시키는 것을 말한다. 핵산에 완전하게 상보적 결합된 올리고뉴클레오타이드를 연장시킨다면, 이 핵산은 연장 반응을 위한 주형으로 작용한다. 본 발명에 있어서, 상기 DNA 중합효소는 Taq DNA 중합효소 및 Pfu DNA 중합효소로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 이에 한정되지 않고, thermostable DNA 중합효소라면 어떤 것이든 사용할 수 있다.The extension refers to extending the primer by adding nucleotides to the extension region using a polymerase. If the oligonucleotide is completely complementary bound to the nucleic acid, the nucleic acid acts as a template for the extension reaction. In the present invention, the DNA polymerase may be selected from the group consisting of Taq DNA polymerase and Pfu DNA polymerase, but not limited thereto, and any thermostable DNA polymerase can be used.

연결 반응(ligation)은 상류 올리고뉴클레오타이드의 3' 말단 또는 신장된 상류 올리고뉴클레오타이드의 3' 말단과 하류 올리고뉴클레오타이드에 효소 촉매적으로 연결시키는 것을 말한다. 본 발명에 있어서, 상기 리가제는 E. coli DNA 리가제, Taq DNA 리가제, T4 DNA 리가제 및 Ampligase 리가제로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다.Ligation refers to enzymatic catalytic coupling of the 3 ' end of the upstream oligonucleotide or the 3 ' end of the extended upstream oligonucleotide to the downstream oligonucleotide. In the present invention, the ligase may be selected from the group consisting of E. coli DNA ligase, Taq DNA ligase, T4 DNA ligase and Ampligase ligase.

본 발명에 있어서, 상기 표적핵산과 상기 상류 올리고뉴클레오타이드와 하류 올리고뉴클레오타이드가 혼성화 반응을 하여 형성된 부분적 이중가닥핵산이 두 올리고뉴클레오타이드사이에 닉(nick)이 있는 경우 연결 반응하여 완전한 이중가닥핵산을 형성할 수 있다.In the present invention, when the partial double-stranded nucleic acid formed by hybridizing the target nucleic acid with the upstream oligonucleotide and the downstream oligonucleotide has a nick between the two oligonucleotides, the double-stranded nucleic acid forms a complete double-stranded nucleic acid .

상기 연결반응은 리가제(ligase)에 의한 뉴클레오티드 서열의 연결을 촉매할 수 있는 반응을 말한다. 특정 길이의 2종의 올리고뉴클레오타이드를 표적핵산에 나란히 완전하게 상보적 결합하도록 한 후, 이 때 형성되는 이중 나선의 닉(nick) 부위를 DNA ligase에 의하여 통상의 핵산의 연결 원리에 입각한 통상적인 연결반응을 통해 2종의 올리고뉴클레오타이드를 단일가닥상태로 연결하는 반응이다. 따라서 핵산의 연결을 유도하는 리가제로서 당업계에서 통상적으로 사용되는 효소를 제한 없이 사용할 수 있다.The linking reaction refers to a reaction capable of catalyzing the linkage of a nucleotide sequence by a ligase. After allowing two oligonucleotides of a specific length to be completely complementary to each other in the target nucleic acid, the nick site of the double helix formed at this time is amplified by a DNA ligase using a conventional Linking two oligonucleotides in a single stranded state through a linking reaction. Therefore, enzymes conventionally used in the art can be used without limitation as a ligase for inducing the linkage of nucleic acids.

상기 연결반응에 사용하는 효소는 E.coli DNA 리가제, Taq DNA 리가제, T4 DNA 리가제 및 Ampligase 리가제 등로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 이에 한정되지 않고, DNA 결합 활성을 가지는 리가제라면 어떤 것이든 사용할 수 있다.The enzyme used in the coupling reaction may be selected from the group consisting of E. coli DNA ligase, Taq DNA ligase, T4 DNA ligase and Ampligase ligase, but not limited thereto, DNA binding activity Can be used.

또한 상기 리가제 반응은 단일의 표적 유전자 또는 변이 검출이 가능할 뿐만 아니라, 복수의 표적을 인지하는 복수의 올리고뉴클레오타이드를 사용하여, 한 번의 반응으로 수행할 수 있다. 이 경우에는 각각의 리가제 올리고뉴클레오타이드 염기서열 중 표적핵산과 혼성화되는 부분의 melting temperature(Tm)값의 오차를 5℃이내로 되도록 각각의 변이 위치에 맞는 리가제와 올리고뉴클레오타이드를 선정하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the ligase reaction can be performed in a single reaction using a plurality of oligonucleotides capable of detecting a single target gene or a mutation as well as recognizing a plurality of targets. In this case, the ligase and the oligonucleotide suitable for each mutation position are selected so that the error of the melting temperature (Tm) value of the portion of the ligase oligonucleotide sequence hybridized with the target nucleic acid is within 5 ° C .

특정 유전자변이관련 증폭핵산의 핵산존재 신호를 위해 증폭핵산을 제조하는데 있어 본 발명은 상기 표적핵산, 상기 상류 올리고뉴클레오타이드와 하류 올리고뉴클레오타이드를 혼성화 반응하고 형성된 상기 부분적 이중가닥 핵산을 연결반응하여 상기 완전한 이중가닥핵산을 형성하는 반응을 두 번 또는 그 이상 반복적으로 수행할 수 있다.In order to produce an amplified nucleic acid for a nucleic acid presence signal of a specific gene mutation-associated amplified nucleic acid, the present invention relates to a method for hybridizing a target double-strand nucleic acid with a target nucleic acid, the upstream oligonucleotide and a downstream oligonucleotide, The reaction to form the strand nucleic acid can be carried out repeatedly two or more times.

특정 유전자변이 존재의 신호를 증폭하기 위해 증폭핵산을 제조하는데 있어 본 발명은 상기 특정 유전자변이가 있는 핵산, 상기 유전자변이를 지시하는 염기가닥핵산-지시핵산을 반응하여 형성된 부분적인 이중가닥핵산이 형성되고 완전한 이중가닥으로 복합체를 수행하여 증폭핵산을 확보할 수 있다.In the production of an amplified nucleic acid to amplify a signal of a specific gene mutation, the present invention is characterized in that a partial double stranded nucleic acid formed by reacting the nucleic acid having the specific gene mutation and the nucleotide-indicating nucleic acid, Lt; RTI ID = 0.0 > full-duplex < / RTI >

4. 증폭핵산 증폭4. Amplification of amplified nucleic acid

상기 증폭핵산의 증폭은 PCR, LCR, SDA, TMA, bDNA, Invader 방법, 및 RCA 등의 다양한 방법으로 할 수 있다.The amplification of the amplified nucleic acid can be performed by various methods such as PCR, LCR, SDA, TMA, bDNA, Invader method, and RCA.

본 발명에 있어서, 바람직하게, 특정 생체분자를 증폭하기 위해 증폭핵산을 증폭하는 데, 상기 신호프라이머는 표지물질이 있는 유니버셜 PCR 프라이머인 정방향 프라이머와 유니버셜 PCR 프라이머 등으로 구성된 역방향 프라이머로 구성할 수 있다.In the present invention, preferably, the amplified nucleic acid is amplified to amplify a specific biomolecule. The signal primer may be composed of a reverse primer composed of a forward primer, which is a universal PCR primer having a labeling substance, and a universal PCR primer .

상기에서, 상기 신호프라이머(signal primers)는 다음의 일반식(VI) 및 (VII)으로 표시되는 것을 특징으로 하는 방법:Wherein the signal primers are represented by the following formulas (VI) and (VII): < EMI ID =

정방향 프라이머 : 5'-X-P-3' (VI) ; Forward primer: 5'-X-P-3 '(VI);

역방향 프라이머: 5'-P-3' (VII)Reverse primer: 5'-P-3 '(VII)

일반식(VI) 및 (VII)에 있어서, X는 검출가능한 표지물질로 생체분자의 정량분석을 위해 대조구 시료에서 제조되는 타깃프로브와 실험구 시료에서 제조되는 타깃프로브에 사용되는 표지물질은 상이할 수 있으며, 바람직하게는 전자는 Cy3, 후자는 Cy5 일 수 도 있다. In the formulas (VI) and (VII), X is a detectable labeling substance. The quantitative analysis of the biomolecule is different between the target probe prepared in the control sample and the target substance used in the target probe prepared in the experimental sample Preferably, the former may be Cy3, and the latter may be Cy5.

또한 핵산의 변이 분석을 위해 상기 프라이머의 5' 최종말단에 형광 리포터 분자 혹은 물리적인 특징이 있는 리포터 분자 등인 표지물질로 변이관련 뉴클레오타이드의 종류 즉, 변이 유형을 식별하기 위해서 사용하고, 바람직하게, 형광분석은 뉴클레오타이드 변이에 따라 야생형(wild type)은 Cy3, 돌연변이형(mutation type)은 Cy5로 표지할 수 있다. P는 상류 올리고뉴클레오타이드 및 하류 올리고뉴클레오타이드의 신호프라이머가 완전하게 상보적 결합을 하는 영역의 염기서열에 완전하게 상보적인 염기서열로 구성된다.In order to analyze the mutation of the nucleic acid, a fluorescent substance or a reporter molecule having a physical characteristic at the 5 'terminal end of the primer is used as a labeling substance to identify the type of mutation-related nucleotide, that is, the type of mutation, The wild type can be labeled with Cy3, and the mutation type with Cy5 depending on the nucleotide variation. P consists of a nucleotide sequence completely complementary to the nucleotide sequence of the upstream oligonucleotide and the region in which the signal primer of the downstream oligonucleotide undergoes complete complementary binding.

상기 신호프라이머 쌍에서 정방향 프라이머(P1 또는 P2)는 상기 상류 올리고뉴클레오타이드의 구성에서 신호프라이머가 결합하는 영역의 염기서열에 완전하게 상보적으로 결합하는 열기서열로 구성되며 바람직하게는 유니버셜 PCR 프라이머(universal PCR primer)일 수도 있고 표적핵산의 뉴클레오타이드 변이에 따라 상기 신호프라이머의 5' 말단에 형광 리포터 분자 혹은 물리적인 특징이 있는 리포터 분자 등인 표지물질(X)이 선정되며 혼성화 반응을 종결하고 뉴클레오타이드 변이를 결정할 때 표지물질에서 발생하는 신호를 사용한다. The forward primer (P1 or P2) in the pair of signal primers is composed of a heat sequence that completely complementarily binds to the base sequence of the region to which the signal primer binds in the configuration of the upstream oligonucleotide, and is preferably a universal PCR primer PCR primer) or a labeling substance (X) such as a fluorescent reporter molecule or a reporter molecule having a physical characteristic at the 5 'end of the signal primer is selected according to the nucleotide variation of the target nucleic acid, and the hybridization reaction is terminated and the nucleotide variation is determined The signal generated from the labeling substance is used.

또한 상기 신호프라이머 쌍에서 역방향 프라이머(P3)는 상기 상류 올리고뉴클레오타이드의 구성에서 신호프라이머가 결합하는 영역의 염기서열에 완전하게 상보적으로 결합하는 열기서열로 구성되며 바람직하게는 유니버셜 PCR 프라이머(universal PCR primer)일 수도 있다. 유니버셜 PCR 프라이머는 일반적으로 염기서열 결정이나 PCR 등에 많이 사용되는 염기서열인 올리고뉴클레오타이드로 상업적인 클로닝 벡터에 많이 있다.In addition, the reverse primer (P3) in the signal primer pair is composed of a heat sequence which completely complementarily binds to the nucleotide sequence of the region to which the signal primer binds in the constitution of the upstream oligonucleotide, and is preferably a universal PCR primer. Universal PCR primers are oligonucleotides, which are generally used for nucleotide sequencing or PCR, and are often found in commercial cloning vectors.

도 6는 생체시료에서 분리한 핵산에 바이설파이트(bisulfite)를 처리하여 표적핵산 DNA를 제조한 후 이들 표적핵산의 특정영역에 완전하게 상보적인 결합을 하는 올리고뉴클레오타이드로 핵산 메틸화유무 분석을 하는 전체적인 흐름도를 보여주고 있다.FIG. 6 is a graph showing the results of the total nucleotide methylation analysis using an oligonucleotide having a complete complementary bond to a specific region of a target nucleic acid after bisulfite treatment of the nucleic acid isolated from a biological sample. Flow chart.

도 7은 특정리간드에 결합하는 물질, 특정핵산 및 특정 유전자변이를 지시핵산을 이용하여 증폭가능한 증폭핵산으로 전환한 후 핵산분석기술로 상기 생체분자를 분석하는 도면이다.FIG. 7 is a diagram for analyzing the biomolecule by a nucleic acid analysis technique after converting a substance binding to a specific ligand, a specific nucleic acid, and a specific gene mutation to an amplifiable nucleic acid amplifiable using an indicator nucleic acid.

본 발명은 상기 분석하고자하는 생체분자를 핵산분석기술로 분석하기 위해 상기 증폭핵산을 증폭하는 단계는 PCR, LCR, SDA, TMA, bDNA, Invader 방법, 및 RCA 중 어느 하나로 이루어지는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.The present invention provides a method for analyzing a biomolecule to be analyzed by a nucleic acid analysis technique, the method comprising amplifying the amplified nucleic acid using a biomolecule analysis method comprising any one of PCR, LCR, SDA, TMA, bDNA, Invader method, And equipment.

본 발명은 상기 분석하고자하는 생체분자를 핵산분석기술로 분석하기 위해 상기 증폭신호를 탐지하는 단계는, 상기 증폭단계에서 생산되는 증폭산물의 양 또는 염기서열을 이용하여 증폭신호를 탐지하는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.In the present invention, the step of detecting the amplified signal for analyzing the biomolecule to be analyzed by the nucleic acid analysis technique includes a step of detecting the amplified signal using the amount or the base sequence of the amplification product produced in the amplification step, Methods, kits, and equipment.

5. 핵산존재 신호 탐지 및 분석5. Nucleic acid presence signal detection and analysis

시료에는 특정 리간드와 결합하는 단백질을 포함하는 수많은 생체분자들이 존재한다. 이러한 점에서, 생체분자는 생체분자-리간드 복합체를 형성함으로써 리간드 신호를 검출하는 기능을 갖으며 이를 기초하여 생체분자 분석기술이 개발되고 있다.There are a number of biomolecules in the sample, including proteins that bind to specific ligands. In this respect, a biomolecule has a function of detecting a ligand signal by forming a biomolecule-ligand complex, and a biomolecule analyzing technique has been developed based thereon.

특정 핵산은 특정 핵산을 지시하고 특정 핵산 존재의 신호를 증폭할 수 있는 지시핵산2으로 분석할 수 있다. 상기 지시핵산은 핵산 존재 신호를 증폭시킬 수 있는 PCR, LCR, SDA, TMA, bDNA, Invader 방법, 및 RCA 등의 다양한 방법에 사용되는 핵산구조체와 특정 핵산을 지시하는 염기서열로 구성되며 공지된 방법으로 설계 제조할 수 있다.A particular nucleic acid can be analyzed as a directed nucleic acid 2 that can direct a particular nucleic acid and amplify the signal of a particular nucleic acid present. The indicator nucleic acid is composed of a nucleotide sequence used for various methods such as PCR, LCR, SDA, TMA, bDNA, Invader method, and RCA capable of amplifying a nucleic acid existing signal and a nucleotide sequence indicating a specific nucleic acid. Can be designed and manufactured.

본 발명에 있어서, 상기 특정핵산과 같은 방향으로 완전하게 상보적 결합하는 상류 올리고뉴클레오타이드 및 하류 올리고뉴클레오타이드인 지시핵산2를 제조하는 단계, 상기 특정 핵산, 상기 상류 올리고뉴클레오타이드와 하류 올리고뉴클레오타이드를 반응시켜 형성된 부분적 이중가닥핵산을 완전한 이중가닥핵산으로 제조하는 단계, 상기 완전한 이중가닥핵산을 주형으로 신호프라이머를 이용하여 표지 및 증폭하여 타깃프로브를 제조하는 단계, 및 상기 타깃프로브와 포착프로브를 혼성화 반응시켜 형성된 산물에서 발생하는 신호를 분석하는 단계; 를 포함하는 상기 표적핵산을 제조하고 분석할 수 있다.In the present invention, there is provided a method for producing a nucleic acid according to the present invention, comprising the steps of: preparing an upstream oligonucleotide completely complementary to the specific nucleic acid in the same direction as the specific nucleic acid and a nucleic acid 2 as a downstream oligonucleotide; Preparing a partial double-stranded nucleic acid as a complete double-stranded nucleic acid, labeling and amplifying the complete double-stranded nucleic acid as a template using a signal primer to prepare a target probe, and hybridizing the target probe and the capture probe Analyzing a signal occurring in the product; Lt; / RTI > can be prepared and analyzed.

도 5는 생체시료에서 핵산을 포함하는 생체분자들을 분리하여 특정 유전자변이를 포함하고 인접부위에 완전하게 상보적인 결합을 하는 지시핵산 3을 포함하는 올리고뉴클레오타이드로 특정 유전자변이분석을 하는 전체적인 흐름도를 보여주고 있다.FIG. 5 shows a general flow chart of performing a specific gene mutation analysis using an oligonucleotide including a nucleic acid 3 containing a nucleic acid-containing biomolecule and containing a specific gene mutation and having a complementary complementary bond to the adjacent site Giving.

상기 특정 유전자변이 분석을 위해 지시핵산은 핵산 존재 신호를 증폭시킬 수 있는 PCR, LCR, SDA, TMA, bDNA, Invader 방법, 및 RCA 등의 다양한 방법에 사용되는 핵산구조체이며 공지된 방법으로 설계 제조할 수 있다.For the specific gene mutation analysis, the indicator nucleic acid is a nucleic acid construct used for various methods such as PCR, LCR, SDA, TMA, bDNA, Invader method, and RCA capable of amplifying a nucleic acid existing signal and is designed and manufactured by a known method .

바람직하게, 특정 유전자변이의 분석을 위해 지시핵산 3인 상류 올리고뉴클레오타이드의 적어도 한 부분과 상보적 결합을 하는 영역 및 하류 올리고뉴클레오타이드의 적어도 한 부분과 상보적 결합을 하는 염기서열을 포함하는 폴리뉴클레오타이드를 언급한다. 당해 지시핵산 3은 두 올리고뉴클레오타이드와 완전하게 상보적 결합을 하는 영역사이에 신장영역 혹은 닉(nick)을 가질 수도 있다. Preferably, for analysis of a specific gene mutation, a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to at least one portion of the downstream oligonucleotide and a region that is complementary to at least one portion of the upstream oligonucleotide, I will mention. The indicated nucleic acid 3 may have a stretch region or a nick between the two complementary binding regions of the oligonucleotide.

본 발명은 상기 분석하고자하는 생체분자를 핵산분석기술로 분석하기 위해 상기 증폭신호를 탐지하는 단계는 상기 증폭단계에서 생산되는 증폭산물의 양을 단일 검사 또는 다중 검사로 증폭신호를 탐지하는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.In the present invention, the step of detecting the amplified signal for analyzing the biomolecule to be analyzed by the nucleic acid analysis technique may include analyzing the amount of the amplification product produced in the amplification step by using a biomolecule analysis Methods, kits, and equipment.

본 발명에 따르면, 상기 증폭핵산의 검출을 위한 실시간 PCR에서 증폭산물의 실시간 증폭을 확인하기 위해서 여러 방법들을 사용할 수 있으며, 예를 들면 인터켈레이팅(interchelating) 방법, 분자 비콘(Molecualr beacon) 방법 및 TaqMan 프로브법 등이 사용될 수 있다.According to the present invention, various methods can be used to confirm the real-time amplification of the amplification product in the real-time PCR for detection of the amplified nucleic acid, for example, an interchelating method, a molecular beacon method, TaqMan probe method and the like can be used.

인터컬레이팅 방법은 이중가닥 DNA에 결합하여 형광을 나타내는 인터켈레이터 (interchelator: SYBR Green I, EtBr 등)를 PCR 반응액에 첨가하여 증폭과 함께 발색하는 형광을 검출하는 방법으로, 인터컬레이터(interchelator)가 PCR 반응으로 합성된 이중가닥 DNA에 결합하여 형광을 발광하며 이 형광강도를 검출하여 증폭산물의 생성량을 측정할 수 있다.The intercalating method is a method of detecting fluorescence that is generated by amplification and addition of an intercalator (intercalator: SYBR Green I, EtBr, etc.) that binds to double stranded DNA and shows fluorescence in the PCR reaction solution. interchelator) binds to double-stranded DNA synthesized by PCR reaction to emit fluorescence, and the amount of the amplification product can be measured by detecting the fluorescence intensity.

분자 비콘 방법은 양 말단을 형광표지 인자(예: FAM, TAMRA 등)과 퀀쳐(quencher; 예: DABCYL등)로 수식한 헤어핀 형 이차구조를 만드는 올리고뉴클레오티드 프로브(Molecular Beacon probe)를 PCR 반응액에 첨가하는 방법이다. 분자 비콘 프로브는 유리 상태에서 헤어핀 구조를 취하며 형광표지 인자와 퀀쳐 물질에 근접해 있어 형광 발생이 억제되지만, 혼성화 단계에서 주형 DNA와 상보적인 영역에서 특이적으로 혼성화할때 형광표지 인자와 퀀쳐 물질과의 거리가 멀어져 퀀쳐 물질에 의한 억제가 해소됨으로써 프로브상의 형광색소가 형광을 나타내게 된다. 그러나, 혼성화되지 않은 분자 비콘 프로브는 헤어핀 구조를 유지하고 있어 형광을 나타내지 않게 된다.The molecular beacon method uses an oligonucleotide probe (Molecular Beacon probe) that forms a hairpin-type secondary structure modified with fluorescent markers (eg FAM, TAMRA, etc.) and a quencher (eg DABCYL) . Molecular beacon probes take a hairpin structure in the free state and are close to the fluorescent marker and the quencher material. However, when hybridizing specifically in the region complementary to the template DNA in the hybridization step, the fluorescent marker and the quencher substance And the fluorescent dye on the probe shows fluorescence due to the suppression by the quantum material. However, the nonhybridized molecular beacon probe maintains the hairpin structure and does not show fluorescence.

TaqMan 프로브법은 5'-말단을 형광표지 인자로 3'말단을 퀀쳐(예: TAMRA 등)로 표지한 올리고뉴클레오티드(TaqMan probe)를 PCR 반응액에 첨가하는 방법으로, TaqMan 프로브가 혼성화 단계에서 주형 DNA에 특이적으로 혼성화하지만, 프로브상의 퀀쳐에 의해 형광 발광이 억제되고, 중합 단계에서 Taq DNA 중합효소가 갖는 5'→3' 엑소뉴클레아제 활성으로 주형에 혼성화한 TaqMan 프로브만 분해되어 형광색소가 프로브에서 유리됨으로서 퀀쳐에 의한 억제가 해제되어 형광을 발광하게 된다.The TaqMan probe method is a method in which an oligonucleotide (TaqMan probe) labeled with a 5'-terminal as a fluorescent marker and a 3 'terminal as a quencher (for example, TAMRA) is added to the PCR reaction solution. DNA is specifically hybridized, but the fluorescence emission is inhibited by the quencher on the probe. In the polymerization step, only the TaqMan probe hybridized to the template due to the 5 '→ 3' exonuclease activity of the Taq DNA polymerase is degraded, Is released from the probe, the suppression by the quanta is released and the fluorescence is emitted.

본 발명에 따르면, 반응 효율, 시간, 형광표지 인자 타입 등을 적절히 고려하여, 위에 열거된 방법 중 적절한 실시간 PCR 증폭 확인방법을 선택할 수 있다. 본 발명에서는 TaqMan 프로브 방법을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.According to the present invention, a proper real-time PCR amplification confirmation method among the methods listed above can be selected taking into consideration reaction efficiency, time, type of fluorescent marker, and the like. In the present invention, it may be preferable to use the TaqMan probe method.

본 발명은상기 단일검사는 인터컬레이팅(interchelating) 방법, TaqMan 프로브법 및 분자 비콘(Molecualr beacon) 방법 중 선택되는 방법으로 탐지하는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.The present invention provides a biomolecule analysis method, a kit and an apparatus for detecting the single test by a method selected from an interchelating method, a TaqMan probe method and a molecular beacon method.

본 발명에 있어서, 상기 포착프로브는 상기 타깃프로브의 표지물질이 있는 단일가닥핵산과 완전하게 상보적 결합하는 염기서열을 보유할 수 있으며 상기 포착프로브는 타깃프로브의 표지물질이 있는 단일가닥핵산에 존재하는 역방향 하류 올리고뉴클레오타이드의 특이 염기서열과 완전하게 상보적 결합하는 염기서열일 수 있다.In the present invention, the acquisition probe may have a base sequence that completely complementarily binds to a single-stranded nucleic acid having a labeling substance of the target probe, and the acquisition probe is present in a single-stranded nucleic acid having a labeling substance of a target probe Which is completely complementary to the specific nucleotide sequence of the reverse downstream oligonucleotide.

상기의 포착프로브(capture probes)는 상기 포착프로브는 상기 증폭산물에 결합하여 이들을 식별하는 역할을 하며, 상기 표적핵산을 주형으로 신호프라이머로 증폭반응을 하여 만들어진 증폭산물에서 프라이머 결합영역(T)을 기초하여 표지물질이 있는 단일가닥핵산과 상보적인 염기서열을 갖는 단일가닥핵산, 올리고뉴클레오타이드 및 PNA(peptide nucleic acid) 등으로 제조할 수 있다.The capture probes serve to identify and bind to the amplification product. The primer binding region (T) in the amplification product, which is obtained by amplifying the target nucleic acid as a template with a signal primer, Strand nucleic acid, oligonucleotide, and PNA (peptide nucleic acid) having a base sequence complementary to a single-stranded nucleic acid having a labeling substance based thereon.

본 발명에 있어서, 상기 타깃프로브는 대조구 시료에서 제조하는 대조타깃프로브 및 실험구 시료에서 제조하는 분석타깃프로브로 구성될 수 도 있다.In the present invention, the target probe may be composed of a control target probe manufactured in a control sample and an analysis target probe manufactured in an experimental sample.

본 발명에 따른, 대조구와 실험구 시료에서 생체분자를 분리하여 정량분석을 하고자 할 경우 대조구 시료에서 분리된 생체분자로부터 표적핵산DNA를 제조한 후, 이를 주형으로 신호프라이머로 PCR하여 제조된 대조타깃프로브 및 실험구시료에서 제조된 표적핵산 DNA를 주형으로 PCR하여 분석타깃프로브를 제조한다. 이들 제조된 대조타깃프로브와 분석타깃프로브를 혼합하여 타깃프로브를 준비한다. 대조타깃프로브의 제조에 사용하는 신호프라이머의 표지물질과 대조타깃프로브의 제조에 사용하는 신호프라이머의 표지물질을 서로 상이하게 할 수 있다. 바람직하게 전자는 Cy3, 후자는 Cy5 형광물질을 사용할 수 있다.In order to quantitatively analyze a biomolecule from a control and an experimental sample according to the present invention, a target nucleic acid DNA is prepared from a biomolecule isolated from a control sample, and the target nucleic acid DNA is amplified by PCR using a signal primer The target probe is prepared by PCR using the target nucleic acid DNA prepared from the probe and the experimental sample as a template. The prepared target probes and the analysis target probes are mixed to prepare a target probe. The labeling substance of the signal primer used in the production of the control target probe and the labeling substance of the signal primer used in the production of the control target probe can be made different from each other. Preferably, the former is Cy3 and the latter is Cy5 fluorescent material.

본 발명에 있어서, 상기 포착프로브는 지지체에 결합할 수 도 있으며 상기 지지체는 유리슬라이드, 바이오센서의 감지표면, 비드, 나노입자 등일 수 있다.In the present invention, the acquisition probe may be coupled to a support and the support may be a glass slide, sensing surface of the biosensor, beads, nanoparticles, and the like.

도 8은 유리슬라이드 기판에 고정된 상기 포착프로브와 표지물질이 있는 타깃프로브를 혼성화시켜 세척한 후 발생하는 신호를 분석하여 생체분자를 분석하는 것에 관한 도면이다.FIG. 8 is a diagram for analyzing biomolecules by analyzing a signal generated after hybridizing the capture probe fixed to a glass slide substrate with a target probe having a labeling substance.

바람직하게는 포착프로브는 유리슬라이드 혹은 바이오센서의 감지표면 등에 결합될 수 있는데, 결합이 가능하도록 변형될 수 있으며, 이러한 변형은 올리고뉴클레오티드의 5'의 최종 말단에 C1~C20 알킬기가 결합될 수 있으며, 유리슬라이드 혹은 감지표면과의 결합을 용이하게 하기 위하여, 티올과 같은 물질이 부가될 수 있다. 그러나, 이러한 변형은 목적에 따라 적절히 변화가 가능하다.Preferably, the capture probe can be attached to a glass slide or a sensing surface of a biosensor, etc., which can be modified to enable binding, and this modification can be combined with a C1 to C20 alkyl group at the 5 ' end of the oligonucleotide , Materials such as thiols may be added to facilitate bonding with the glass slide or sensing surface. However, such a modification can be appropriately changed depending on the purpose.

이와 같이 포착프로브가 고정된 지지대는 마이크로어레이의 일종이 며 바이오센서 감지표면을 의미할 수 있으며 목표 물질이 결합하여 발생하는 변화를 측정하여 목표 물질을 감지할 수 있는 것이면 모두 가능하다. 특히, 형광 변화는 포착프로브에 결합한 표지물질의 형광물질을 분석하여 측정될 수 있다. 여기서 이용할 수 있는 것은 종래의 고체지지대인 유리슬라이드가 바람직하다.In this way, the support to which the acquisition probe is fixed is a kind of microarray, which can be a biosensor sensing surface, and can detect any target substance by measuring a change caused by binding of the target substance. In particular, fluorescence changes can be measured by analyzing the fluorescent material of the labeling substance bound to the capture probe. What is available here is a glass slide, which is a conventional solid support.

상기에서, 상기 혼성화 반응에서 혼성화(어닐링) 온도는 40~70℃이고 보다 바람직하게는 45~68℃이고, 보다 더 바람직하게는 50~65℃이며, 가장 바람직하게는 60~65℃이다. 혼성화 조건은 Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.(2001) 및 Haymes, B. D., et al., Nucleic Acid Hybridization, A Practical Approach, IRL Press, Washington, D.C. (1985)에 개시된 사항을 참조하여 결정할 수 있다. 혼성화에 이용되는 엄격조건(stringent condition)은 온도, 이온세기 (완충액 농도) 및 유기 용매와 같은 화합물의 존재 등을 조절하여 결정될 수 있다. 이러한 엄격한 조건은 혼성화되는 서열에 따라 다르게 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 엄격조건 중에서 고 엄격조건은 0.5 M NaHPO4, 7% SDS(sodium dodecyl sulfate), 1 mM EDTA에서 65℃조건으로 혼성화하고, 0.1 x SSC(standard saline citrate)/0.1% SDS에서 68℃조건으로 세척하는 것을 의미한다. 또는, 고 엄격조건은 6 x SSC/0.05% 소듐 파이로포스페이트에서 48℃조건으로 세척하는 것을 의미한다. 저 엄격조건은 예를 들어, 0.2 x SSC/0.1% SDS에서 42℃조건으로 세척하는 것을 의미한다.In the above hybridization, the hybridization (annealing) temperature is 40 to 70 캜, more preferably 45 to 68 캜, still more preferably 50 to 65 캜, and most preferably 60 to 65 캜. Hybridization conditions are described in the following publications: Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY (2001) and Haymes, BD, et al., Nucleic Acid Hybridization, A Practical Approach, IRL Press , Washington, DC (1985). ≪ / RTI > The stringent condition used for hybridization can be determined by controlling the temperature, the ionic strength (buffer concentration) and the presence of a compound such as an organic solvent, and the like. These stringent conditions can be determined differently depending on the sequence to be hybridized. For example, high stringency conditions were hybridized under conditions of 0.5 M NaHPO4, 7% sodium dodecyl sulfate (SDS) and 1 mM EDTA at 65 ° C, followed by hybridization in 0.1 x SSC (standard saline citrate) /0.1% SDS at 68 Lt; 0 > C. Alternatively, high stringency conditions means washing at < RTI ID = 0.0 > 48 C < / RTI > in 6 x SSC / 0.05% sodium pyrophosphate. Low stringency conditions mean, for example, washing in 0.2 x SSC / 0.1% SDS at 42 ° C.

상기 마이크로어레이에 있어서, 상기한 포착프로브는 혼성화 어레이 요소(hybridizable array element)로서 이용되며, 기체(substrate) 상에 고정화된다. 바람직한 기체는 적합한 견고성 또는 반-견고성 지지체로서, 예컨대, 막, 필터, 칩, 슬라이드, 웨이퍼, 파이버, 자기성 비드 또는 비자기성 비드, 겔, 튜빙, 플레이트, 고분자,미소입자 및 모세관을 포함한다. 상기한 포착프로브는 상기의 기체 상에 배열되고 고정화 된다. 이와 같은 고정화는 화학적 결합 방법 또는 UV와 같은 공유 결합적 방법에 의해 실시된다. 예를 들어, 상기 포착프로브는 에폭시 화합물 또는 알데히드기를 포함하도록 변형된 글래스 표면에 결합될 수 있고, 또한 폴리라이신 코팅 표면에서 UV에 의해 결합될 수 있다. 또한, 상기 혼성화 어레이 요소는 링커(예: 에틸렌 글리콜 올리고머 및 디아민)를 통해 기체에 결합될 수 있다.In the microarray, the acquisition probe is used as a hybridizable array element and immobilized on a substrate. Preferred gases include, for example, membranes, filters, chips, slides, wafers, fibers, magnetic beads or non-magnetic beads, gels, tubing, plates, polymers, microparticles and capillaries, as suitable rigid or semi-rigid supports. The above-described acquisition probes are arranged and immobilized on the above-mentioned substrate. Such immobilization is carried out by a chemical bonding method or a covalent bonding method such as UV. For example, the capture probe may be bonded to a glass surface modified to include an epoxy compound or an aldehyde group, and may also be bound by UV on a polylysine coating surface. In addition, the hybridization array element may be coupled to the gas through a linker (e.g., ethylene glycol oligomer and diamine).

상기에서, 상기 포착프로브에 결합한 증폭산물의 표지물질과 변이관련 뉴클레오타이드가 있는 단일가닥핵산부터 발생하는 신호를 계측하는 기기는 신호의 종류에 따라 결정되며, 혼성화 반응 이후에, 혼성화 반응을 통하여 나오는 혼성화 시그널을 검출한다. 혼성화 시그널은 예컨대, 포착프로브에 결합된 표지의 종류에 따라 다양한 방법으로 실시할 수 있다.In the above, a device for measuring a signal generated from a single-stranded nucleic acid having a nucleotide and a labeling substance of an amplification product bound to the capture probe is determined according to the type of signal, and after the hybridization, hybridization Signal is detected. The hybridization signal can be performed in various ways depending on, for example, the type of label attached to the capture probe.

한편, 본 발명의 마이크로어레이에 적용되는 시료 DNA는 표지(labeling)될 수 있고, 마이크로어레이상의 포착프로브와 혼성화된다. 혼성화 조건은 다양하게 할 수 있다. 혼성화 정도의 검출 및 분석은 표지 물질에 따라 다양하게 실시될 수 있다.On the other hand, the sample DNA to be applied to the microarray of the present invention can be labeled and hybridized with a capture probe on a microarray. Hybridization conditions can be varied. The detection and analysis of the hybridization degree can be variously carried out according to the labeling substance.

상기 포착프로브에 결합한 표지물질은 혼성화 여부를 검출케 하는 시그널을 제공할 수 있으며, 이는 올리고뉴클레오타이드에 연결될 수 있다. 적합한 표지는 형광단(예컨대, 플루오리신 (fluorescein), 피코에리트린 (phycoerythrin), 로다민, 리사민 (lissamine), 그리고 Cy3와 Cy5 (Pharmacia)), 발색단, 화학발광단, 자기입자, 방사능동위원소(P32 및 S35), 매스 표지, 전자밀집입자, 효소(알칼린 포스파타아제 또는 호스래디쉬 퍼옥시다아제), 조인자, 효소에 대한 기질, 중금속(예 컨대, 금) 그리고 항체, 스트렙타비딘, 바이오틴, 디곡시게닌과 킬레이팅기와 같은 특정 결합 파트너를 갖는 햅텐을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 표지는 당업계에서 통상적으로 실시되는 다양한 방법, 예컨대, 닉 트랜스레이션 (nick translation) 방법, 무작위 프라이밍 방법(Multiprime DNA labelling systems booklet, "Amersham"(1989). 참조) 및 카이네이션 방법 (Maxam & Gilbert, 1989, Methods in Enzymology, 65:499. 참조)을 통해 실시될 수 있다. 표지는 형광, 방사능, 발색 측정, 중량 측정, X-선 회절 또는 흡수, 자기, 효소적 활성, 매스 분석, 결합 친화도, 혼성화 고주파, 나노크리스탈에 의하여 검출할 수 있는 시그널을 제공한다. The labeling substance bound to the capture probe may provide a signal for detecting hybridization, which may be linked to an oligonucleotide. Suitable labels include fluorescent moieties (e.g., fluorescein, phycoerythrin, rhodamine, lissamine, and Cy3 and Cy5 (Pharmacia)), chromophores, chemiluminescent moieties, magnetic particles, (Eg P32 and S35), mass markers, electron dense particles, enzymes (alkaline phosphatase or horseradish peroxidase), substrates for enzymes, heavy metals (eg gold) and antibodies, streptavidin, But are not limited to, haptens with specific binding partners such as biotin, digoxigenin and chelating groups. Markers may be obtained by a variety of methods routinely practiced in the art, such as the nick translation method, the Multiprime DNA labeling systems booklet (see Amersham (1989)) and the kaination method (Maxam & Gilbert , 1989, Methods in Enzymology, 65: 499). The label provides signals that can be detected by fluorescence, radioactivity, color measurement, weighing, X-ray diffraction or absorption, magnetism, enzymatic activity, mass analysis, binding affinity, hybridization high frequency, and nanocrystals.

상기에서, 상기 마이크로어레이의 제작방법은 당해 기술분야에 공지된 임의의 적합한 방법에 의해 합성 및 제조된다. 또한 마이크로어레이 제작기기는 상업적 공급처를 통해 편리하게 이용가능하다. 기존에 공지된 다양한 방법(M. schena, 1999, DNA microarray; a practical approach, Oxford)으로 포착 프로브들이 규칙적으로 핵산칩을 제작할 수 있다.In the above, the method of producing the microarray is synthesized and manufactured by any suitable method known in the art. Microarray fabrication equipment is also readily available through commercial sources. A variety of known methods (M. schena, 1999, DNA microarray; a practical approach, Oxford) allow acquisition probes to routinely produce nucleic acid chips.

본 발명에 있어서, 상기 표지물질은 비오틴(Biotin), Cy2, GFP, YO-PRO-1, YOYO-1, Calcein, FITC, FlourX, ALEXA 488, Rhodamine 110, ABI 5-FAM, Oregon Green 500, Oregon green 488, RiboGreen, Rhodamine Green, Rhodamine 123, Magnesium Green, Calcium Green, TO-PRO-1, TOTO-1, ABI JOE, BODIPY 530/550, Dil, BODIPY TMR, BODIPY558/568, BODIPY564/570, Alexa 546, TRITC, Magnesium Orange, Phycoerythrin R & B, Rhodamine Phalloidin, Calcium Orange, Pyronin Y, Rhodamine B, ABI TAMRA, Rhodamine Red, Cy3.5, ABI ROX, Calcium Crimson, Alexa 594, Texas Red, Nile Red, YO-PRO-3, YOYO-3, R-phycocyanin, C-phycocyanin, TO-PRO-3, TOTO-3, DiD DilC(5), Thiadicarbocyainie, Cy5.5, Cy5 또는 Cy3에서 선택되는 형광색소를 사용한다.In the present invention, the labeling substance is selected from the group consisting of Biotin, Cy2, GFP, YO-PRO-1, YOYO-1, Calcein, FITC, FlourX, ALEXA 488, Rhodamine 110, ABI 5-FAM, Oregon Green 500, Oregon green 488, RiboGreen, Rhodamine Green, Rhodamine 123, Magnesium Green, Calcium Green, TO-PRO-1, TOTO-1, ABI JOE, BODIPY 530/550, Dil, BODIPY TMR, BODIPY 558/568, BODIPY 564/570, Alexa 546 , TRITC, Magnesium Orange, Phycoerythrin R & B, Rhodamine Phalloidin, Calcium Orange, Pyronin Y, Rhodamine B, ABI TAMRA, Rhodamine Red, Cy3.5, ABI ROX, Calcium Crimson, Alexa 594, Texas Red, Nile Red, A fluorescent dye selected from PRO-3, YOYO-3, R-phycocyanin, C-phycocyanin, TO-PRO-3, TOTO-3, DiD DilC (5), Thiadicarbocyaine, Cy5.5, Cy5 or Cy3 is used.

본 발명에 있어서, 상기 포착프로브가 스폿팅(spotting)된 칩(chip)을 제작하는 단계, 상기 타깃프로브와 칩 표면에 고정화된 프로브간 혼성화(hybridization) 반응을 수행하고 세척(washing)하는 단계, 및 형광색소에 특이적인 파장의 레이저(laser)로 칩을 스캐닝(scanning)하고 혼성화 반응 결과에 따른 형광강도를 측정함으로써 표적핵산 양 및 변이를 동시에 분석하는 단계 를 포함한 상기 포착프로브를 고착한 기판에 상기 표지된 증폭산물을 혼성화 반응하여 신호를 분석한다.The method of the present invention may further comprise the steps of fabricating a chip spotted with the acquisition probe, performing a hybridization reaction between the target probe and a probe immobilized on the chip surface, And a step of simultaneously analyzing the target nucleic acid amount and the mutation by measuring the fluorescence intensity according to the result of the hybridization reaction by scanning the chip with a laser having a wavelength specific to the fluorescent dye, The labeled amplification products are hybridized to analyze signals.

본 발명은 상기 다중검사는 TaqMan 프로브법, 분자 비콘(Molecualr beacon) 방법, 비드 어레이(Bead array) 또는 고체어레이(Solid array) 중 선택되는 방법으로 탐지하는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.The present invention provides a biomolecule analyzing method, a kit and an apparatus for detecting the multiple test by a method selected from a TaqMan probe method, a molecular beacon method, a bead array or a solid array .

6. 생체분자 분석장비6. Biomolecular Analysis Equipment

본 발명에서 분석하고자하는 생체분자가 있는 시료에서 특정리간드에 결합하는 물질, 특정핵산 및 특정유전자변이를 핵산분석기술로 분석하는 생체분자 장비는 본체와 폴리머 구조체로 구성할 수 있다.In the present invention, a biomolecule analyzing a substance bound to a specific ligand, a specific nucleic acid, and a specific gene mutation using a nucleic acid analysis technique in a sample having a biomolecule to be analyzed may be composed of a main body and a polymer structure.

상기 폴리머 구조체는 두 개의 층으로 구성될 수 있으며 유연하고 부드러운 물질로 polyester, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, polypropylene, polymethyl methacrylate, 및 혼합물이며 extrusion, plasma deposition, 및 lamination 등이고 알려진 공정으로 만들 수 있으며 핵산과 결합력은 낮은 물질이어야 한다. The polymer structure may be composed of two layers, and may be made of known processes such as extrusion, plasma deposition, and lamination, and may be made of polyester, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, polypropylene, polymethyl methacrylate, And the bonding force should be low.

상기 폴리머 구조체는 시약을 포함할 수 도 있다. 건조한 상태인 시약은 수화되어 사용된다.The polymer structure may also comprise reagents. Dry reagents are used hydrated.

관심 대상의 생체분자를 함유하고 있는 것으로 여겨지는 시료의 분석은 일련의 시료 준비 단계를 수반하며, 시약 저장 소단위와 용해 소단위로 구성된 시료처리어셈블리에서 이루어진다. 이들 단계에는 여과, 세포 용해, 및 시약과의 혼합을 포함할 수 있다. 생체분자 분석 결과에 대한 확신을 갖기 위해서는 시료 준비 과정의 오염에 대한 제어가 유용할 것이다. 핵산 증폭 반응을 위해 시료를 조제하고, 시료 조제의 유효성을 검증하는 방법을 제공한다.Analysis of a sample suspected of containing a biomolecule of interest involves a series of sample preparation steps and is carried out in a sample processing assembly consisting of a reagent storage subunit and a dissolution subunit. These steps may include filtration, cell lysis, and mixing with reagents. Control of contamination of the sample preparation process may be useful to have confidence in the results of biomolecule analysis. A method for preparing a sample for nucleic acid amplification reaction and verifying the effectiveness of the sample preparation is provided.

시료는 세포, 포자, 미생물, 및 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택되는 표적 실체를 함유하는 것으로 여겨지며, 이 표적 실체는 적어도 하나의 표적 생체분자를 포함한다. 상기 방법은, 시료와 시료 조제 대조군과 혼합하는 혼합챔버를 갖는 장치 안으로 시료를 도입하는 단계를 포함한다. 시료 조제 대조군은 세포, 포자, 미생물 및 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택되며, 이 시료 조제 대조군은 정도관리 물질을 포함한다. 상기 장치는 또한 용해 소단위와 반응 소단위를 구비한다. 시료는 용해 소단위에서 시료 조제 대조군과 혼합된다.The sample is considered to contain a target entity selected from the group consisting of cells, spores, microorganisms, and viruses, and the target entity comprises at least one target biomolecule. The method includes introducing the sample into a device having a mixing chamber for mixing with the sample and the sample preparation control. Sample Preparation Controls are selected from the group consisting of cells, spores, microorganisms and viruses, and the sample preparation control contains quality control materials. The apparatus also has a solubilization subunit and a reaction subunit. The sample is mixed with the sample preparation control at the dissolution sub-section.

상기 방법은 또한 시료 조제 대조군 및 시료 내에 존재하는 경우의 표적 실체를 용해 소단위에서 용해 처리하여 생체분자를 정제하는 단계, 특정물질-지시핵산 복합체 형성하는 단계, 용해 소단위 내에 유리된 RNA, DNA 및 특정물질-지시핵산 복합체를 증폭 소단위 내에서 핵산 증폭 조건에 노출시키는 단계와, 적어도 하나의 정도관리 물질의 존재 여부를 검출하는 단계를 포함한다. 정도관리 물질의 긍정적 검출은 시료 조제 과정이 만족스러웠음을 나타내는 반면, 정도관리 물질을 검출할 수 없으면 시료가 부적절하게 조제되었음을 나타낸다.The method also includes the steps of purifying the biomolecule by dissolving the target substance in the sample preparation control and the sample in the solubilized subunit, forming the specific substance-directed nucleic acid complex, separating the RNA, DNA and specific Exposing the substance-directed nucleic acid complex to nucleic acid amplification conditions in an amplification subunit; and detecting the presence or absence of at least one quality control substance. Positive detection of the quality control substance indicates that the sample preparation process is satisfactory, whereas if the quality control substance can not be detected, the sample is improperly prepared.

본 발명은 핵산 증폭 반응을 위해 시료를 조제하고, 그 시료 조제의 유효성을 검증하는 증폭 소단위를 제공한다. 시료는 세포, 포자, 미생물, 및 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택되는 표적 실체를 함유하는 것으로 여겨지며, 이 표적 실체는 적어도 하나의 표적 생체분자를 포함한다. 상기 장치는, 시료와 혼합될 시료 조제 대조군을 수용하는 제1 소단위가 있는 본체를 포함한다. 시료 조제 대조군은 세포, 포자, 미생물, 및 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택되며, 이 시료 조제 대조군은 정도관리 물질을 포함한다. The present invention provides an amplification subunit for preparing a sample for nucleic acid amplification reaction and verifying the effectiveness of the sample preparation. The sample is considered to contain a target entity selected from the group consisting of cells, spores, microorganisms, and viruses, and the target entity comprises at least one target biomolecule. The apparatus includes a body having a first sub-body accommodating a sample preparation control to be mixed with the sample. Sample Preparation Controls are selected from the group consisting of cells, spores, microorganisms, and viruses, and the sample preparation control contains quality control materials.

상기 본체는 또한 시료 내에 존재하는 경우의 표적 실체 및 시료 조제 대조군을 용해 처리하여 이들로부터 생체분자를 유리시키고 RNA, DNA과 특정물질을 분리하는 핵산 소단위를 포함하다. 상기 본체는 또한 유리된 특정물질과 지시핵산1을 반응시켜 특정물질-지시핵산1 복합체를 형성하는 핵산 소단위를 포함한다. 상기 본체는 또한 증폭 및 검출을 위해 핵산을 유지하는 증폭 소단위를 포함한다. 상기 장치는 시료 조제 대조군과 혼합된 시료를 시료 주입구에서 용해 소단위 안으로 흐르도록 안내하며, 용해 소단위에서 유리된 생체분자를 핵산 소단위, 증폭 소단위 안으로 흐르도록 안내하는 적어도 하나의 흐름 제어기를 더 포함한다.The main body further includes a nucleic acid subunit that dissolves the target substance and the sample preparation control group when they are present in the sample, liberates the biomolecule from them, and separates the RNA and the DNA from the specific substance. The body also comprises a nucleic acid subunit which reacts with a specific substance liberated with the indicator nucleic acid 1 to form a specific substance-indicated nucleic acid 1 complex. The body also includes an amplification subunit that retains the nucleic acid for amplification and detection. The apparatus further comprises at least one flow controller for guiding the sample preparation control and the sample mixed into the dissolution subunit at the sample inlet and guiding the released biomolecule in the dissolution subunit to flow into the nucleic acid subunit and the amplification subunit.

용해 소단위는 시료가 용해 소단위를 통해 흐를 때에, 시료 내에 존재하는 경우의 표적 실체 및 시료 조제 대조군을 포획하는 효소, 적어도 하나의 필터 및 고상 물질을 수용하며, 상기 장치는 용해 소단위를 통해 흐른 사용된 시료 유체를 수용하는 적어도 하나의 폐기 챔버를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 흐름 제어기는 또한 용해 소단위를 통해 흐른 사용된 시료 유체를 폐기 소단위로 흐르도록 지시할 수 있다.The dissolution subunit contains an enzyme that captures the target entity when present in the sample and the sample preparation control when the sample flows through the solubilized subunit, at least one filter, and a solid phase material, The at least one flow controller may also direct the used sample fluid flowing through the dissolved solids flow to flow into the spent sub-section.

상기 장치는 용해 소단위에 초음파를 제공하기 위해 용해 챔버의 벽에 결합된 초음파 트랜스듀서를 더 포함한다. 상기 장치는 시료 조제 대조군 및 표적 실체를 파열시키기 위해 용해 소단위 내에 비드를 더 포함한다. The apparatus further comprises an ultrasonic transducer coupled to a wall of the dissolution chamber to provide ultrasonic waves to the dissolving sub-sector. The device further comprises beads within the dissolved solubles to rupture the sample preparation control and the target entity.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 용해 과정의 유효성을 결정하는 방법을 제공한다. 이 방법은 세포, 포자, 미생물 및 바이러스로부터 이루어진 군으로부터 선택된 표적 실체를 함유하는 것으로 여겨지는 시료를 시료 조제 대조군과 혼합하는 단계를 포함한다. 표적 실체는 적어도 하나의 정도관리 물질을 포함한다. 시료 조제 대조군은 세포, 포자, 미생물 및 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택되며, 이 시료 조제 대조군은 정도관리 물질을 포함한다. 시료 조제 대조군과 시료 내에 존재하는 경우의 표적 실체의 혼합물은 용해 처리된다. 상기 방법은 또한 용해 처리 중에 시료 조제 대조군으로부터 생체분자가 유리되었는지를 결정하도록 정도관리 물질의 존재 여부를 검출하는 단계를 더 포함한다. 정도관리 물질의 긍정적 검출은 시료 조제 과정이 만족스럽다는 것을 나타내는 반면, 정도관리 물질을 검출할 수 없으면 시료가 부적절하게 조제되었음을 나타낸다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method for determining the effectiveness of a dissolution process. The method includes mixing a sample suspected of containing a target entity selected from the group consisting of cells, spores, microorganisms and viruses with a sample preparation control. The target entity comprises at least one quality control material. Sample Preparation Controls are selected from the group consisting of cells, spores, microorganisms and viruses, and the sample preparation control contains quality control materials. A mixture of the sample preparation control and the target substance when present in the sample is dissolved. The method further comprises the step of detecting the presence or absence of a quality control material to determine whether the biomolecule is liberated from the sample preparation control during the dissolution treatment. Positive detection of the quality control substance indicates that the sample preparation process is satisfactory, whereas if the quality control substance can not be detected, the sample is improperly prepared.

상기 방법은 용해 처리 전에, 시료 조제 대조군 및 시료 내에 존재하는 경우의 표적 실체를 고상 물질에 의해 포획하기 위해, 시료 조제 대조군과 혼합된 시료가 고상 물질을 수용하는 소단위를 통해 흐르게 하는 단계를 포함한다.The method comprises the step of allowing a sample mixed with the sample preparation control to flow through a sub-body containing the solid phase material, before the dissolution treatment, in order to capture the sample preparation control and the target substance when present in the sample by solid matter .

시료는 시료와 시료 조제 대조군을 혼합하기 전에 예비 여과될 수 있다. 용해 처리는 시료 조제 대조군 및 표적 실체를 초음파 에너지에 노출시키는 것을 포함할 수 도 있다. 용해 처리는 또한 시료 조제 대조군 및 표적 실체를 파열시키기 위해 비드를 교반시키는 것을 포함한다. 시료 조제 대조군은 포자일 수 있다. 혼합 단계는 시료 조제 대조군을 함유하는 건조 비드를 분해하는 것을 포함할 수 도 있다.The sample can be pre-filtered before mixing the sample with the sample preparation control. The dissolving treatment may include exposing the sample preparation control and the target entity to ultrasonic energy. The dissolution process also involves stirring the beads to rupture the sample preparation control and the target entity. Sample preparation Control group may be spores. The mixing step may involve degrading the dry bead containing the sample preparation control.

핵산 추출에 필요한 소단위는 폴리머 구조체에서 시약들의 혼합이 용이하도록 채널로 연결할 수 있다. 채널에서 융해된 시료가 핵산 소단위로 이입되며 silica-기반 자성비드와 적절한 버퍼가 공급되고 시료 준비 방법에 따라 연속적으로 필요한 시약들이 공급될 수 있도록 소단위와 채널들이 구성된다. 핵산이 비드에 결합이 되며 인접한 소단위로 이송되고 자성비드는 에탄올, 이소프로판놀, 또는 다른 유기성 세척용액으로 세척된다. 이와 같이 정제된 핵산은 증폭소단위로 연속적으로 채널을 통해 이송된다. Subunits required for nucleic acid extraction can be channeled to facilitate mixing of reagents in the polymer structure. In the channel, the molten sample is transferred to the nucleic acid subunit and the subunits and channels are configured so that silica-based magnetic beads and appropriate buffer are supplied and the necessary reagents are supplied continuously according to the sample preparation method. The nucleic acid is bound to the beads and transferred to adjacent subunits, and the magnetic beads are washed with ethanol, isopropanol, or other organic washing solution. The purified nucleic acid is then continuously transferred through the channel to the amplified subunit.

용해 처리는 화학적 용해제와 접촉시키는 것을 포함한다. 마커 핵산 서열은 마커 핵산서열을 (예를 들면, PCB에 의해) 증폭시키고, 증폭된 마커 핵산 서열을 검출함으로써 검출된다. 마커 핵산 서열은 마커 핵산 서열에 결합될 수 있는 프로브로부터의 신호가 한계값을 초과하는 지를 결정함으로써 검출된다.The dissolving treatment includes contacting with a chemical dissolving agent. The marker nucleic acid sequence is detected by amplifying the marker nucleic acid sequence (e.g., by PCB) and detecting the amplified marker nucleic acid sequence. The marker nucleic acid sequence is detected by determining if the signal from the probe that can bind to the marker nucleic acid sequence exceeds a threshold value.

증폭장치의 반응 용기의 반응 챔버 내의 반응 혼합물은 핵산 증폭 조건에 노출된다. 반응을 이용한 RNA 또는 DNA 주형의 증폭은 공지되어 있다[미국 특허 제4,683,195호; 미국 특허 제4,683,202호; PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications(Innis et. al.,, 1990). 참조]. DNA의 핵산증폭은 DNA를 열변성시키고, 증폭될 DNA 분절에 측접하는 서열에 2개의 올리고뉴클레오티드 프라이머를 어닐링하며, 어닐링된 프라이머를 DNA 중합효소에 의해 연장시키는 것으로 이루어진 사이클의 반복을 수반한다. 프라이머는 표적 서열의 대향하는 가닥(strand)에 교배되는 한편, 중합 효소에 의한 DNA 합성이 프라이머 사이의 영역에 걸쳐 진행되도록 배향되어, DNA 분절의 양을 효과적으로 두배로 만든다. 또한, 확장 생성물은 또한 보완적이며 프라이머를 결합할 수 있기 때문에, 개개의 연속적인 사이클은 이전 사이클에서 합성된 DNA의 양을 실질적으로 두배로 만든다. 이는 사이클 당 2n(여기서, n은 사이클 수)의 비율로 특정 표적 분절의 지수적 축적을 가져온다. 증폭반응 및 리가제 연쇄 반응(ligase chain reaction; LCR)과 같은 방법이 mRNA, cDNA, 게놈 라이브러리 또는 cDNA 라이브러리로부터 직접 표적 DNA 서열의 핵산 서열을 직접 증폭시키는 데에 사용될 수 있다. 등온 증폭 반응이 또한 공지되어 있으며, 본 발명의 방법에 따라 사용될 수 있다.The reaction mixture in the reaction chamber of the reaction vessel of the amplification device is exposed to nucleic acid amplification conditions. Amplification of an RNA or DNA template using a reaction is known (U.S. Patent No. 4,683,195; U.S. Patent No. 4,683,202; PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications (Innis et al., 1990). Reference]. Nucleic acid amplification of DNA involves repetition of cycles consisting of thermally denaturing the DNA, annealing two oligonucleotide primers in a sequence that is adjacent to the DNA segment to be amplified, and extending the annealed primer by a DNA polymerase. Primers are crossed to opposite strands of the target sequence while DNA synthesis by the polymerase is oriented so as to proceed across the region between the primers, effectively doubling the amount of DNA segments. In addition, since the extension products are also complementary and capable of binding primers, each successive cycle substantially doubles the amount of DNA synthesized in the previous cycle. This leads to the exponential accumulation of a particular target segment at a rate of 2n per cycle (where n is the number of cycles). Methods such as amplification and ligase chain reaction (LCR) can be used to directly amplify the nucleic acid sequence of the target DNA sequence directly from mRNA, cDNA, genomic library or cDNA library. Isothermal amplification reactions are also known and can be used according to the methods of the present invention.

핵산 증폭 반응은 바람직하게는 반응용기내의 반응 혼합물을 증폭반응에 필요한 온도로 가열 및/또는 냉각시키는 열처리장비를 사용하여 수행한다. 그러한 열처리 장비는 또한 시료 조제 대조군의 마커 핵산 서열 및 시료에서 테스트하기 위해 하나 이상의 표적 핵산 서열을 검출하는 하나 이상의 검출 기구를 포함할 수 있다. 반응용기 내의 핵산 서열을 증폭 및 검출하기 위한 광학적 검출기가 내장된 바람직한 열처리 장비(미국 특허 제6,369,893호; 미국 특허 제6,391,541호. 참조)를 사용할 수 있다. 또한, 반응 혼합물의 온도를 제어하고, 이 반응 혼합물에서 핵산 서열을 검출하기 위해 본 발명에 적합한 많은 기타 공지의 방법이 있다. The nucleic acid amplification reaction is preferably carried out using a heat treatment equipment which heats and / or cools the reaction mixture in the reaction vessel to the temperature required for the amplification reaction. Such a thermal processing equipment may also include a marker nucleic acid sequence of the sample preparation control and one or more detection mechanisms for detecting one or more target nucleic acid sequences for testing in the sample. Preferred heat treatment equipment incorporating an optical detector for amplifying and detecting the nucleic acid sequence in the reaction vessel (US 6,369,893; US 6,391,541.) Can be used. There are also many other known methods suitable for the present invention to control the temperature of the reaction mixture and to detect the nucleic acid sequence in this reaction mixture.

또한 시료 조제 대조군의 정도관리 물질 및 시료에서 테스트하기 위해 하나 이상의 정도관리물질의 검출은 프로브를 사용하여 수행하는 것이 바람직하다. 반응 용기는 광학적으로 검출될 수 있는 프로브로부터의 신호가 통과하는 하나 이상의 투명 또는 광투과성 벽을 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 포착프로브가 핵산 서열을 검출 및 정량화하는 데에 사용될 수 있다. 핵산 포착프로브를 채용하는 다양한 수많은 분석법이 있다. 이들 포착프로브 중 일부는 다른 분자 또는 반족(moiety)과의 상호 작용에서 변화로 인해 형광원의 형광 발광에서의 변화를 갖는 신호를 생성한다.It is also preferred that the detection of one or more quality control substances for testing in the quality control materials and samples of the sample preparation control is performed using probes. The reaction vessel preferably has at least one transparent or light-permeable wall through which a signal from a probe that can be optically detected passes. Preferably, an acquisition probe can be used to detect and quantify the nucleic acid sequence. There are numerous different assays that employ nucleic acid capture probes. Some of these capture probes produce signals with changes in fluorescence emission of fluorescent sources due to changes in interaction with other molecules or moieties.

증폭 생성물의 검출을 위한 다른 바람직한 방법으로, 형광 프로브는 형광 리포터 염료(fluorescent reporter dye) 모두에 의해 표지화된 올리고뉴클레오티드로 이루어진다. 포착프로브의 분열은 리포터 염료의 형광 강도의 증가를 발생시킨다.In another preferred method for the detection of amplification products, the fluorescent probe is composed of oligonucleotides labeled by both fluorescent reporter dyes. The cleavage of the capture probe results in an increase in the fluorescent intensity of the reporter dye.

시료 내에 표적 생체분자의 검출 또는 그것의 결여를 확신하기 위해, 시료 조제의 오염을 제어해야 한다. 이는 시료 조제 대조군이 시료 내의 표적 실체(예를 들면, 생체분자을 함유하고 있는 표적 세포, 포자, 바이러스 또는 미생물)와 동일한 처리를 받아야 하는 이유이다. 시료 조제 대조군의 정도관리 물질이 검출된다면, 시료 조제는 만족스러운 것으로 간주된다. 정도관리 물질의 존재가 검출될 수 없다면, 시료 조제는 부적절한 것으로 간주되며, 표적 핵산서열에 대한 테스트의 결과는 "미정"인 것으로 간주된다. 바람직하게는 정도관리 물질의 존재 여부는 타깃프로브에 결합할 수 있는 포착프로브로부터의 신호가 한계값, 예를 들면 분석법에 대해 유효한 것으로 간주되도록 만족하거나 초과해야 하는 미리 정해진 형광 발광의 한계값을 초과하는 지를 결정함으로써 검출된다.To ensure the detection of a target biomolecule in the sample or its lack, the contamination of the sample preparation should be controlled. This is why the sample preparation control must undergo the same treatment as the target substance in the sample (for example, a target cell containing a biomolecule, spore, virus or microorganism). If the quality control material of the sample preparation control is detected, the sample preparation is considered to be satisfactory. If the presence of a quality control substance can not be detected, the sample preparation is considered inappropriate and the result of the test for the target nucleic acid sequence is considered to be "tentative ". Preferably, the presence of the quality control material is such that the signal from the acquisition probe capable of binding to the target probe exceeds a threshold value, for example a predetermined fluorescence emission threshold that must be met or exceeded to be considered valid for the assay Is determined.

유체제어 장치는 원하는 프로토콜에 따라 컴퓨터로 제어될 수 있다. 단일 밸브를 사용하면 단지 하나의 실패 요소로 인해 높은 제조 수율을 생성할 수 있다. 유체 제어 및 처리 구성 부재의 통합은 컴팩트한 장치(예를 들면, 소형 카트 리지 형태)를 얻을 수 있고, 성형 및 조립의 자동화를 용이하게 한다. 전술한 바와 같이, 그러한 시스템은 유리하게는 희석 및 혼합 능력, 중간 세척 능력 및 확실한 가압 능력을 포함할 수 있다. 시스템 내의 유체 경로는 시스템 내의 유체의 오염을 최소화하고 또 그러한 유체의 수용 및 제어를 용이하게 하도록 통상 폐쇄된다. 반응 용기는 편리하게는 분리 및 교환 가능하고 폐기 할 수 있다.The fluid control device may be controlled by a computer according to a desired protocol. Using a single valve can produce high manufacturing yields due to only one failure factor. The integration of the fluid control and treatment components allows obtaining a compact device (e.g. in the form of a small cartridge) and facilitating automation of molding and assembly. As discussed above, such systems may advantageously include dilution and mixing capabilities, intermediate cleaning capabilities, and reliable pressurization capabilities. The fluid path in the system is typically closed to minimize contamination of the fluid in the system and to facilitate its reception and control. The reaction vessel can conveniently be separated and exchanged and disposed of.

본 발명은 상기 특정리간드에 결합하는 물질, 특정핵산 및 특정유전자변이 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 시료와 상기 지시핵산을 반응시켜 증폭핵산을 제조하는 단계 및 상기 증폭핵산을 증폭하는 단계를 수행하는 반응 소단위들로 이루어진 반응영역 및 핵산존재 신호를 탐지 및 분석하는 탐색소단위로 이루어진 탐색영역으로 구성되며 필요에 따라 상기 반응 소단위들 사이, 반응소단위들과 탐색소단위들 사이에 유체 연결하는 구조가 있는 폴리머 구조체, 상기 폴리머 구조체를 운영 및 관리하기 위해 동적운영요소를 측정, 분석하여 조절하는 기능을 수행하는 본체, 및 시료에서 반응 중간산물을 걸쳐서 반응 최종산물로 반응, 분석 및 탐색 과정을 운영 관리하는 스프트웨어로 구성되는 생체분자 분석 장비를 제공한다.The present invention relates to a method for amplifying an amplified nucleic acid, which comprises amplifying an amplified nucleic acid by preparing an amplified nucleic acid by reacting a specimen containing a substance binding to the specific ligand, a specific nucleic acid and a specific gene mutation, A reaction region consisting of reaction subunits, and a search region consisting of a search subunit for detecting and analyzing nucleic acid presence signals, wherein the polymer having a structure for fluidly connecting between the reaction subunits and the reaction subunits and the search subunits, A body for performing a function of measuring, analyzing and controlling a dynamic operation element for operating and managing the polymer structure, and a software for operating, managing and analyzing reaction, analysis, and search processes with reaction intermediate products in the sample, And a biomolecule analyzing device.

본 발명은 상기 동적운영요소는 온도, 습도 및 압력으로 구성되는 생체분자 분석 장비를 제공한다.The present invention provides a biomolecule analyzing apparatus wherein the dynamic operating element is composed of temperature, humidity and pressure.

본 발명은 상기 반응영역 및 탐색영역을 구성하는 소단위는 기능에 수행에 필요한 시약 및 완충용액을 포함하는 저장소단위와 유체 연결되거나 자체 보유하는 생체분자 분석 장비를 제공한다.The present invention provides a biomolecule analyzing apparatus which is fluidly connected or holds itself with a storage unit containing a reagent and a buffer solution necessary for performing the function, and the sub-unit constituting the reaction region and the search region.

본 발명은 상기 장비에는 필요에 따라 구성의 기본단위인 소단위로 구성되고 다양한 기능을 수행하는 부가적인 영역이 있는데, 상기 시료를 분석하고자하는 생체분자 분석에 적합하도록 처리하는 시료처리영역, 상기 시료에서 반응 중간산물을 걸쳐서 반응 최종산물의 반응, 탐지 및 분석 과정에 필요한 시약 및 완충용액을 저장하는 저장영역, 상기 시료에서 중간산물을 걸쳐서 최종산물의 반응, 탐지 및 분석과정에 생기는 여분의 물질을 폐기하는 페기영역, 상기 시료를 인지하고 인지된 시료, 상기 시약을 수화시키고 수화된 시약 및 완충용액을 폴리머 구조체로 주입하는 주입구, 및 상기 유체 연결된 소단위로 이루어진 폴리머 구조체에 유동 동력을 제공하는 펌프 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함하는 생체분자 장비를 제공한다.In the present invention, the apparatus is provided with a sub-unit consisting of a sub-unit, which is a basic unit of the structure, and performs various functions as required. The sample includes a sample processing area for processing the sample to be suitable for biomolecule analysis to be analyzed, A storage area for storing the reagents and buffer solutions necessary for the reaction, detection and analysis of the reaction end product over the reaction intermediate product, and an extra material generated during the reaction, detection and analysis of the final product over the intermediate product in the sample , A pump for recognizing the sample and recognizing the sample, an inlet for injecting the reagent and the hydrated reagent and buffer solution into the polymer structure, and a pump for providing fluid power to the polymer structure composed of the fluid-connected subunit And provides one or more biomolecule equipment.

본 발명은 상기 시료에서 분석하고자하는 생체분자 분석을 위해 상기 증폭핵산을 증폭하는 방법은, 상기 생체분자를 분석하고자하는 시료에 있는 세포를 융해하는 융해입자를 포함하는 융해 소단위, 상기 융해된 시료에서 상기 특정핵산 또는 특정 유전자변이를 분석하고자하는 핵산 시료를 분리 및 정제하거나 또는 상기 특정리간드에 결합하는 물질을 분석하고자하는 융해된 시료와 상기 지시핵산1을 반응하여 증폭핵산 1을 형성하는 핵산 소단위, 및 상기 증폭핵산1, 상기 지시핵산 2 또는 상기 지시핵산 3과 상기 정제된 핵산을 반응하여 완전한 이중가닥핵산인 증폭핵산 2, 3을 제조하거나 또는 상기 증폭핵산 1, 2, 3 중 하나 또는 그 이상을 일차 증폭하는 증폭소단위로 이루어지고, 상기 소단위들은 유체 연결된 폴리머 구조체이며, 상기 증폭소단위와 유체 연결되고 상기 증폭된 핵산을 추가적으로 증폭시킬 수 있는 프라이머가 있는 이차 단계 증폭소단위로 이루어진 어레이로 구성되며, 상기 하나 또는 그 이상의 주입구가 상기 소단위와 유체 연결되고 상기 주입구는 외부로부터 상기 소단위에 연결되는 유일한 통로이고 상기 하나 또는 그 이상의 주입구 모두가 밀폐된 상태로 시료가 첫 주입구를 통해 상기 폴리머 구조체로 주입된 후 폐쇄되고 필요에 따라 다른 주입구도 연속적으로 동일하게 작동하고, 상기 융해소단위는 발생되는 높은 속도 충격으로 상기 시료에 있는 세포를 융해하고, 상기 핵산소단위는 상기 융해된 시료에서 분리, 정제시킨 핵산 또는 상기 융해된 시료와 상기 지시핵산 1을 반응시켜 형성된 증폭핵산 1을 자력으로 상기 증폭소단위로 이송하며, 상기 증폭소단위는 상기 이송된 증폭핵산 1 그리고 상기 이송된 핵산과 상기 지시핵산 2, 또는 지시핵산 3을 반응하도록 노출시켜 형성된 부분적 이중가닥핵산으로부터 전환된 완전한 이중가닥핵산인 증폭핵산 2, 3을 증폭조건에 노출하여 상기 특정 핵산, 특정 물질 및 특정 유전자변이 중 하나 또는 그 이상의 증폭핵산을 일차증폭하고 어레이의 추가적인 이차 단계 증폭소단위에 상기 증폭된 핵산을 나누어 유체 이송하고, 추가적인 이차 단계 증폭 장소에서 이차 단계 증폭이 실시되는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.The present invention provides a method for amplifying an amplified nucleic acid for biomolecule analysis to be analyzed in the sample, the method comprising amplifying the biomolecule by using a fusion subunit comprising a fusion particle for melting the cell in the sample to be analyzed, A nucleic acid sample to be analyzed for the specific nucleic acid or a specific gene mutation is separated and purified, or a substance bound to the specific ligand is reacted with the nucleic acid to be analyzed, And reacting the amplified nucleic acid 1, the indicated nucleic acid 2, or the indicated nucleic acid 3 with the purified nucleic acid to prepare amplified nucleic acids 2 and 3 which are complete double-stranded nucleic acids, or one or more of the amplified nucleic acids 1, 2, Wherein said subunits are a fluid-linked polymer structure, said amplified subunit Stage amplification subunit having a primer capable of further amplifying the amplified nucleic acid, wherein the one or more injection ports are in fluid connection with the subunit and the injection port is connected to the subunit from the outside Wherein the sample is closed after the sample is injected into the polymer structure through the first inlet with the one or more injection ports being closed in a closed state and the other injection ports are continuously operated in the same manner as necessary, The amplified nucleic acid 1 formed by reacting the nucleic acid separated or purified from the melted sample or the nucleic acid 1 with the nucleic acid 1 and the amplified nucleic acid 1 formed by immersing the amplified nucleic acid 1 in the amplified subunit , And the amplified subunit Amplified nucleic acid 1, and amplified nucleic acid 2, 3, which is a complete double-stranded nucleic acid converted from a partial double-stranded nucleic acid formed by exposing the transferred nucleic acid to the indicated nucleic acid 2 or the indicated nucleic acid 3, The amplified nucleic acid is subjected to primary amplification of one or more amplified nucleic acids of the nucleic acid, the specific substance and the specific gene mutation, and the amplified nucleic acid is further divided into the additional secondary amplification subunits of the array, Molecular analysis methods, kits, and equipment.

본 발명은 상기 시료에서 분석하고자하는 특정리간드에 결합하는 물질 분석을 위해 상기 증폭핵산을 증폭하는 방법은, 상기 특정리간드에 결합하는 물질을 분석하고자하는 시료에 있는 세포를 융해하는 융해입자를 포함하는 융해 소단위, 상기 융해된 시료와 상기 지시핵산 1을 반응하여 증폭핵산1을 형성하는 핵산 소단위, 및 상기 증폭핵산 1을 일차 증폭하는 증폭소단위로 이루어지고, 상기 소단위들은 유체 연결된 폴리머 구조체이며, 상기 증폭 소단위와 유체 연결되고 상기 증폭된 핵산을 추가적으로 증폭시킬 수 있는 프라이머가 있는 이차 단계 증폭소단위로 이루어진 어레이로 구성되며, 상기 하나 또는 그 이상의 주입구가 상기 소단위와 유체 연결되고 상기 주입구는 외부로부터 상기 소단위에 연결되는 유일한 통로이고 상기 하나 또는 그 이상의 주입구 모두가 밀폐된 상태로 시료가 첫 주입구를 통해 상기 폴리머 구조체로 주입된 후 폐쇄되고 필요에 따라 다른 주입구도 연속적으로 동일하게 작동하고, 상기 융해소단위는 발생되는 높은 속도 충격으로 상기 시료에 있는 세포를 융해하고, 상기 핵산소단위는 상기 융해된 시료와 상기 지시핵산 1를 반응시켜 형성된 증폭핵산1을 자력으로 상기 증폭소단위로 이송하며, 상기 증폭소단위는 상기 이송된 증폭핵산 1을 증폭조건에 노출하여 상기 증폭핵산을 일차증폭하고 어레이의 추가적인 이차 단계 증폭소단위에 상기 증폭된 핵산을 나누어 유체 이송하고, 추가적인 이차 단계 증폭 장소에서 이차 단계 증폭이 실시되는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.The method for amplifying the amplified nucleic acid for analyzing a substance bound to a specific ligand to be analyzed in the sample includes a fusion particle which melts a cell in a sample to be analyzed for a substance bound to the specific ligand A nucleic acid subunit forming a amplified nucleic acid 1 by a reaction between the fusion sample and the indicator nucleic acid 1, and an amplification subunit for first amplifying the amplified nucleic acid 1, wherein the subunits are a fluid-linked polymer structure, Wherein the one or more injection ports are in fluid communication with the subunit and the injection port is connected to the subunit from the exterior to the subunit, It is the only path that is connected, The sample is injected into the polymer structure through the first injection port in a sealed state, and then the other injection port is continuously operated in the same manner as necessary. The fusion subunit is injected into the sample And the amplified nucleic acid 1 is magnetically transferred to the amplified subunit by reacting the fused sample with the indicator nucleic acid 1. The amplified subunit cleaves the transferred amplified nucleic acid 1 to amplification conditions A kit for biomolecule analysis, a kit for biomolecule analysis, and a kit for biomolecule analysis, wherein the amplified nucleic acid is first amplified, the amplified nucleic acid is transferred to an additional secondary amplification subunit of the array for fluid transport, and a secondary amplification is performed at an additional secondary amplification site.

본 발명은 상기 시료에서 분석하고자하는 특정핵산 분석을 위해 상기 증폭핵산을 증폭하는 방법은 상기 특정핵산을 분석하고자하는 시료에 있는 세포를 융해하는 융해입자를 포함하는 융해 소단위, 상기 융해된 시료에서 특정핵산을 분석하고자하는 핵산시료를 분리 및 정제하는 핵산소단위, 및 상기 지시핵산 2와 상기 정제된 핵산을 반응하여 형성된 부분적 이중가닥핵산으로부터 전환된 완전한 이중가닥핵산인 증폭핵산 2을 을 일차 증폭하는 증폭소단위로 이루어지고, 상기 소단위들은 유체 연결된 폴리머 구조체이며, 상기 증폭소단위와 유체 연결되고 상기 증폭된 핵산을 추가적으로 증폭시킬 수 있는 프라이머가 있는 이차 단계 증폭소단위로 이루어진 어레이로 구성되며, 상기 하나 또는 그 이상의 주입구가 상기 소단위와 유체 연결되고 상기 주입구는 외부로부터 상기 소단위에 연결되는 유일한 통로이고 상기 하나 또는 그 이상의 주입구 모두가 밀폐된 상태로 시료가 첫 주입구를 통해 상기 폴리머 구조체로 주입된 후 폐쇄되고 필요에 따라 다른 주입구도 연속적으로 동일하게 작동하고, 상기 융해소단위는 발생되는 높은 속도 충격으로 상기 시료에 있는 세포를 융해하고, 상기 핵산소단위는 상기 융해된 시료에서 분리, 정제시킨 핵산을 자력으로 상기 증폭소단위로 이송하며, 상기 증폭소단위는 상기 이송된 핵산과 상기 지시핵산 2을 반응하도록 노출시켜 형성된 부분적 이중가닥핵산으로부터 전환된 완전한 이중가닥핵산인 증폭핵산 2을 증폭조건에 노출하여 증폭핵산을 일차증폭하고 어레이의 추가적인 이차 단계 증폭소단위에 상기 증폭된 핵산을 나누어 유체 이송하고, 추가적인 이차 단계 증폭 장소에서 이차 단계 증폭이 실시되는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.The present invention is a method for amplifying an amplified nucleic acid for analysis of a specific nucleic acid to be analyzed in the sample, the method comprising amplifying a nucleic acid in a sample to be analyzed, An amplification nucleic acid 2 which is a complete double-stranded nucleic acid which is converted from a partial double-stranded nucleic acid formed by reacting the nucleic acid 2 with the purified nucleic acid and which separates and purifies the nucleic acid sample to be analyzed, Wherein said subunits are a fluidly connected polymer structure and are comprised of an array of secondary stepped amplification subunits in fluid communication with said amplified subunit and having a primer capable of further amplifying said amplified nucleic acid, Wherein the injection port is fluidly connected to the sub- The injection port is the only passage connected to the sub-stage from the outside and the sample is closed after the sample is injected into the polymer structure through the first injection port in a sealed state with all of the one or more injection ports closed, Wherein the fusion subunit melts the cells in the sample with a generated high velocity impact and the nucleic acid subunit is transported to the amplification subunit by a magnetic force by separating and purifying the nucleic acid subunit from the melted sample, An amplified nucleic acid 2 which is a complete double-stranded nucleic acid converted from a partial double-stranded nucleic acid formed by exposing the transferred nucleic acid to the reaction with the indicator nucleic acid 2 is subjected to amplification conditions to amplify the amplified nucleic acid first and then to an additional secondary amplification subunit The amplified nucleic acid is divided and transported, A biomolecule analysis method, a kit, and an apparatus in which a secondary step amplification is performed at a secondary step amplification site.

본 발명은 상기 시료에서 분석하고자하는 상기 특정유전자변이 분석을 위해 상기 증폭핵산을 증폭하는 방법은, 상기 특정 유전자변이를 분석하고자하는 시료에 있는 세포를 융해하는 융해입자를 포함하는 융해 소단위, 상기 융해된 시료에서 상기 특정 유전자변이를 분석하고자하는 핵산 시료를 분리 및 정제하는 핵산 소단위, 및 상기 지시핵산 3과 상기 정제된 핵산을 반응하여 부분적 이중가닥핵산에서 전환된 완전한 이중가닥핵산인 증폭핵산 3을 일차 증폭하는 증폭소단위로 이루어지고, 상기 소단위들은 유체 연결된 폴리머 구조체이며, 상기 증폭소단위와 유체 연결되고 상기 증폭된 핵산을 추가적으로 증폭시킬 수 있는 프라이머가 있는 이차 단계 증폭소단위로 이루어진 어레이로 구성되며, 상기 하나 또는 그 이상의 주입구가 상기 소단위와 유체 연결되고 상기 주입구는 외부로부터 상기 소단위에 연결되는 유일한 통로이고 상기 하나 또는 그 이상의 주입구 모두가 밀폐된 상태로 시료가 첫 주입구를 통해 상기 폴리머 구조체로 주입된 후 폐쇄되고 필요에 따라 다른 주입구도 연속적으로 동일하게 작동하고, 상기 융해소단위는 발생되는 높은 속도 충격으로 상기 시료에 있는 세포를 융해하고, 상기 핵산소단위는 상기 융해된 시료에서 분리, 정제시킨 핵산 자력으로 상기 증폭소단위로 이송하며, 상기 증폭소단위는 상기 이송된 핵산과 상기 지시핵산 3을 반응하도록 노출시켜 형성된 부분적 이중가닥핵산으로부터 전환된 완전한 이중가닥핵산인 증폭핵산 3을 증폭조건에 노출하여 일차증폭하고 어레이의 추가적인 이차 단계 증폭소단위에 상기 증폭된 핵산을 나누어 유체 이송하고, 추가적인 이차 단계 증폭 장소에서 이차 단계 증폭이 실시되는 생체분자 분석 방법, 키트 및 장비를 제공한다.The present invention is a method for amplifying an amplified nucleic acid to analyze the specific gene mutation to be analyzed in the sample includes a fusion subunit comprising a fusion particle for melting a cell in a sample to be analyzed for the specific gene mutation, The amplified nucleic acid 3 which is a complete double-stranded nucleic acid converted from a partial double-stranded nucleic acid by reacting the nucleic acid 3 with the purified nucleic acid and separating and purifying the nucleic acid sample to be analyzed for the specific gene mutation in the sample, And an array of secondary step amplification subunits having a primer that is amplified by a first amplification subunit and the subunit is a fluidly connected polymer structure and is further connected to the amplification subunit and capable of further amplifying the amplified nucleic acid, One or more inlets may be connected to the sub- And the injection port is the only passage connected to the subordinate from the outside and the sample is injected into the polymer structure through the first injection port in a state in which all of the one or more injection ports are sealed and then closed, And the fusion subunit melts the cells in the sample with the generated high velocity shock and the nucleic acid subunit is transferred to the amplification subunit by the nucleic acid magnetic force separated and purified from the melted sample, Amplified nucleic acid 3, which is a complete double-stranded nucleic acid converted from a partial double-stranded nucleic acid formed by exposing the transferred nucleic acid to react with the nucleic acid to which the nucleic acid is transferred, is firstly amplified by exposure to amplification conditions, and the amplified nucleic acid 3 The amplified nucleic acid is divided and transported, A biomolecule analysis method, a kit and an apparatus in which a secondary step amplification is performed in a secondary step amplification site.

7. 생물적인 의미 예측 기술7. Biological mean prediction technology

본 발명에서 상기 생체분자 정보데이터를 이용한 생물적인 의미 예측시스템은 예시적으로 진단이지만 이에만 국한된 것이 아니다.In the present invention, the biological semantic prediction system using the biomolecule information data is exemplarily diagnosed but not limited thereto.

본 발명으로 생성되는 많은 생체분자 정보 데이터는 고차원의 특성을 갖는 방대란 양의 정보로 세포, 조직이나 질병에 관련된 다양한 정보를 생산할 수 있다. 상기 입력된 데이터를 이용하여 분석 시스템에서 전 처리를 수행하는 모듈은 환자의 상태에 영향을 미치는 특징들을 찾아내고 분류 성능을 향상시키기 위한 다변량 분석방법은 정확한 치료와 진단을 위해 중요 변수를 찾아 차원을 축소하거나 특성의 변형을 통해 주요 특질들을 찾아내는 특징 추출(Feature Selection) 절차이다. Many biomolecule information data generated by the present invention can produce various information related to cells, tissues, or diseases with information of a large amount of a substance having high dimensional characteristics. The module that performs the pre-processing in the analysis system using the input data finds the features that affect the patient's condition and the multivariate analysis method to improve the classification performance finds important parameters for accurate treatment and diagnosis, Which is a feature selection procedure that finds key attributes through reduction or transformation of characteristics.

특질 추출은 세부적으로 클래스 정보를 학습에 사용하는 지 여부에 따라 무감독 학습(Unsupervised Learning) 또는 감독 학습방식(Supervised Learning) 방식이 있다. 무감독 학습 방식에 주로 활용되고 있는 PCA(Principal Component Analysis) 또는 ICA(Independent Component Analysis)는 변수들의 특성을 고려하여 특질을 추출할 수 있다. 감독방식은 클래스 정보와 변수간의 통계적인 유의성이나 변수들 간의 상관관계를 활용하여 변수를 선택하는 방식이다. 이 방식은 주어진 특질 집합에서 전 방향(Forward) 또는 후 방향(Backward)으로 특질들을 순차적으로 추가하거나 제거해가면서 분류기에 적용시킨 성능을 통하여 주요 특질을 산출할 수 있다.Feature extraction can be classified into Unsupervised Learning or Supervised Learning depending on whether class information is used for learning. Principal Component Analysis (PCA) or Independent Component Analysis (ICA), which is mainly used in the non-supervised learning method, can extract qualities by considering the characteristics of variables. The supervisory method is a method of selecting variables using statistical significance between class information and variables or correlation between variables. This method can calculate the key properties through the performance applied to the classifier by sequentially adding or removing the features in forward or backward directions in a given feature set.

상기 전 처리된 결과를 가지고 학습을 수행하여 환자의 모델을 생성하는 모듈은 선택된 특질들을 적합한 분류기(Classifier)를 통해 각 클래스별로 분류하는 절차이다. The module for performing the learning with the pre-processed result and generating the patient's model is a procedure for classifying the selected features by each class through an appropriate classifier.

본 발명에서 인공신경망(Artificial Neural Network)을 사용하였는데, 입력과 출력에 따라 행동을 결정하는 특성 때문에 패턴인식, 함수근사, 분류기법 등 다양한 분야에서 응용되고 있다. 인공신경망은 그 구조는 여러 개의 층(layers), 노드(nodes), 신경망간 연결 가중치로 구성된다. 본 발명에 사용하는 신경망 층간 연결방식은 전향(Feed-forward)방식이다. 입력패턴에 다라 각 노드에 대한 신경망 연결 가중치와 활성화 함수를 이용하여 출력값을 산출하였다. 생성된 결합정보를 통하여 어떤 일을 처리했을 때 추정한 값과 실제 결과 값이 상이한 경우, 산출된 값을 실제 결과 값과 비교하면서 오차를 줄이는 과정을 반복해서 찾아내는 방식이다. In the present invention, an artificial neural network is used, and it is applied to various fields such as pattern recognition, function approximation, and classification technique because of its characteristics of determining behavior according to input and output. An artificial neural network is composed of several layers, nodes, and neural network connection weights. The neural network interlayer connection scheme used in the present invention is a feed-forward scheme. Based on the input pattern, the neural network connection weights for each node and the activation function were used to calculate the output value. If the estimated value is different from the actual result value through the generated combination information, the process of comparing the calculated value with the actual result value is repeatedly found to reduce the error.

상기 환자의 모델을 생성하는 방법은 선형 모델(linear models), 지지 벡터 기계(support vector machines), 신경망(neural networks), 분류 및 회귀 트리(classification and regression trees), 앙상블 학습법(ensemble learning methods), 판별식 분석(discriminant analysis), 근접 네이버 방법(nearest neighbor method), 베이즈 네트워크(Bayesian networks), 독립 성분 분석(independent components analysis)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자 분석방법 및 장치를 제공한다.Methods for generating the patient's model include linear models, support vector machines, neural networks, classification and regression trees, ensemble learning methods, Wherein the biomolecule is selected from the group consisting of discriminant analysis, nearest neighbor method, Bayesian networks, and independent components analysis. Lt; / RTI >

정확하고 종합적인 메커니즘(Mechanism)이 밝혀지지 않은 대다수의 질환들에 대해서는 사례를 기반으로 하는 진단의 중요성이 매우 크다고 할 수 있다. 그러나 특정 기계학습 기법에 국한하여 고안된 기존의 사례 기반 기계학습 추론 시스템은 정확도가 낮아 개선된 시스템의 개발이 지속적으로 요구되고 있다. 또한, 기존의 시스템은 학습된 임상 검사 항목 모두를 이용한 질환 판별기로만 고안되어 있으며 각 질환별 임상 검사 항목의 중요도나 우선순위를 활용할 수 있는 방법을 제공하고 있지 않다.For most of the diseases for which an accurate and comprehensive mechanism has not been established, the case-based diagnosis is very important. However, the existing case - based machine learning reasoning system designed for specific machine learning techniques has low accuracy and development of improved system is continuously required. In addition, the existing system is designed only as a disease discriminator using all learned clinical test items, and does not provide a method to utilize the importance or priority of clinical test items for each disease.

본 발명은 의사의 정확한 질환 진단을 지원하기 위한 사례 기반 기계학습 추론을 이용한 질환 진단 및 검사항목 선정 시스템에 관한 것으로, 환자들의 사례 데이터베이스(Database)를 통해 훈련된 인공신경망(Neural Network)로 한 기계학습기인 질환 판별기를 통해 새로운 환자의 검사 정보를 분석하여 질환을 판별하고 예비진단에 의한 각 질환의 최종 판별을 위한 최소의 중요 검사 항목을 선정하여 제공하는 시스템에 관한 것이다. 기계학습 추론을 통한 질환 진단 기법은 기계학습 기법을 개별적으로 적용하여 구성하고 있다. 상기 환자의 모델을 생성하는 방법은 선형 모델(linear models), 지지 벡터 기계(support vector machines), 신경망(neural networks), 분류 및 회귀 트리(classification and regression trees), 앙상블 학습법(ensemble learning methods), 판별식 분석(discriminant analysis), 근접 네이버 방법(nearest neighbor method), 베이즈 네트워크(Bayesian networks), 독립 성분 분석(independent components analysis) 등이 있다. The present invention relates to a system for diagnosing diseases and selecting test items using case-based machine learning reasoning for supporting a doctor's accurate diagnosis of diseases, and a neural network (a neural network) The present invention relates to a system for identifying a disease by analyzing test information of a new patient through a learning machine disease discriminator and selecting and providing a least important test item for final diagnosis of each disease by preliminary diagnosis. Diagnosis of disease through machine learning reasoning is composed by applying machine learning method individually. Methods for generating the patient's model include linear models, support vector machines, neural networks, classification and regression trees, ensemble learning methods, Discriminant analysis, nearest neighbor method, Bayesian networks, and independent components analysis.

본 시스템의 구성 및 실무에서의 응용은 2가지로 나누어서 구성할 수 있는데 진단만을 위한 독립된(stand alone) 형태의 진단시스템과 기존의 병원정보시스템 즉 OCS, PACS, LIS 등과 연계된 통합된 시스템으로 구성할 수 있다. 통합된 시스템과의 연동을 위해서는 HL7, 및 DICOM 규약에 의거하여 시스템을 구성하여야 한다. 본 시스템은 초기모델로 PMS(Patient Monitoring System) 와 연동하여 진단의 정확도를 높게 하였다. 또한 PMS 뿐만 아니라 OCS, EMR, PACS 등 다양한 의료정보시스템과 연동된 시스템으로 개발하여 다양한 질환인자를 포함하고 있는 보다 정확한 진단시스템으로 개발할 수 있다.The configuration and practical application of this system can be divided into two parts. It consists of a stand alone diagnostic system for diagnosis only and an integrated system linked with existing hospital information system such as OCS, PACS, LIS, etc. can do. For interworking with the integrated system, the system must be configured according to the HL7 and DICOM specifications. This system is an initial model and it is linked with PMS (Patient Monitoring System) to increase the accuracy of diagnosis. In addition, PMS, OCS, EMR, PACS and other systems linked to a variety of medical information developed by developing a more accurate diagnosis system that includes various disease factors can be developed.

본 발명에서는 상기 생체분자 정보 데이터를 이용한 생물적인 의미 분석을 위한 구성은 환자군의 상기 생체분자 정보와 대조군의 상기 생체분자 정보 데이터를 입력 받고 데이터베이스를 구축하는 모듈; 상기 입력된 정보 데이터를 이용하여 분석 시스템에서 전 처리를 수행하는 모듈; 상기 전 처리된 결과를 가지고 환자의 모델을 생성하는 모듈; 상기 생성된 모델을 로딩하여 내원한 환자에 적용하여 블라인드 테스트(Blind test)인 진단을 수행하는 모듈; 및 교차검정을 통해 시스템의 성능을 평가하는 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체분자 분석방법 및 장치를 제공한다.According to the present invention, there is provided a biomolecule information analyzing system comprising: a module for receiving the biomolecule information of a patient group and the biomolecule information data of a control group and constructing a database; A module for performing preprocessing in the analysis system using the input information data; A module for generating a patient's model with the pre-processed result; A module that loads the generated model and applies the resultant to a patient who visited the patient to perform a diagnosis that is a blind test; And a module for evaluating the performance of the system through cross validation; The present invention also provides a method and apparatus for analyzing biomolecules.

본 발명은 생체분자를 핵산분석기술을 이용하여 분석함으로써 생체시료에서 생체분자의 생물학적 의미를 확인할 수 있으며, 형광학적으로 높은 감도로 검출할 수 있다. 더욱이, 한 번의 검사로 다양한 생체분자들을 분석함으로써 생체시료에서 표현형의 변화, 질병에 대한 민감성 그리고 치료 약제에 대한 반응의 차이 등 개인 간의 차이를 효율적으로 결정하는 방법을 제공한다.The present invention can confirm the biological meaning of a biomolecule in a biological sample by analyzing the biomolecule using a nucleic acid analysis technique, and can detect it with high sensitivity by fluorescence. Furthermore, by analyzing various biomolecules in a single test, the method provides a method for efficiently determining the difference between individuals, such as a change in phenotype, sensitivity to disease, and response to a therapeutic agent in a biological sample.

도 1은 생체시료에서 핵산 및 단백질을 분리한 후, 단백질과 지시핵산1을 반응시켜 형성된 증폭이 가능한 단백질-지시핵산 1인 증폭핵산 1 및 시료에서 분리된 RNA 그리고 DNA 등의 핵산을 분리, 정제한 후, 특정핵산의 특정영역에 완전하게 상보적인 결합을 하는 올리고뉴클레오타이드를 이용하여 증폭핵산 2 및 3을 제조하여 생체분자를 분석하고 생물적 의미를 분석하는 전체적인 흐름도이고.
도 2는 생체시료에서 분리된 특정리간드에 결합하는 물질과 지시핵산 1이 형성하는 복합체이고,
도 3은 용액 속에서 특정리간드에 결합하는 물질을 자성리간드 및 핵산지시핵산 1로 포획하여 증폭할 수 있는 증폭핵산 1을 준비하고 실시간 PCR 하여 특정물질을 핵산분석기술로 분석하는 도면이고,
도 4는 생체시료에서 분리된 특정핵산과 지시핵산 2가 결합하여 부분적 이중가닥핵산을 형성하고 완전한 이중가닥핵산으로 전환한 후, 특정핵산을 정량 분석하는 도면이고,
도 5는 생체시료에서 분리된 표적핵산의 특정영역에 완전하게 상보적인 결합을 하는 지시핵산 3로 특정 유전자변이 분석을 핵산분석기술로 수행하는 전체적인 흐름도이고,
도 6은 생체시료에서 분리된 표적핵산 메틸화유무 분석을 하는 전체적인 흐름도이고,
도 7은 특정 단백질, 특정핵산 및 특정유전자변이를 지시핵산과 반응하여 증폭핵산으로 전환되고 이를 실시간 PCR 방법으로 분석하는 도면이고,
도 8은 표지물질이 있는 타깃프로브를 어레이상의 포착프로브와 혼성화하여 발생하는 신호를 분석하여 생체분자를 분석하는 것에 관한 도면이고,
도 9는 어레이상에 IL17 및 IL17RA에 상응하는 압타머, mRNA, DNA 변이 및 메틸화유무에 상응하는 포착프로브들의 배치도이고,
도 10은 IL17 및 IL17RA에 상응하는 단백질, mRNA, DNA 변이 및 메틸화유무를 분석하기 위해 올리고뉴클레오타이드들을 이용하여 부분적 이중가닥핵산 및 완전한 이중가닥핵산을 제작한 후, 이들을 주형으로 하고 신호프라이머로 PCR하여 표지 및 증폭하여 획득한 타깃프로브를 어레이에 고착된 상기 포착프로브에 혼성화하여 형성된 이미지이다.
FIG. 1 is a schematic view showing a method of separating and purifying a nucleic acid such as DNA and amplified nucleic acid 1 which is an amplifiable protein-directed nucleic acid 1 which is formed by reacting a protein with a nucleic acid indicator 1 after separating a nucleic acid and a protein from a biological sample, And then amplified nucleic acids 2 and 3 are prepared using an oligonucleotide which is completely complementary to a specific region of a specific nucleic acid to analyze biomolecules and analyze the biological meaning thereof.
2 is a complex formed by a substance binding to a specific ligand separated from a biological sample and a nucleic acid indicator 1,
FIG. 3 is a diagram for analyzing a specific substance by a nucleic acid analysis technique by preparing an amplified nucleic acid 1 capable of capturing and binding a substance bound to a specific ligand in a solution to a magnetic ligand and a nucleic acid-indicating nucleic acid 1,
FIG. 4 is a view for quantitatively analyzing a specific nucleic acid after converting a specific double-stranded nucleic acid into a partial double-stranded nucleic acid by binding a specific nucleic acid separated from a biological sample to an indicator nucleic acid 2,
FIG. 5 is a general flowchart for performing a specific gene mutation analysis using a nucleic acid analysis technique with a nucleic acid 3 that is completely complementary to a specific region of a target nucleic acid separated from a biological sample,
6 is a general flowchart for analyzing the presence or absence of target nucleic acid methylation separated from a biological sample,
FIG. 7 is a diagram showing a specific protein, a specific nucleic acid and a specific gene mutation reacted with an indicator nucleic acid to convert into an amplified nucleic acid and analyzing the amplified nucleic acid by a real-time PCR method,
FIG. 8 is a diagram for analyzing biomolecules by analyzing signals generated by hybridizing a target probe having a labeling substance with an acquisition probe on an array,
Figure 9 is a plot of platelets, mRNA, DNA mutations, and acquisition probes corresponding to IL17 and IL17RA corresponding to presence or absence of methylation,
FIG. 10 shows partial double-stranded nucleic acids and complete double-stranded nucleic acids prepared using oligonucleotides to analyze the protein, mRNA, DNA mutation and methylation corresponding to IL17 and IL17RA, and then PCR was performed using these as a template and signal primers And the target probe obtained by amplification is hybridized to the capture probe fixed to the array.

이하, 첨부도면과 실시례를 참조하여 본 발명에 따라 하나 또는 그 이상의 생체분자로 구성된 생체시료에 있는 생체분자를 분석하는 핵산분석방법을 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명을 예시적으로 설명하는 것일 뿐 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.Hereinafter, a nucleic acid analysis method for analyzing a biomolecule in a biological sample composed of one or more biomolecules according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and embodiments. The following examples are illustrative of the present invention but are not intended to limit the scope of the invention.

본 발명에 사용되는 특정 생체분자는 IL17 및 IL17RA이며 어레이를 이용한 한 번의 검사로 이들의 단백질, mRNA 및 DNA 변이를 분석하고자한다.The specific biomolecules used in the present invention are IL17 and IL17RA, and their protein, mRNA and DNA mutation are analyzed by a single test using an array.

IL-17은 CD4+ T세포인 Th17세포가 생산하는 사이토카인으로, 예를 들면 Accession code AAH67505나 NP002181로 나타내는 아미노산 서열을 갖는 단백질이다. IL-17은 IL-17A 또는 CTLA-8로 불려지는 것도 있다. IL-17수용체는 IL-17이 결합하는 세포 표면 단백질을 의미한다. IL-17수용체 패밀리로서 IL-17RA, IL-17RB, IL-17RC, IL-17RD, IL-17RE가 알려져 있다.IL-17 is a cytokine produced by CD17 + T cell Th17 cells, for example, a protein having an amino acid sequence represented by accession code AAH67505 or NP002181. IL-17 may also be referred to as IL-17A or CTLA-8. The IL-17 receptor refers to the cell surface protein to which IL-17 binds. As IL-17 receptor family, IL-17RA, IL-17RB, IL-17RC, IL-17RD and IL-17RE are known.

본 발명에서 'IL-17 매개 염증질환'은 Th17 세포뿐만 아니라 감마/델타 T 세포, NK 세포, 대식세포, 호중구 등의 면역 또는 염증세포에서 분비되는 IL-17에 의해 발생 또는 악화되는 호흡기질환; 소화기질환; 피부질환 혈관 또는 대사질환; 골관절질환 및 뇌신경질환 등을 포함한다.In the present invention, 'IL-17 mediated inflammatory diseases' include respiratory diseases caused or exacerbated by IL-17 secreted not only by Th17 cells but also by immunoreactive or inflammatory cells such as gamma / delta T cells, NK cells, macrophages and neutrophils; Digestive diseases; Skin disease blood vessel or metabolic disease; Osteoarthritis, and cranial nerve diseases.

구체적으로 상기 호흡기질환은 비염, 비용종, 부비동염, 천식, 기관지염, 만성폐쇄성폐질환, 기관지확장증, 세기관지염, 폐렴, 폐섬유증, 폐암 등을 포함하며, 상기 소화기질환은 구강염, 식도염, 위염, 위궤양, 염증성장염, 과민성 장증후군, 담도염, 췌장염, 구강암, 식도암, 위암, 대장암, 담도암, 담낭암, 췌장암 등을 포함한다.Specifically, the respiratory diseases include rhinitis, nasal polyposis, asthma, bronchitis, chronic obstructive pulmonary disease, bronchiectasis, bronchiolitis, pneumonia, pulmonary fibrosis, lung cancer and the like. The gastrointestinal diseases include gastritis, esophagitis, gastritis, Inflammatory bowel disease, irritable bowel syndrome, cholangitis, pancreatitis, oral cancer, esophageal cancer, gastric cancer, colon cancer, bile duct cancer, gallbladder cancer, pancreatic cancer and the like.

또한 상기 혈관 또는 대사질환은 동맥경화증, 당뇨, 통풍 등을 포함하며, 상기 골관절질환은 류마티스관절염, 골관절염, 골다공증 등을 포함한다. 상기 뇌신경질환은 혈관성치매, 알츠하이머병, 퇴행성뇌질환 등을 포함한다.The blood vessel or metabolic diseases include atherosclerosis, diabetes, gout, etc., and the osteoarthritis includes rheumatoid arthritis, osteoarthritis, osteoporosis, and the like. The neurological diseases include vascular dementia, Alzheimer's disease, degenerative brain diseases, and the like.

정량 분석하는 단백질 및 RNA 정량분석의 대상은 IL17 및 IL17RA 이며 진뱅크 (GenBank) 데이터 시스템 (http:// www.ncbi.nlm.nih.gov)에서 얻을 수 있는 IL17 및 IL17RA 유전자의 염기서열 정보 (IL17의 Accession number는NM_002190, 및 IL17RA의 Accession number: NM_014339)이다. Quantitative analysis of protein and RNA quantification was performed using IL17 and IL17RA and the sequence information of the IL17 and IL17RA genes obtained from the GenBank data system (http: // www.ncbi.nlm.nih.gov) The accession number of IL17 is NM_002190, and the accession number of IL17RA is NM_014339).

DNA 변이 분석은 IL17 및 IL17RA의 SNP를 대상으로 하였으며 이에 대한 정보는http://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp에서 수집하였다. DNA mutation analysis was performed on the SNPs of IL17 and IL17RA, and information was collected from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp.

핵산 메틸화 여부 분석은 IL17 프로모터-144 위치(Thomas, R.M., et al., 2012, J Biol Chem. 287(30):25049-59.)를 수행하였다. Nucleic acid methylation analysis was performed using the IL17 promoter-144 site (Thomas, R.M., et al., 2012, J Biol Chem. 287 (30): 25049-59).

표적핵산 특정영역(H)의 염기서열The nucleotide sequence of the target nucleic acid specific region (H) 종 류Kinds 상류올리고뉴클레오타이드
(5'→3')
Upstream oligonucleotide
(5 '- >3')
하류올리고뉴클레오타이드
(5'→3')
Downstream oligonucleotide
(5 '- >3')
일렬
번호
line
number
-actin mRNA-actin mRNA gggcgacgaggcccagagcaagaga gggcgacgaggcccagagcaagaga ggcatcctcaccctgaagtaccccaggcatcctcaccctgaagtacccca 1One cagatcatgtttgagaccttcaaca cagatcatgtttgagaccttcaaca ccccagccatgtacgttgctatccaccccagccatgtacgttgctatcca 22 IL17 mRNAIL17 mRNA ccctcaggaaccctcatccttcaaaccctcaggaaccctcatccttcaaa gacagcctcatttcggactaaactc gacagcctcatttcggactaaactc 33 taaccggaataccaataccaatccctaaccggaataccaataccaatccc aaaaggtcctcagattactacaaccaaaaggtcctcagattactacaacc 44 IL17RA mRNAIL17RA mRNA ggagcagaagcctcccagccactagggagcagaagcctcccagccactag ccttttgggctcagtctctccaataccttttgggctcagtctctccaata 55 gagtacaggataccacaatgcactcgagtacaggataccacaatgcactc ttcctgcgtagagcacatgttcccattcctgcgtagagcacatgttccca 66 IL17 SNP IL17 SNP rs10484879 rs10484879 AAACTCATCGTGAAGTCAAACATTCAAAAACTCATCGTGAAGTCAAACATTCAA ATTGGAAGAAAGAGCTATAGAAAATATTGGAAGAAAGAGCTATAGAAAAT 77 AAACTCATCGTGAAGTCAAACATTCACAAACTCATCGTGAAGTCAAACATTCAC rs8193038 rs8193038 GGAATACTGTATATGTAGGATAGGAAAGGAATACTGTATATGTAGGATAGGAAA TGAAAGCTTTGGTAGGTATTTAAGTTGAAAGCTTTGGTAGGTATTTAAGT 88 GGAATACTGTATATGTAGGATAGGAAGGGAATACTGTATATGTAGGATAGGAAG rs8193037 rs8193037 TGTCACCCCTGAACCCACTGCGACACATGTCACCCCTGAACCCACTGCGACACA CCACGTAAGTGACCACAGAAGGAGACCACGTAAGTGACCACAGAAGGAGA 99 TGTCACCCCTGAACCCACTGCGACACGTGTCACCCCTGAACCCACTGCGACACG rs8193036 rs8193036 CCCCCCTGCCCCCCTTTTCTCCATCTCCCCCCCTGCCCCCCTTTTCTCCATCTC CATCACCTTTGTCCAGTCTCTATCCCATCACCTTTGTCCAGTCTCTATCC 1010 CCCCCCTGCCCCCCTTTTCTCCATCTTCCCCCCTGCCCCCCTTTTCTCCATCTT rs4711998rs4711998 TGTATTCCTGAGAAGGAACTATTCTCATGTATTCCTGAGAAGGAACTATTCTCA AGGACCTGAGTCCAAGTTCATCTTAAGGACCTGAGTCCAAGTTCATCTTA 1111 TGTATTCCTGAGAAGGAACTATTCTCGTGTATTCCTGAGAAGGAACTATTCTCG rs3819025 rs3819025 TCATTGGTGGTGAGTCCTGCACTAACATCATTGGTGGTGAGTCCTGCACTAACA TGCGATGCTCTTGCTGATTTGGACCTGCGATGCTCTTGCTGATTTGGACC 1212 TCATTGGTGGTGAGTCCTGCACTAACGTCATTGGTGGTGAGTCCTGCACTAACG rs3819024 rs3819024 AACACCTGGCCAAGGAATCTGTGAGGAAACACCTGGCCAAGGAATCTGTGAGGA AAAGAAAGATCAAATGGAAAATCAAAAAGAAAGATCAAATGGAAAATCAA 1313 AACACCTGGCCAAGGAATCTGTGAGGGAACACCTGGCCAAGGAATCTGTGAGGG rs3804513rs3804513 CAAATGTATTTTGATCATTTGACTTCACAAATGTATTTTGATCATTTGACTTCA TACAAATAAGTCTCTGTTCTGTGGATACAAATAAGTCTCTGTTCTGTGGA 1414 CAAATGTATTTTGATCATTTGACTTCTCAAATGTATTTTGATCATTTGACTTCT rs3748067 rs3748067 TGGGCTGAACTTTTCTCATACTTAAAATGGGCTGAACTTTTCTCATACTTAAAA TTCGTTCTGCCCCATCAGCTCCTTTTTCGTTCTGCCCCATCAGCTCCTTT 1515 TGGGCTGAACTTTTCTCATACTTAAAGTGGGCTGAACTTTTCTCATACTTAAAG rs2275913rs2275913 CTGCCCTTCCCATTTTCCTTCAGAAGACTGCCCTTCCCATTTTCCTTCAGAAGA AGAGATTCTTCTATGACCTCATTGGAGAGATTCTTCTATGACCTCATTGG 1616 CTGCCCTTCCCATTTTCCTTCAGAAGGCTGCCCTTCCCATTTTCCTTCAGAAGG rs1974226 rs1974226 CTGAACTTTTCTCATACTTAAAGTTCACTGAACTTTTCTCATACTTAAAGTTCA TTCTGCCCCATCAGCTCCTTTCTGGTTCTGCCCCATCAGCTCCTTTCTGG 1717 CTGAACTTTTCTCATACTTAAAGTTCGCTGAACTTTTCTCATACTTAAAGTTCG IL17RA SNPIL17RA SNP rs151315255rs151315255 GATGGCCTGCCTGCGGCTGACCTGATCGATGGCCTGCCTGCGGCTGACCTGATC CCCCCACCGCTGAAGCCCAGGAAGGCCCCCACCGCTGAAGCCCAGGAAGG 1818 GATGGCCTGCCTGCGGCTGACCTGATTGATGGCCTGCCTGCGGCTGACCTGATT rs139412425 rs139412425 TGGATCATCTACTCAGCCGACCACCCCTGGATCATCTACTCAGCCGACCACCCC CTCTACGTGGACGTGGTCCTGAAATCTCTACGTGGACGTGGTCCTGAAAT 1919 TGGATCATCTACTCAGCCGACCACCCKTGGATCATCTACTCAGCCGACCACCCK rs6518661 rs6518661 CTGTCACTAAGGAGTTAACCCCCGCAACTGTCACTAAGGAGTTAACCCCCGCAA AGCAGTTTTTTCATCACATCTCTGAAGCAGTTTTTCATCACATCTCTGA 2020 CTGTCACTAAGGAGTTAACCCCCGCAGCTGTCACTAAGGAGTTAACCCCCGCAG rs6518660 rs6518660 CATAGTAGATAGCAATCTATTCAACCACATAGTAGATAGCAATCTATTCAACCA TTTCTAGTTTGATGGACATTTAGATTTTCTAGTTTGATGGACATTTAGAT 2121 CATAGTAGATAGCAATCTATTCAACCGCATAGTAGATAGCAATCTATTCAACCG rs5748864 rs5748864 gcaagttaggattagagggctgggacAgcaagttaggattagagggctgggacA tttagccccacccctttacccatcatttagccccacccctttacccatca 2222 gcaagttaggattagagggctgggacGgcaagttaggattagagggctgggacG rs4819554 rs4819554 TGGGAAGTAACGACTCTCTTAGGTGCATGGGAAGTAACGACTCTCTTAGGTGCA GCTGGGACACAGTCTCACAGACCAGGCTGGGACACAGTCTCACAGACCAG 2323 TGGGAAGTAACGACTCTCTTAGGTGCGTGGGAAGTAACGACTCTCTTAGGTGCG rs2241049 rs2241049 GCATGGGAGGACCTATGGGAGGTTCCAGCATGGGAGGACCTATGGGAGGTTCCA ATAACATTCAGTAGCATCTCGGCCAATAACATTCAGTAGCATCTCGGCCA 2424 GCATGGGAGGACCTATGGGAGGTTCCGGCATGGGAGGACCTATGGGAGGTTCCG rs2241046 rs2241046 ATGCTATTTTCCCTTTTTCCTCTGTTCATGCTATTTTCCCTTTTTCCTCTGTTC TCATTGCAGAACCAATTCCGGGTAATCATTGCAGAACCAATTCCGGGTAA 2525 ATGCTATTTTCCCTTTTTCCTCTGTTTATGCTATTTTCCCTTTTTCCTCTGTTT rs2229151 rs2229151 CACCCCCTCTACGTGGACGTGGTCCTACACCCCCTCTACGTGGACGTGGTCCTA AAATTCGCCCAGTTCCTGCTCACCGAAATTCGCCCAGTTCCTGCTCACCG 2626 CACCCCCTCTACGTGGACGTGGTCCTGCACCCCCTCTACGTGGACGTGGTCCTG rs882643 rs882643 ACGCTTTCCCCAACCACAATCCTTCACACGCTTTCCCCAACCACAATCCTTCAC CTCAGGCATCTCCTCGGGGATCCCCCTCAGGCATCTCCTCGGGGATCCCC 2727 ACGCTTTCCCCAACCACAATCCTTCAGACGCTTTCCCCAACCACAATCCTTCAG rs879577 rs879577 TCAGCGGTGGGGGGATCAGGTCAGCCATCAGCGGTGGGGGGATCAGGTCAGCCA CAGGCAGGCCATCTAAGGAAACAAG]CAGGCAGGCCATCTAAGGAAACAAG] 2828 TCAGCGGTGGGGGGATCAGGTCAGCCGTCAGCGGTGGGGGGATCAGGTCAGCCG rs879576 rs879576 TGGTCGGCTGAGTAGATGATCCAGACCTGGTCGGCTGAGTAGATGATCCAGACC TTCCTGGGCTTCAGCGGTGGGGGGATTCCTGGGCTTCAGCGGTGGGGGGA 2929 TGGTCGGCTGAGTAGATGATCCAGACTTGGTCGGCTGAGTAGATGATCCAGACT rs879576 rs879576 TGGTCGGCTGAGTAGATGATCCAGACCTGGTCGGCTGAGTAGATGATCCAGACC TTCCTGGGCTTCAGCGGTGGGGGGATTCCTGGGCTTCAGCGGTGGGGGGA 3030 TGGTCGGCTGAGTAGATGATCCAGACTTGGTCGGCTGAGTAGATGATCCAGACT rs721930 rs721930 GTTCTGAGGGGTGATTAGGGAGGAGACGTTCTGAGGGGTGATTAGGGAGGAGAC TTTAGTTTAACTTGGAGTCCTTCAGTTTAGTTTAACTTGGAGTCCTTCAG 3131 GTTCTGAGGGGTGATTAGGGAGGAGAGGTTCTGAGGGGTGATTAGGGAGGAGAG IL17 압타머IL17 Abtamer ggucuagccggaggaguc ggucuagccggaggaguc aguaaucgguagaccaguaaucgguagacc 3232 IL17RA 압타머IL17RA Aptamer ACGCGCTAGGATCAA ACGCGCTAGGATCAA AGCTGCACTGAAGTGAGCTGCACTGAAGTG 3333 IL17 메틸화
(프로모터
144 위치)
IL17 methylation
(Promoter
144 position)
tcaaatcaattttaacatta
tctacaacaag
tcaaatcaattttaacatta
tctacaacaag
gtcatacttgtgggctgga gaccaaaagccgtcatacttgtgggctgga gaccaaaagcc 3434
tcaaatcaattttaacatta
tctacaacaaa
tcaaatcaattttaacatta
tctacaacaaa

포착프로브 및 포착프로브의 상보적 염기서열(리간드를 지시하는 zip-code 염기서열)The complementary base sequence of the capture probe and the capture probe (zip-code base sequence indicating ligand) 종 류Kinds 포착프로브(5'→3')The acquisition probe 5 '? 3' 포착프로브의 상보적 염기서열(5'→3')The complementary base sequence (5 '- > 3') of the capture probe 1One GATTTGTATTGATTGAGATTAAAGGATTTGTATTGATTGAGATTAAAG CTTTAATCTCAATCAATACAAATCCTTTAATCTCAATCAATACAAATC 22 TGATTGTAGTATGTATTGATAAAGTGATTGTAGTATGTATTGATAAAG CTTTATCAATACATACTACAATCACTTTATCAATACATACTACAATCA 33 GATTGTAAGATTTGATAAAGTGTAGATTGTAAGATTTGATAAAGTGTA TACACTTTATCAAATCTTACAATCTACACTTTATCAAATCTTACAATC 44 GATTTGAAGATTATTGGTAATGTAGATTTGAAGATTATTGGTAATGTA TACATTACCAATAATCTTCAAATCTACATTACCAATAATCTTCAAATC 55 GATTGATTATTGTGATTTGAATTGGATTGATTATTGTGATTTGAATTG CAATTCAAATCACAATAATCAATCCAATTCAAATCACAATAATCAATC 66 GATTTGATTGTAAAAGATTGTTGAGATTTGATTGTAAAAGATTGTTGA TCAACAATCTTTTACAATCAAATCTCAACAATCTTTTACAATCAAATC 77 ATTGGTAAATTGGTAAATGAATTGATTGGTAAATTGGTAAATGAATTG CAATTCATTTACCAATTTACCAATCAATTCATTTACCAATTTACCAAT 88 GTAAGTAATGAATGTAAAAGGATTGTAAGTAATGAATGTAAAAGGATT AATCCTTTTACATTCATTACTTACAATCCTTTACATTCATTACTTAC 99 GTAAGATGTTGATATAGAAGATTAGTAAGATGTTGATATAGAAGATTA TAATCTTCTATATCAACATCTTACTAATCTTCTATATCAACATCTTAC 1010 TGTAGATTTGTATGTATGTATGATTGTAGATTTGTATGTATGTATGAT ATCATACATACATACAAATCTACAATCATACATACATACAAATCTACA 1111 GATTAAAGTGATTGATGATTTGTAGATTAAAGTGATTGATGATTTGTA TACAAATCATCATCACTTTTAATCTACAAATCATCATCACTTTTAATC 1212 AAAGAAAGAAAGAAAGAAAGTGTAAAAGAAAGAAAGAAAGAAAGTGTA TACACTTTCTTTCTTTCTTTCTTTTACACTTTCTTTCTTTCTTTCTTT 1313 TTAGTGAAGAAGTATAGTTTATTGTTAGTGAAGAAGTATAGTTTATTG CAATAAACTATACTTCTTCACTAACAATAAACTATACTTCTTCACTAA 1414 AAAGTAAGTTAAGATGTATAGTAGAAAGTAAGTTAAGATGTATAGTAG CTACTATACATCTTACTATACTTTCTACTATACATCTTACTATACTTT 1515 TGAATTGATGAATGAATGAAGTATTGAATTGATGAATGAATGAAGTAT ATACTTCATTCATTCATCAATTCAATACTTCATTCATTCATCAATTCA 1616 TGATGATTTGAATGAAGATTGATTTGATGATTTGAATGAAGATTGATT AATCAATCTTCATTCAAATCATCAAATCAATCTTCATTCAAATCATCA 1717 TGATAAAGTGATAAAGGATTAAAGTGATAAAGTGATAAAGGATTAAAG CTTTAATCCTTTATCACTTTATCACTTTAATCCTTTATCACTTTATCA 1818 TGATTTGAGTATTTGAGATTTTGATGATTTGAGTATTTGAGATTTTGA TCAAAATCTCAAATACTCAAATCATCAAAATCTCAAATACTCAAATCA 1919 GTATTTGAGTAAGTAATTGATTGAGTATTTGAGTAAGTAATTGATTGA TCAATCAATTACTTACTCAAATAGTCAATCAATTACTTACTCAAATAG 2020 GATTGTATTGAAGTATTGTAAAAGGATTGTATTGAAGTATTGTAAAAG CTTTTACAATACTTCAATACAATCCTTTTACAATACTTCAATACAATC 2121 TGATTTGAGATTAAAGAAAGGATTTGATTTGAGATTAAAGAAAGGATT AATCCTTTCTTTAATCTCAAATCAAATCCTTTCTTTAATCTCAAATCA 2222 TGATTGAATTGAGTAAAAAGGATTTGATTGAATTGAGTAAAAAGGATT AATCCTTTTTACTCAATTCAATCAAATCCTTTTTACTCAATTCAATCA 2323 AAAGTTGAGATTTGAATGATTGAAAAAGTTGAGATTTGAATGATTGAA TTCAATCATTCAAATCTCAACTTTTTCAATCATTCAAATCTCAACTTT 2424 GTATTGTATTGAAAAGGTAATTGAGTATTGTATTGAAAAGGTAATTGA TCAATTACCTTTTCAATACAATACTCAATTACCTTTTCAATACAATAC 2525 TGAAGATTTGAAGTAATTGAAAAGTGAAGATTTGAAGTAATTGAAAAG CTTTTCAATTACTTCAAATCTTCACTTTTCAATTACTTCAAATCTTCA 2626 TGAAAAAGTGTAGATTTTGAGTAATGAAAAAGTGTAGATTTTGAGTAA TTACTCAAAATCTACACTTTTTCATTACTCAAAATCTACACTTTTTCA 2727 AAAGTTGAGTATTGATTTGAAAAGAAAGTTGAGTATTGATTTGAAAAG CTTTTCAAATCAATACTCAACTTTCTTTTCAAATCAATACTCAACTTT 2828 TTGATAATGTTTGTTTGTTTGTAGTTGATAATGTTTGTTTGTTTGTAG CTACAAACAAACAAACATTATCAACTACAAACAAACAAACATTATCAA 2929 AAAGAAAGGATTTGTAGTAAGATTAAAGAAAGGATTTGTAGTAAGATT AATCTTACTACAAATCCTTTCTTTAATCTTACTACAAATCCTTTCTTT 3030 GTAAAAAGAAAGGTATAAAGGTAAGTAAAAAGAAAGGTATAAAGGTAA TTACCTTTATACCTTTTCTTTTTACTTACCTTTATACCTTTTCTTTTTAC 3131 GATTAAAGTTGATTGAAAAGTGAAGATTAAAGTTGATTGAAAAGTGAA TTCACTTTTCAATCAACTTTAATCTTCACTTTTCAATCAACTTTAATC 3232 GTAGATTAGTTTGAAGTGAATAATGTAGATTAGTTTGAAGTGAATAAT ATTATTCACTTCAAACTAATCTACATTATTCACTTCAAACTAATCTAC 3333 AAAGGATTAAAGTGAAGTAATTGAAAAGGATTAAAGTGAAGTAATTGA TCAATTACTTCACTTTAATCCTTTTCAATTACTTCACTTTAATCCTTT 3434 TGAAATGAATGAATGATGAAATTGTGAAATGAATGAATGATGAAATTG CAATTTCATCATTCATTCATTTCACAATTTCATCATTCATTCATTTCA

유니버셜 PCR 프라이머의 염기서열The base sequence of the universal PCR primer 정방향프라이머(5'→3')The forward primer (5 '- > 3') 역방향프라이머(5'→3')The reverse primer (5 '- > 3') P1: 5-ACTTCGTCAGTAACGGAC-3P1: 5-ACTTCGTCAGTAACGGAC-3 P3: 5-GTCTGCCTATAGTGAGTC-3P3: 5-GTCTGCCTATAGTGAGTC-3 P2: 5-GAGTCGAGGTCATATCGT-3P2: 5-GAGTCGAGGTCATATCGT-3

실시례 1. 생체분자 준비EXAMPLES 1. Preparation of biomolecules

세포 혹은 세포로 이루어진 조직 시료에서 AllPrep DNA/RNA/Protein Mini kit (Qiagen사. 미국)로 생체분자를 분리하였다. 본 발명에서는 사람의 연골조직(Promocell 사, 독일)을 생체시료로 사용하였다. 연골조직을 제조사에 제공된 버퍼로 용해시킨 후 용해된 시료를 컬럼에 처리한 후, 원심분리하여 DNA를 컬럼막에 결합시키고 여과된 용액을 수확하였다. 컬럼막에 있는 DNA분리는 DNA가 있는 컬럼을 세척하고 막에서 DNA를 추출한 후, 원심분리하여 DNA를 수확하였다. 상기 수확된 여과용액을 제조사에서 제공하는 컬럼에 처리하여 여과된 용액에서 단백질을 침전 및 원심분리하여 수확하였다. 또한 컬럼에서 있는 RNA를 세척하고 막에 있는 RNA를 추출한 후 원심분리하여 수확하였다.
Biomolecules were isolated from AllPrep DNA / RNA / Protein Mini kit (Qiagen, USA) from tissue samples made of cells or cells. In the present invention, human cartilage tissue (Promocell, Germany) was used as a biological sample. After the cartilage tissue was dissolved in the buffer provided in the manufacturer, the dissolved sample was treated on the column and centrifuged to bind the DNA to the column membrane and harvest the filtered solution. DNA separation in the column membrane was performed by washing the column with the DNA, extracting the DNA from the membrane, and harvesting the DNA by centrifugation. The harvested filtrate solution was processed into a column provided by the manufacturer, and the proteins were harvested by precipitation and centrifugation of the proteins in the filtered solution. In addition, the RNA in the column was washed, the RNA in the membrane was extracted, and then harvested by centrifugation.

실시례 2. 지시핵산 제조Example 2. Preparation of indicated nucleic acid

2-1. 단백질분석용 지시핵산 12-1. Indicated nucleic acid 1 for protein analysis

2-1-1. 항체 및 압타머 지시핵산 12-1-1. Antibody and Abdominal Directed Nucleic Acid 1

상기 연골조직에서 특정 단백질의 정량분석을 하기 위해 상기 단백질-항체 분석리간드 복합체는 제조하기 위해 IL17(카탈로그 번호 BAF317) 및 IL17RA(카탈로그 번호 BAF177) 바이오틴-항체를 구입하였다(R&D Systems사. 미국).IL-17 (Catalog No. BAF317) and IL17RA (Catalog No. BAF177) biotin-antibodies were purchased (R & D Systems Inc., USA) for the production of the protein-antibody analyte ligand complexes for quantitative analysis of specific proteins in the cartilage tissue.

상기 연골조직에서 특정 단백질의 정량분석을 하기 위해 상기 단백질-압타머 복합체는 제조하기 위해 사용되는 압타머는 IL17(대한민국 특허 제10-1276519-0000호) 및 IL17RA(Chen, L.,et al., 2011, Osteoarthritis and Cartilage 19; 711~718)에 특이적으로 결합하는 단일가닥핵산으로 염기서열은 [표 4]에 제시되었다. IL17 및 IL17RA 바이오틴-압타머를 유기합성하여 준비하였다(바이오니아. 대한민국).
The aptamers used for preparing the protein-platemporal complex to quantitatively analyze a specific protein in the cartilage tissue are IL17 (Korean Patent No. 10-1276519-0000) and IL17RA (Chen, L., et al. 2011, Osteoarthritis and Cartilage 19; 711-718). The nucleotide sequences are shown in Table 4. IL17 and IL17RA biotin-aptamer were prepared by organic synthesis (Bioneer. Korea).

IL17 및 IL17RA 압타머의 염기서열The nucleotide sequence of IL17 and IL17RA squid 종 류Kinds 염기서열(5'→3')The base sequence (5 '- > 3') 비고Remarks IL17IL17 GGUCUAGCCGGAGGAGUCAGUAAUCGGUAGACCGGUCUAGCCGGAGGAGUCAGUAAUCGGUAGACC IL17RAIL17RA ACGCGCTAGGATCAAAGCTGCACTGAAGTGACGCGCTAGGATCAAAGCTGCACTGAAGTG

단백질 정량분석을 위한 항체 지시핵산의 바이오틴-핵산부분의 구성은 다음의 일반식(I)로 표시되는 것을 특징으로 하는 방법:Wherein the configuration of the biotin-nucleic acid portion of the antibody-directed nucleic acid for protein quantification is represented by the following general formula (I): < EMI ID =

5'-바이오틴-P1-T-P3-3' (I)5'-biotin-P1-T-P3-3 '(I)

상기 일반식(I)에서, P1는 신호프라이머 쌍에서 정방향 프라이머와 완전하게 상보적 결합하는 영역이고 T은 포착프로브와 완전하게 상보적 결합하는 영역으로 표적 단일가닥핵산을 식별하기 위해서 이용되며 혼성화 반응에서 사용하는 프로브로 적합하도록 설계할 수 있다. P3는 신호프라이머 쌍에서 역방향 프라이머와 완전하게 상보적 결합하는 영역이다.In the above general formula (I), P1 is a region completely complementary to the forward primer in the signal primer pair and T is used to identify the target single-stranded nucleic acid as a completely complementary binding region with the capture probe, The probe can be designed to be suitable for use with the probe. P3 is a region that completely complementarily combines with the reverse primer in the signal primer pair.

상기 준비된 바이오틴-항체 및 바이오틴-압타머를 아비딘으로 바이오틴-핵산부분과 연결하여 구조체를 제조하였으며 전자를 항체 지시핵산 1 또는 후자를 압타머 지시핵산1라고 지칭하였다. 바이오틴-항체 (10㎍/ml) 100㎕에 아비딘(7.2㎍/ml)을 첨가한 채로 30분간 실온에 두었다가 상기 바이오틴-올리고뉴클레오타이드를 첨가하여 항체-지시핵산 1을 제조하였다.The prepared biotin-antibody and biotin-abtamer were linked to the biotin-nucleic acid moiety with avidin to prepare a construct. The former was referred to as antibody-directed nucleic acid 1 or the latter as abatamer-directed nucleic acid 1. The biotin-oligonucleotide was added to 100 μl of biotin-antibody (10 μg / ml) and allowed to stand at room temperature for 30 minutes while adding avidin (7.2 μg / ml) to prepare antibody-indicating nucleic acid 1.

2-1-2. 용액포획반응용 항체 지시핵산 12-1-2. Antibody-directed nucleic acid 1 for solution capture reaction

특정물질에 결합하는 두 개의 리간드를 이용하여 특정물질을 핵산분석기술로 분석하기 위해 지시핵산1의 제조는 IL17에 대한 다클론 항체인 IL17 항체 및 바이오틴-IL17항체(R&D Systems사. 미국)를 구입하여 streptavidin magnetic bead(Thermo Scientific 사, 미국)를 결합시켜 자성리간드및 바이오틴-IL17항체(R&D Systems사. 미국)와 바이오틴이 있는 설계된 올리고뉴클레오타이드(일반식 I)을 streptavidin 으로 결합시켜 지시핵산 1을 제조하였다. In order to analyze a specific substance by a nucleic acid analysis technique using two ligands binding to a specific substance, the production of the indicator nucleic acid 1 was performed by using a polyclonal antibody IL17 antibody and a biotin-IL17 antibody (R & D Systems Inc. USA) (Streptavidin magnetic bead) (Thermo Scientific, USA) were combined to prepare labeled nucleic acid 1 by binding a designed ligand (biotin-IL17 antibody (R & D Systems, USA) and biotin-designed oligonucleotide Respectively.

2-2. 핵산분석용 지시핵산 2 2-2. Inducible nucleic acid 2 for nucleic acid analysis

핵산 정량분석을 하기 위해 상기 상류 올리고뉴클레오타이드의 구성은 다음의 일반식(II)로 표시되는 것을 특징으로 하는 방법:Wherein the configuration of the upstream oligonucleotide for nucleic acid quantitative analysis is represented by the following general formula (II):

5'-P1-H-3' (II)5'-P1-H-3 '(II)

상기 일반식(II)에서, P1는 신호프라이머 쌍에서 정방향 프라이머와 완전하게 상보적 결합하는 영역이고 H는 혼성화되는 표적핵산과 실질적으로 상보적 혼성화 서열 영역이다.In the above formula (II), P1 is a region that completely complementarily binds to the forward primer in the signal primer pair and H is a substantially complementary hybridization sequence region with the target nucleic acid to be hybridized.

상기 하류 올리고뉴클레오타이드의 구성은 다음의 일반식(III)로 표시되는 것을 특징으로 하는 방법:Wherein the configuration of the downstream oligonucleotide is represented by the following general formula (III):

5'-H-T-P3-3' (III)5'-H-T-P3-3 '(III)

상기 일반식(III)에 있어서, H는 상기 표적핵산에 상기 상류 올리고뉴클레오타이드의 3' 말단이 결합하는 위치다음의 염기서열부터 완전하게 상보적 결합을 하는 변이인적특이 영역이고 T은 포착프로브와 완전하게 상보적 결합하는 영역으로 표적 단일가닥핵산을 식별하기 위해서 이용되며 혼성화반응에서 사용하는 프로브로 적합하도록 설계할 수 있다. P3는 신호프라이머쌍에서 역방향 프라이머와 완전하게 상보적 결합을 하는 영역이다.In the above general formula (III), H is a human specific region in which the complementary binding is completely complementary to the base sequence following the position at which the 3'end of the upstream oligonucleotide binds to the target nucleic acid, T is the capture probe and complete To identify the target single-stranded nucleic acid as a complementary binding region, and can be designed to be suitable as a probe used in a hybridization reaction. P3 is the region that completes the complementary binding with the reverse primer in the signal primer pair.

상기 일반식 (II)와 일반식(III)의 H는 [표 1]의 β-actin, IL17 및 IL17R mRNA 의 특이적인 염기서열 및 T는 [표 2], P는 [표3]을 참조하여 유기 합성하였다(바이오니아. 한국)H of the above general formulas (II) and (III) are as shown in Table 2, and specific nucleotide sequences of β-actin, IL17 and IL17R mRNA of Tables 1 and 2 are shown in Table 2, Organic synthesis (Bioneer, Korea)

2-3. 유전자변이 분석용 지시핵산 32-3. Inducible nucleic acid 3 for gene mutation analysis

표적핵산 변이 분석을 위해 상기 상류 올리고뉴클레오타이드의 굿성은 다음의 일반식(IV)로 표시되는 것을 특징으로 하는 방법:Characterized in that the goodness of the upstream oligonucleotide for the target nucleic acid mutation analysis is represented by the following general formula (IV):

5'-P2-H-V-3' (IV)5'-P2-H-V-3 '(IV)

상기 일반식(IV)에서, P2는 신호프라이머 쌍에서 정방향 프라이머가 완전하게 상보적 결합하는 영역이고 H는 혼성화되는 표적핵산과 완전하게 상보적 혼성화 서열을 가지는 변이인접 특이 영역이고 V은 뉴클레오타이드 변이에 해당하는 변이 특이 영역으로 상류 올리고뉴클레오타이드는 2개 또는 그 이상이다. In the above general formula (IV), P2 is a region in which the forward primer completely complementarily combines in the signal primer pair, H is a mutation adjacent specific region having a completely complementary hybridization sequence with the target nucleic acid to be hybridized, and V is a nucleotide variation The corresponding mutation specific region is two or more upstream oligonucleotides.

상기 하류 올리고뉴클레오타이드의 구성은 다음의 일반식(V)로 표시되는 것을 특징으로 하는 방법:Wherein the structure of the downstream oligonucleotide is represented by the following general formula (V):

5'-H-T-P3-3' (V)5'-H-T-P3-3 '(V)

상기 일반식(V)에 있어서, H는 상기 표적핵산과 완전하게 상보적 결합을 하는 변이인접특이 영역이고 T은 포착프로브와 완전하게 상보적 결합하는 영역으로 변이관련 뉴클레오타이드가 있는 단일가닥핵산을 식별하기 위해서 이용되며 혼성화반응에서 사용하는 프로브로 적합하도록 설계할 수 있다. P3는 신호프라이머쌍에서 역방향 프라이머와 완전하게 상보적 결합을 하는 영역이다.In the above general formula (V), H is a mutation adjacent specific region that completely complementary binds to the target nucleic acid, and T is a region that completely complementarily binds to the capturing probe and identifies a single-stranded nucleic acid having a mutation-related nucleotide And can be designed to be suitable as a probe used in a hybridization reaction. P3 is the region that completes the complementary binding with the reverse primer in the signal primer pair.

상기 일반식 (IV)와 일반식(V)의 H는 [표 1]의 IL17의 SNP, IL17R의 SNP 및 IL17 메틸화여부의 특이적인 염기서열 및 T는 [표 2], P는 [표3]을 참조하여 유기 합성하였다(바이오니아. 한국)
H of the general formula (IV) and the general formula (V) are the SNPs of IL17, SNPs of IL17R and the specific nucleotide sequence of methylation of IL17 and T of [Table 2] and [Table 3] (Bioneer, Korea).

실시례 3. 정도관리 단일가닥핵산의 제조Example 3. Preparation of single-stranded nucleic acid for quality control

기준물질은 http://genomics.msu.edu/plant_specific/에서 확보한 A, B, C, D 및 E 등 5개 종류 식물특이단백질로 구성되어 있다[표 5 참조].The reference material consists of five plant-specific proteins, A, B, C, D and E, obtained from http://genomics.msu.edu/plant_specific/ [see Table 5].

식물특이단백질Plant-specific protein 종류Kinds LocusLocus 내 용Contents Accession number Accession number AA At1g65390.1 At1g65390.1 defense/immunity proteindefense / immunity protein GO:0003793GO: 0003793 BB At5g39310.1At5g39310.1 cell elongationcell elongation GO:0009826GO: 0009826 CC At4g15910.1 At4g15910.1 Drought-Induced Protein (Di21) Drought-Induced Protein (Di21) GO:0009414GO: 0009414 DD At1g12860.1At1g12860.1 Bhlh Protein  Bhlh Protein GO:0003677GO: 0003677 EE At4g02530.1 At4g02530.1 Chloroplast Thylakoid Lumen ProteinChloroplast Thylakoid Lumen Protein GO:0009543GO: 0009543

선정된 5개 식물특이단백질은 대장균 발현시스템을 사용하여 상응하는 단백질을 발현시킨 후, 발현된 단백질을 분리하여 표준 SELEX 방법(Ellington, A.D. and J.W. Szostak. 1990. In vitro selection of RNA molecules that bind specific ligands. Nature 346: 818-822; Gold, L., P.Allen, J. Binkley, D. Brown, D. Schneider, S.R. Eddy, C. Tuerk, L. Green, S. Macdougal, and D. Tasset. 1993. RNA: the shape of things to come, pp. 497-510. In: R.F. Gestelend and J.F. Atkins (eds.). The RNA World, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, N.Y.)으로 기준물질에 결합하는 단일가닥핵산을 확보하였다.The selected five plant-specific proteins were expressed using the Escherichia coli expression system, and the expressed proteins were isolated and analyzed by standard SELEX method (Ellington, AD and JW Szostak, 1990). In vitro selection of RNA molecules that bind specific L. Green, S. Macdougal, and D. Tasset, Nature, 346: 818-822; Gold, L., P. Allan, J. Binkley, D. Brown, D. Schneider, SR Eddy, 1993. RNA: the shape of things to come, pp. 497-510. In: RF Gestelend and JF Atkins (eds.), The RNA World, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, NY) Single stranded nucleic acid.

이를 정도관리 단일가닥핵산이라고 명명하였으며 이들의 염기서열로 정도관리 단일가닥핵산에 상응하는 바이오틴-정도관리 단일가닥핵산 및 <실시례 2>의 일반식 1로 바이오틴-올리고뉴클레오타이드를 제조하였다. 바이오틴-정도관리 단일가닥핵산을 아비딘으로 바이오틴-올리고뉴클레오타이드를 연결하여 제조한 구조체를 정도관리 리간드라 지칭하였다.
The biotin-oligonucleotide was named as a single-stranded nucleic acid with a degree of control. The biotin-oligonucleotide was prepared from the biotin-controlled single-stranded nucleic acid corresponding to the single-stranded nucleic acid and the biosynthesis- A construct prepared by linking a biotin-oligonucleotide with avidin to a biotin-qualified single-stranded nucleic acid was referred to as a quality-controlled ligand.

실시례 4. 증폭핵산의 제조Example 4. Preparation of amplified nucleic acid

4-1. 증폭핵산14-1. Amplified nucleic acid 1

4-1-1. ELISA 플레이트 포획반응 4-1-1. ELISA plate capture reaction

상기에 준비된 연골조직에서 분리한 단백질용액 100㎕를 넣은 microtiter well을 4℃에서 밤샘 혹은 37℃에서 2시간 동안 0.05M 카보네이트 완충용액(pH 9.6)으로 코팅시켰다.A microtiter well containing 100 μl of the protein solution separated from the cartilage tissue prepared above was coated with 0.05 M carbonate buffer (pH 9.6) at 4 ° C overnight or at 37 ° C for 2 hours.

Well들을 인산염 완충 생리식염수에서 3% 탈지분유, 0.1mM 에틸렌다이아민 테트라아세트산, 0.02% 소디움 아자이드로 블록(180/well) 하고 인산염 완충 생리식염수-트윈 20㎕으로 두 번 세척한 후, 상기 항체 지시핵산1 (10㎍/ml) 100㎕를 첨가하여 2시간 동안 37℃에서 배양하였다. 이 well들을 5분간 5회 트윈-인산염 완충 생리식염수로 세척한 후 비특이적으로 결합된 바이오틴-올리고뉴클레오타이드를 제거하기 위하여 증류수로 5분간 4번 씻어내었다. 이 well에 PCR 반응액 약 50㎕를 첨가한 후, 결합된 바이오틴-올리고뉴클레오타이드를 분리하기 위하여 96℃에서 3분간 미리 변성하였다. 각 well에 있는 내용물을 500㎕ Eppendorf 튜브로 옮겨서, 보관하였으며 단백질 정량분석을 의한 표적핵산DNA로 사용하였다.Wells were washed twice with phosphate buffered physiological saline with 3% skim milk powder, 0.1 mM ethylenediaminetetraacetic acid, 0.02% sodium azide block (180 / well) and phosphate buffered saline - tween twice, 100 핵 of nucleic acid 1 (10 / / ml) was added and cultured at 37 캜 for 2 hours. The wells were washed 5 times for 5 minutes with a twin-phosphate buffered saline solution and then rinsed 4 times for 5 minutes with distilled water to remove non-specifically bound biotin-oligonucleotides. About 50 μl of the PCR reaction solution was added to the wells, and the biotin-oligonucleotides were pre-denatured at 96 ° C for 3 minutes in order to separate bound biotin-oligonucleotides. The contents in each well were transferred to a 500 μl Eppendorf tube, stored and used as target nucleic acid DNA by protein quantification.

4-1-2. 용액 포획반응4-1-2. Solution capture reaction

도 3에서처럼 Well속에서 IL-17을 포함하는 시료, 상기 IL-17 자성리간드 와 IL17 지시핵산 1를 반응시켜 형성된 자성리간드-IL17-지시핵산 1 복합체를 자석으로 수확하였다. 상기 수확된 복합체를 새로운 튜브에 옮겨서 보관하였으며 단백질 정량분석을 위한 증폭핵산으로 사용하였다. 본 방법은 세척용액으로 용이하게 세척하는 과정에서 자력을 이용하여 복합체를 수확할 수 있어 비특이 결합 물질에 의한 간접효과를 최소화할 수 있다.  A magnetic ligand-IL17-directed nucleic acid 1 complex formed by reacting IL-17 magnetic ligand and IL17 indicator nucleic acid 1 in a sample containing IL-17 in a well as in FIG. 3 was harvested with a magnet. The harvested complexes were transferred to new tubes and stored as amplified nucleic acids for protein quantification. In this method, the complex can be harvested using the magnetic force during the easy washing with the washing solution, so that the indirect effect by the non-specific binding material can be minimized.

4-1-3. 압타머 4-1-3. Abtamer

상기 준비된 바이오틴-IL17 압타머(10㎍/㎕) 100㎕ 및 바이오틴-IL17RA 압타머(10㎍/㎕) 100㎕에 각각 아비딘(7.2㎍/㎕)를 첨가한 채로 30분간 실온에 두었다가 상기 준비 비오틴-올리고뉴클레오타이드(10㎍/㎕)를 첨가하여 압타머-아비딘-올리고뉴클레오타이드 구조체를 제조하였으며 이를 압타머 분석리간드라 지칭하였다.100 μl of the prepared biotin-IL17 abtamer (10 μg / μl) and 100 μl of biotin-IL17RA abtamer (10 μg / μl) were kept at room temperature for 30 minutes while avidin (7.2 μg / - oligonucleotide (10 占 퐂 / 占 퐇) was added to prepare an platamer-avidin-oligonucleotide construct, which was referred to as an platamer assay ligand.

상기에 준비된 연골조직에서 분리한 단백질용액을 나이트로셀룰로즈(nitrocellulose) 디스크에 처리하여 고정시킨 후, 셀렉스버퍼에서 상기 단백질이 부착된 디스크와 IL17 및 IL17RA 압타머 지시핵산을 30분간 처리하여 단백질-압타머 분석리간드 복합체를 형성시켰고 세척을 수행하여 비특이적으로 결합한 압타머를 제거하여 정제된 단백질-압타머 지시핵산 복합체를 준비하였으며 단백질의 정량분석을 위해 이를 증폭핵산으로 사용하였다.The protein solution separated from the prepared cartilage tissue was treated and fixed on a nitrocellulose disk and treated with the protein-attached disk and the IL17 and IL17RA platelet indicator nucleic acid in a CELEX buffer for 30 minutes, A purified protein-abstamase-directed nucleic acid complex was prepared by washing the non-specifically bound plasmalamer with the formation of a rat analyte-ligand complex, and used as an amplified nucleic acid for quantitative analysis of proteins.

4-2. 증폭핵산 2 및 3 4-2. The amplified nucleic acids 2 and 3

4-2-1. RNA4-2-1. RNA

특정 RNA의 정량분석 및 변이를 분석하기 위해 연골조직에서 정제한 총 RNA 10ng, dT20 프라이머((주)바이오니아 100pmoles/20㎕ 반응액), MMLV 역전사효소((주)바이오니아 200U/20㎕ 반응액), 10x 반응 완충용액 2㎕, RNasin(Promega사, 미국); 15U/20㎕ 반응액) 및 베타인(Sigma사, 미국); 500mM/20㎕ 반응액)을 혼합하여 역전사 반응액을 제조하였다. 제조된 역전사 반응액을 이용하여 기존의 단일 온도 조건인 42℃ 및 52℃에서, 10분, 20분, 40분, 60분반응과 37℃에서 2분, 50℃에서 3분을 한 주기로 하여 2회, 4회, 8회, 12회 순환 반응, 37℃에서 1분, 47℃에서 3분, 55℃에서 1분을 한 주기로 하여 2회, 4회, 8회, 12회 순환 반응으로 역전사 반응을 수행하였다. 생성된 cDNA를 하기 표적핵산으로 사용하였다.To analyze quantitative analysis and variation of specific RNA, 10 ng of total RNA purified from cartilage tissue, dT 20 primer (100 pmoles / 20 μl reaction product of bioneer), 200 μl reaction solution of MMLV reverse transcriptase (200 U / ), 2 [mu] l of 10x Reaction Buffer, RNasin (Promega, USA); 15 U / 20 반응 reaction solution) and betaine (Sigma, USA); 500mM / 20μl reaction solution) were mixed to prepare a reverse transcription reaction solution. The reaction was carried out at 42 ° C and 52 ° C for 10 minutes, 20 minutes, 40 minutes, 60 minutes, 2 minutes at 37 ° C, and 3 minutes at 50 ° C. The reaction was repeated twice, four times, eight times, and twelve times in a cycle of 4 times, 8 times, 12 times, 1 minute at 37 ° C, 3 minutes at 47 ° C, and 1 minute at 55 ° C. Respectively. The resulting cDNA was used as the following target nucleic acid.

4-2-2. DNA변이4-2-2. DNA mutation

상기 연골조직에서 특정 DNA의 메틸화 유무를 분석하기 위해 키트를 이용하여, 연골조직에서 지노믹 DNA를 추출하고 Nano Drop을 이용하여 그 농도를 측정하여 DNA 변이분석을 위한 표적핵산으로 사용하였다.Genomic DNA was extracted from cartilage tissue using a kit to analyze the presence or absence of methylation of a specific DNA in the cartilage tissue. The concentration of the genomic DNA was measured using Nano Drop and used as a target nucleic acid for DNA mutation analysis.

4-2-3. 메틸화4-2-3. Methylation

상기 연골조직에서 특정 DNA의 메틸화 유무를 분석하기 위해 키트를 이용하여, 연골조직에서 지노믹 DNA를 추출하고 Nano Drop을 이용하여 그 농도를 측정하였다. 이후, 추출한 DNA 약 1~2㎕정도를 0.5 N 농도의 수산화나트륨과 섞어 16℃로 만들어 37℃에서 15분간 반응시켜 DNA가 단일가닥 형태가 되도록 변형시켰다. 이후, 3.5M 농도의 소듐 바이설파이트와 (Sodium bisulfate) 0.01M 농도의 하이드로퀴논 (Hydroquinone) 시약을 첨가하고 56℃에서 16시간 화학 반응시켰다. 이후 에탄올을 이용한 침전반응을 수행하여 변환된 DNA만을 농축시켜 순수 분리하여 50℃의 3차 증류수로 녹인 후, 0.1M 농도가 되도록 수산화나트륨을 첨가하고 상온에서 15분간 반응함으로써 사이토신의 탈황산화 반응을 수행하고 다시 한 번 에탄올 침전반응으로 농축시키고, 최종적으로 30℃의 3차 증류수에 녹여서 20℃에 보관하였으며 메틸화유무를 분석하기 위한 표적핵산으로 사용하였다.To analyze the presence or absence of methylation of specific DNA in the cartilage tissue, genomic DNA was extracted from cartilage tissue using a kit and its concentration was measured using Nano Drop. About 1 ~ 2 ㎕ of the extracted DNA was mixed with 0.5 N sodium hydroxide to make 16 캜 and reacted at 37 캜 for 15 minutes to transform the DNA into a single stranded form. Then, 3.5 M sodium bisulfite and 0.01 M hydroquinone reagent were added and the reaction was carried out at 56 ° C for 16 hours. Then, the precipitated reaction with ethanol was performed to concentrate only the transformed DNA, and then pure water was separated and dissolved with tertiary distilled water at 50 ° C. Then, sodium hydroxide was added to a concentration of 0.1M, and the reaction was allowed to proceed at room temperature for 15 minutes. And then concentrated again by ethanol precipitation. Finally, the solution was dissolved in tertiary distilled water at 30 ° C and stored at 20 ° C, and used as a target nucleic acid for the presence or absence of methylation.

4-2-4. 증폭핵산 2 및 3 제조4-2-4. Manufacture of amplified nucleic acids 2 and 3

상기 연골조직에서 분리된 RNA 및 DNA 등에서 분석하고자하는 지시핵산이 포함된 핵산에서 증폭핵산을 제조하는 방법은 다음과 같다.The method for producing the amplified nucleic acid in the nucleic acid containing the indicated nucleic acid to be analyzed in the RNA and DNA separated from the cartilage tissue is as follows.

<실시례 4-2>에서 RNA 정량분석을 위해 분리된 RNA를 역전사반응으로 전환된 DNA, DNA 변이분석을 위해 분리된 지노믹 DNA 그리고 메틸화유무 분석을 위해 지노믹 DNA의 메틸화정보를 반영한 염기서열의 변화가 생긴 DNA으로부터 표적핵산 DNA를 제조하였다.In Example 4-2, isolated RNA was transformed into reverse transcriptase for RNA quantitation, isolated genomic DNA for DNA mutation analysis, and nucleotide sequence reflecting genomic DNA methylation information for methylation analysis Of the target DNA was prepared.

상기 DNA와 상기 두 개의 올리고뉴클레오타이드를 혼성화 반응하여 부분적 이중가닥핵산를 제조하고, 이어서 부분적 이중가닥핵산을 완전한 이중가닥핵산으로 전환시키는 연결반응을 수행하여 상기 증폭핵산을 제조하였다.The amplified nucleic acid was prepared by performing a hybridization reaction between the DNA and the two oligonucleotides to prepare a partial double stranded nucleic acid and then a partial double stranded nucleic acid to complete double stranded nucleic acid.

아래 반응용액 20㎕에서 PCR기기를 사용하여 95℃에서 5분 동안 변성한 후, 95℃에서 1분, 70℃에서 1분, 68℃에서 1분, 66℃에서 1분 그리고 64℃에서 3분 사이클을 10회하는 단계로 진행하였다.The reaction mixture was denatured at 95 ° C for 1 minute, 70 ° C for 1 minute, 68 ° C for 1 minute, 66 ° C for 1 minute, and 64 ° C for 3 minutes The cycle proceeded to 10 times.

10-ml 반응용액은 20mM TrisHCl (pH 7.6), 25mM sodium acetate, 10mM magnesium acetate, 1mM dithiothreitol, 1mM NAD+, 0.1% Triton X-100, 실시예2에서 준비된 상류 올리고뉴클레오타이드와 하류올리고뉴클레오타이드 (500 pM each), 1 unit Taq DNA ligase (New England Biolabs, MA, USA), 상기에서 준비된 100㎍ DNA으로 구성되었다.
The 10-ml reaction solution contained 20 mM TrisHCl (pH 7.6), 25 mM sodium acetate, 10 mM magnesium acetate, 1 mM dithiothreitol, 1 mM NAD +, 0.1% Triton X-100, the upstream oligonucleotide prepared in Example 2 and the downstream oligonucleotide ), 1 unit Taq DNA ligase (New England Biolabs, MA, USA) and 100 μg DNA prepared as described above.

실시례 5. 증폭반응Example 5. Amplification reaction

상기 증폭반응은 아래 반응용액 20㎕에서 PCR 기기를 사용하여 95℃에서 3분동안 변성한 후, 95℃에서 10초, 56℃에서 10초 및 72℃에서 20초 사이클을 42회 진행하였다. 상기 25-ml 반응용액은 10mM TrisHCl (pH 8.6), 50mM KCl, 2.5mM MgCl2, 5% (V/V) glycerin, 1U Taq DNA polymerase, 1 pmol 정방향 신호프라이머(정량분석의 경우 P㎍1만, 변이분석은 P1과 P2), 20 pmol 역방향 신호프라이머(P3) 및 2 ml 실시례3의 반응용액 등으로 구성되었다.The amplification reaction was performed at 95 ° C for 10 seconds, at 56 ° C for 10 seconds, and at 72 ° C for 20 seconds for 42 cycles after denaturation at 95 ° C for 3 minutes using PCR apparatus in 20 μl of the reaction solution below. The 25-ml reaction solution contained 10 mM TrisHCl (pH 8.6), 50 mM KCl, 2.5 mM MgCl2, 5% (V / V) glycerin, 1 U Taq DNA polymerase, 1 pmol forward signal primer Mutation analysis consisted of P1 and P2), 20 pmol reverse signal primer (P3), and 2 ml of the reaction solution of Example 3.

정량분석을 위한 신호프라이머는 증폭핵산에 상응하는 염기서열이 있는 단일가닥핵산에 완전하게 상보적인 결합을 하는 신호프라이머로 Cy3 표지물질가 표지된 정방향프라이머(P1) 및 표적핵산 역방향 프라이머(P3) 등으로 구성한다.The signal primer for quantitative analysis is a signal primer that has a completely complementary bond to a single-stranded nucleic acid having a nucleotide sequence corresponding to an amplified nucleic acid, such as a forward primer (P1) and a target nucleic acid reverse primer (P3) .

변이분석을 위한 신호프라이머는, 정방향 신호프라이머는 표적핵산의 변이에 상응하는 유니버셜 PCR 프라이머로 Cy3(P1 프라이머) 혹은 Cy5(P2프라이머) 표지물질로 표지되어 있고 2개 또는 그 이상이며, 상기 하류프라이머는 유니버셜 PCR 프라이머(P3)로 구성한다. 유니버셜 PCR 프라이머의 염기서열은 [표2]에 제시되어 있다.
The signal primer for the mutation analysis is a universal PCR primer corresponding to the mutation of the target nucleic acid, and the forward signal primer is labeled with Cy3 (P1 primer) or Cy5 (P2 primer) labeling substance and two or more, and the downstream primer Is composed of a universal PCR primer (P3). The nucleotide sequences of the universal PCR primers are shown in Table 2.

실시례 6. 어레이의 제조Example 6. Fabrication of arrays

상기의 포착프로브는 표적핵산들을 식별하기 위해 표적핵산에 상응하는 염기서열을 갖는 올리고머(표 3)을 제시하였고 유기 합성하여(바이오니아사) 제조된 포착프로브를 도4에 준하여 어레이에 고정하였다. In order to identify the target nucleic acids, the above-mentioned capture probes were provided with oligomers having base sequences corresponding to the target nucleic acids (Table 3), and the capture probes prepared by organic synthesis (Bioneer) were fixed to the array according to FIG.

상기 하류올리고뉴클레오타이드를 디자인할 때, [표3]에 있는 포착프로브는 [표4]에 있는 하류 올리고뉴클레오타이드와 완전하게 상보적 결합하는 표적핵산의 특정영역을 지시하도록 하였다. When designing the downstream oligonucleotides, the capture probes in Table 3 were directed to specific regions of the target nucleic acid that completely complementary bind the downstream oligonucleotides in Table 4.

이를 구체적으로 살펴보면, [표 1]의 종류 1번 포착프로브는 [표2]의 일렬번호 1인 β-actin mRNA의 하류 올리고뉴클레오타이드가 완전하게 상보적 결합하는 영역, [표 1]의 종류 3번 포착프로브는 [표2]의 일렬번호 3인 IL17 mRNA의 하류 올리고뉴클레오타이드가 완전하게 상보적 결합하는 영역을 지시하도록 하였다.Specifically, the type 1 capture probe of [Table 1] has a completely complementary binding site of the downstream oligonucleotide of the β-actin mRNA having the sequence number 1 of [Table 2], the type 3 of the [Table 1] The capture probe was designed to direct the region of complete complementarity of the downstream oligonucleotide of IL17 mRNA, SEQ ID NO: 3 in [Table 2].

어레이의 제조는, 어레이어 시스템(Microarrayer system)을 사용할 수 있고, 각각의 포착프로브를 완충액에 녹여 농도를 조절하고, 이때 어레이어 안의 습도는 70 내지 80%로 유지하여 스폿팅(spotting)을 수행한다. 기판은 아민기 또는 알데히드기 등으로 코팅된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어 GAPS(Gamma Amino Propyl Silane)이 코팅된 유리 슬라이드인 UltraGAPSTM Coated Slide(Corning 사)를 사용하여 상기 포착프로브들을 일정 규칙으로 배열 고착시켜 어레이를 제작한다.The array can be manufactured by using a microarrayer system, and each trapping probe is dissolved in a buffer to adjust the concentration. At this time, the humidity in the layer is maintained at 70 to 80% to perform spotting do. The substrate may be coated with an amine group or an aldehyde group. For example, an array is prepared by arranging the above-described acquisition probes in a predetermined order using a UltraGAPSTM Coated Slide (Corning) as a glass slide coated with GAPS (Gamma Amino Propyl Silane).

스폿팅된 슬라이드들은 습도 유지챔버(humidified chamber)에서 방치한 후, UV crosslinker 에서 굽는(baking)과정을 수행한다.The spotted slides are left in a humidified chamber and then baked in a UV crosslinker.

이와 같이 본 발명에 따른 어레이는, 관련 기술 분야에 널리 알려진 방법으로 포착 단일가닥핵산들을 유리 슬라이드에 고정시킨 후, 슬라이드를 바로 원심 분리하여 건조시킨 다음, 사용 전까지 빛이 차단된 상태로 보관을 한다.
As such, the array according to the present invention can be obtained by immobilizing captured single-stranded nucleic acids on a glass slide in a manner well-known in the related art, immediately after centrifuging the slides, and storing them in a state of being shielded from light until use .

실시예 7. 어레이 혼성화 및 분석Example 7. Array Hybridization and Analysis

상기 [표 1]에 있는 표적핵산 특정영역의 염기서열과 포착프로브와 완전하게 상보적 결합을 하는 영역을 포함하는 타깃프로브들을 본 발명의 어레이의 포착프로브에 처리하여 60℃에서 4 ~ 12 시간 혼성화하고 42℃에서 0.1 x SSC 용액으로 세척하였다.Target probes comprising a base sequence of the specific region of the target nucleic acid in Table 1 and a region that makes a complete complementary binding with the capture probe were treated with the capture probe of the array of the present invention and hybridized at 60 ° C for 4 to 12 hours Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 42 C &lt; / RTI &gt;

이때 혼성화 용액은 1 M 염화나트륨, 0.3 M sodium citrate, 0.5% SDS 또는 100㎍/㎕ 살몬스펌 DNA, 0.2% 우혈청알부민 또는 단일가닥핵산을 포함한다. 혼성화(Hybridization)를 수행한 후, 어레이를 세척용액으로 세척하였다.At this time, the hybridization solution contains 1 M sodium chloride, 0.3 M sodium citrate, 0.5% SDS or 100 μg / μl salmon sph DNA, 0.2% bovine serum albumin or single stranded nucleic acid. After performing hybridization, the array was washed with wash solution.

이때, 세척용액의 조성은 예로 들면, 1X SSC + 0.2% SDS, 1X SSC + 0.2% SDS, 0.5XSSC + 0.2% SDS, 0.01X SSC + 0.2% SDS 순의 단계이며 각각 단계마다 42℃에서 30분간 수행하였다.
The composition of the washing solution is, for example, 1X SSC + 0.2% SDS, 1X SSC + 0.2% SDS, 0.5X SSC + 0.2% SDS and 0.01X SSC + 0.2% SDS. Respectively.

실시례 8. 실시간 PCRExample 8. Real-time PCR

상기 생체분자를 핵산분석기술로 분석하기 위해 상기 증폭핵산 존재 신호를 증폭하고 탐지 분석은 표 6의 실시간 PCR 반응액 조성에 따라, 기재된 농도로 해당 프라이머 및 검사용 주형 증폭핵산을 혼합하고 표 7의 PCR 반응 조건으로 실시간 PCR을 실시하였다. 실시간 PCR 기기는 7500 FAST real-time PCR(Applied biosystems; USA)를 이용하였다.In order to analyze the biomolecule by the nucleic acid analysis technique, the amplified nucleic acid present signal was amplified. For the detection analysis, the corresponding primer and amplified template amplified nucleic acid were mixed according to the real time PCR reaction liquid composition in Table 6, Real-time PCR was performed under the conditions of PCR reaction. Real-time PCR instrument was 7500 FAST real-time PCR (Applied biosystems; USA).

실시간 PCR의 반응액 조성Reaction solution composition of real-time PCR 명 칭Name 농 도Concentration 부 피volume 정방향 프라이머Forward primer 4 pmol/㎕4 pmol / μl 1 ㎕1 μl 역방향 프라이머Reverse primer 4 pmol/㎕4 pmol / μl 1 ㎕1 μl 2x마스터 믹스2x master mix 10 ㎕10 μl 주형DNATemplate DNA 2 ㎕2 μl 증류수Distilled water 5.6 ㎕5.6 μl Sybr Green ISybr Green I 0.4 ㎕0.4 μl 합계Sum 20 ㎕20 μl Premix Ex Taq(2X, Perfect Real time. Takara)Premix Ex Taq (2X, Perfect Real time, Takara)

실시간 PCR의 반응 조건Reaction conditions of real-time PCR 온도Temperature 시간time 사이클cycle 95℃95 1분1 minute 1회1 time 95℃95 ℃ 15초15 seconds 45회45 times 60℃60 ° C 1분1 minute

실시례 9. 핵산칩의 스폿 탐색 및 분석Example 9. Spot detection and analysis of nucleic acid chips

상기 실시례 6의 세척이 종료된 후, 유리 슬라이드를 원심분리로 건조한 후, 사용한 형광염료를 여기(excitation)하기 위한 적절한 파장의 레이저(Cy5, 635 nm)를 갖는 레이저 스캐너(laser scanner, GenePix4000, Axon사)를 이용하여 탐색하였다. 형광이미지는 다중-이미지-태그된 이미지 파일(multi-image Taged image file, TIFF) 포맷으로 저장한 후, 적절한 화상분석(image analysis) 소프트웨어(GenePix Pro 3.0, Axon사)로 분석하였다.After the washing of Example 6 was completed, the glass slide was dried by centrifugation, and then a laser scanner (GenePix4000, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) having a suitable wavelength laser (Cy5, 635 nm) for exciting the used fluorescent dye, Axon). The fluorescence images were stored in a multi-image TAG (TIFF) format and analyzed with appropriate image analysis software (GenePix Pro 3.0, Axon).

상기 실험으로 획득할 수 있는 일례인 도 8을 살펴보면, 어레이상의 스폿 형광정도로 생체시료에서 단백질 정량분석, mRNA 정량분석, DNA 변이 분석 및 DNA 메틸화 유무 분석 등을 할 수 있다.8, which is an example obtained by the above experiment, protein quantitative analysis, quantitative analysis of mRNA, analysis of DNA mutation and analysis of DNA methylation can be performed on a living body sample with spot fluorescence on the array.

도 9은 IL17 및 IL17RA에 상응하는 단백질, mRNA 및 DNA 변이를 분석하기 위해 올리고뉴클레오타이드들을 이용하여 부분적 이중가닥핵산 및 완전한 이중가닥핵산을 제작한 후, 이를 주형으로 신호프라이머로 PCR하여 표지 및 증폭하여 획득한 타깃프로브를 어레이에 고착된 상기 포착프로브에 혼성화하여 형성된 이미지이다.FIG. 9 shows partial double-stranded nucleic acids and complete double-stranded nucleic acids prepared using oligonucleotides to analyze protein, mRNA and DNA mutations corresponding to IL17 and IL17RA, and then PCR and labeling and amplification thereof with a signal primer as a template And an obtained target probe is hybridized to the acquisition probe fixed to the array.

도 10에서 스폿의 형광정도는 포착프로브와 표지물질이 있는 타깃프로브가 형성하는 이중가닥의 성질에 따라 다양하게 나타나며, 단일 포착프로브로 구성된 스팟에서 표지물질이 있는 타깃프로브의 신호에 따라 결정된다.In FIG. 10, the degree of fluorescence of the spot varies depending on the nature of the double strand formed by the target probe having the capture probe and the labeling substance, and is determined according to the signal of the target probe having the labeling substance in a spot composed of a single acquisition probe.

생체분자에서 표적핵산으로 PCR하여 획득한 증폭산물에서 기원하는 표지물질이 있는 타깃프로브와 어레이 포착프로브의 염기서열은 단일가닥핵산-포착프로브의 이중가닥 안정성에, 어레이의 스폿에 있는 표지물질이 있는 타깃프로브의 양은 형광정도에 영향을 준다.The base sequence of the target probe and the array capture probe with the labeling substance originating from the amplification product obtained by PCR with the target nucleic acid in the biomolecule is determined by the double-stranded stability of the single-stranded nucleic acid-capture probe, The amount of target probe affects the degree of fluorescence.

따라서, 생체분자의 정량분석은 도 9에서 형광정도는 표지물질이 있는 타깃프로브의 양을 표현하고, 상기 표지물질이 있는 타깃프로브의 양은 생체시료에 있는 표적핵산에 상응하는 생체분자의의 양을 나타낸다.Therefore, in quantitative analysis of biomolecules, the degree of fluorescence in FIG. 9 represents the amount of the target probe having the labeling substance, and the amount of the target probe having the labeling substance is the amount of the biomolecule corresponding to the target nucleic acid in the biological sample .

그리고, 대조구 시료와 실험구 시료에서 분리되는 표적핵산을 서로 상이한 표지물질로 바람직하게는 전자는 Cy3, 후자는 Cy5로 표지한 신호프라이머로 타깃프로브를 준비한 경우, 즉, 형성되는 스폿들이 파랑-노랑-빨강색의 칼라 스펙트럼은 보이는 것은 포착프로브에 결합한 Cy-3이 표지된 타깃프로브와 Cy-5가 표지된 타깃프로브의 비율이 다양하여 나타나는 현상이며 특정 스폿의 컬러스펙트럼의 정도는 대조구 시료와 실험구 시료에서 특정 생체분자 존재하는 양상에 해당한다.When the target probe is prepared as a signal primer which is labeled with Cy3 and Cy5 as the labeling materials, which are different from each other, the target nucleic acids separated from the control sample and the sample of the experimental sample, that is, - The color spectrum of the red color appears as the ratio of the target probe labeled with Cy-3 attached to the capture probe and the target probe labeled with Cy-5, and the degree of color spectrum of the specific spot is measured by the control sample This corresponds to the presence of specific biomolecules in old samples.

특정유전자 변이의 분석 경우는 스폿의 칼라 스펙트럼으로부터 스폿에 상응하는 특정 유전자변이가 있는 핵산을 포함하는 생체시료에서 핵산에 있는 특정유전자 변이를 확인할 수 있다. 핵산의 특정영역의 변이 뉴클레오타이드와 완전하게 상보적 결합을 하는 경우에만 증폭산물이 생성되고 이를 주형으로 한 타깃프로브가 만들어지기 때문에 결국 형성된 스폿의 칼라 스펙트럼을 분석하여 어레이의 모든 스폿들의 정도를 확인함으로써 생체시료에서 특정유전자들의 변이를 확인할 수 있다. 즉, 도면 7에서 빨간 스폿은 Cy5 표지물질에 의해 발생한 것이고 이는 변이에 관련 신호프라이머 P2에 상응하여 생체시료에서 어레이상의 포착프로브에 상응하는 SNP이 존재함을 알 수 있다.In the case of analysis of a specific gene mutation, a specific gene mutation in the nucleic acid can be identified in a biological sample containing a nucleic acid having a specific gene mutation corresponding to the spot from the color spectrum of the spot. Since the amplification products are generated only when the complementary nucleotide of the specific region of the nucleic acid is completely complementary and a target probe is formed using the template as a template, the color spectrum of the spot is finally analyzed to check the degree of all the spots in the array Variations of specific genes can be identified in biological samples. That is, in FIG. 7, the red spot is generated by the Cy5 labeling substance, which indicates that SNP corresponding to the acquisition probe on the array in the biological sample corresponding to the signal primer P2 related to the mutation exists.

메틸화 유무눈 메틸화 특이 상류 올리고뉴클레오타이드에 상응하는 신호프라이머 P1이 Cy3 그리고 비메틸화 상류 올리고뉴클레오타이드에 상응하는 신호프라이머 P2는 Cy5로 표지되어 있어 도면7에서 IL17 메틸화 스팟이 파란색임으로 본 실험에 시용된 시료의 IL17 프로모터 144 위치 사이토신은 메틸화됨을 알 수 있다.
The signal primer P1 corresponding to the methylation specific methylation specific upstream oligonucleotide P1 is Cy3 and the signal primer P2 corresponding to the unmethylated upstream oligonucleotide P2 is labeled with Cy5. In FIG. 7, the IL17 methylation spot is blue. IL17 promoter 144 position cytosine is methylated.

실시예 10. 대장균의 세표외분자를 포함한 생체분자 분석Example 10. Analysis of biomolecules including non-tagged molecules of E. coli

10-1. Amp10-1. Amp RR 유전자 분석을 하는 올리고뉴클레오타이드 제조 Production of oligonucleotides for gene analysis

플라스미드 pUC19에 있는 AmpR 유전자를 분석하기 위한 올리고뉴클레오타이드의 구성은 상기 일반식(IV)와 일반식(V)에 따라 상기 상류 올리고뉴클레오타이드 및 하류 올리고뉴클레오타이드를 [표 8]처럼 디자인하여 유기 합성하였다(바이오니아.한국).The structure of the oligonucleotide for analyzing the Amp R gene in the plasmid pUC19 was synthesized by designing the upstream oligonucleotide and the downstream oligonucleotide according to the formula (IV) and the formula (V) as shown in [Table 8] Biona, Korea).

AmpR 유전자를 분석하기 위한 올리고뉴클레오타이드Oligonucleotides for the analysis of Amp R gene 항목Item 염기서열(5'→3')The base sequence (5 '- &gt; 3') 상류올리고뉴클레오타이드(야생형)Upstream oligonucleotides (wild type) 5-GCAGCACTGCATAATTCTCTTACTGTCAT G-3 5-GCAGCACTGCATAATTCTCTTACTGTCAT G-3 상류올리고뉴클레오타이드(변이형)Upstream oligonucleotides (mutated) 5-GCAGCACTGCATAATTCTCTTACTGTCAT A -3 5-GCAGCACTGCATAATTCTCTTACTGTCAT A -3 하류 올리고뉴클레오타이드Downstream oligonucleotide 5-CCATCCGTAAGATGCTTTTCTGTGACTGGT-35-CCATCCGTAAGATGCTTTTCTGTGACTGGT-3

10-2. 세표표면분자 지시핵산 제작10-2. Production of surface marker molecule-directed nucleic acid

본 발명자에 의해 제안된 대장균 결합 단일가닥핵산(대한민국 특허 제10-0730359 호 참조)의 염기서열은 [표 9]와 같으며 이를 기초하여 바이오틴-단일가닥핵산 리간드 그리고 바이오틴-올리고뉴클레오타이드는 일반식(I)에 따라 [표 2] 및 [표 3]을 참조하여 디자인하여 유기합성하였다(바이오니아. 대한민국)The nucleotide sequences of the E. coli -binding single-stranded nucleic acids proposed by the present inventors (see Korean Patent No. 10-0730359) are shown in Table 9, and the biotin-single-stranded nucleic acid ligands and the biotin-oligonucleotides are represented by the general formula I) by referring to [Table 2] and [Table 3] (Biona, Korea)

대장균표면분자에 결합하는 압타머의 염기서열Base sequence of abtamer bound to the surface molecule of Escherichia coli 일렬번호Serial number 염기서열(5'→3')The base sequence (5 '- &gt; 3') 1One cgcaguuugc gcgcguucca aguucucuca ucacggaauacgcaguuugc gcgcguucca aguucucuca ucacggaaua 22 acacugcgug cuuacgacuu cuggucccau cauucggcuaacacugcgug cuuacgacuu cuggucccau cauucggcua 33 aguucgauga gggugacacc gccaggagug uuugcuagacaguucgauga gggugacacc gccaggagug uuugcuagac 44 acccgucgau aaugacugaa cuuccucuau cuuaaaggggacccgucgau aaugacugaa cuuccucuau cuuaaagggg 55 ggguaagggg auguuucugg gauucaagcg ccugauucugggguaagggg auguuucugg gauucaagcg ccugauucug 66 ucuguauuug uacgcaccga agauaagaga gggaguggauucuguauuug uacgcaccga agauaagaga gggaguggau 77 caugggcggg ccgcggucua uucgggauua uugcggaucccaugggcggg ccgcggucua uucgggauua uugcggaucc 88 ucagggugug aaguucuucc gcgcuagugg cuuguauguuucagggugug aaguucuucc gcgcuagugg cuuguauguu 88 gucgggguug caaggcgucg uagcguguau uugugauggugucgggguug caaggcgucg uagcguguau uugugauggu 1010 gcguaugggc gggucauuag gacaauuuaa ccacucgcgagcguaugggc gggucauuag gacaauuuaa ccacucgcga 1111 auugucugug ugacuagucg gucuagugug ggggagaagaauugucugug ugacuagucg gucuagugug ggggagaaga 1212 uuaccacuga guuaauuugu acggucugcg guguacuuuauuaccacuga guuaauuugu acggucugcg guguacuuua 1313 gcuaucaaua uuauagaggc ggucggggua gugucaucgugcuaucaaua uuauagaggc ggucggggua gugucaucgu 1414 uaggagagcg ggagcugaga acuuagaggc gccgauacacuaggagagcg ggagcugaga acuuagaggc gccgauacac 1515 gacguauuac aguuaaguug gcgccauucg auuucugaucgacguauuac aguuaaguug gcgccauucg auuucugauc 1616 auaccagcuu auucaauuau accagcuuau ucaauuuuguauaccagcuu auucaauuau accagcuuau ucaauuuugu 1717 ccguaagucc ggucuuccuu gcugagucgc ccuuucagguccguaagucc ggucuuccuu gcugagucgc ccuuucaggu 1818 uuggugggga gggccaguua ggucuaauuu ccgacgcgcauuggugggga gggccaguua ggucuaauuu ccgacgcgca

상기 준비된 바이오틴-대장균 압타머(10㎍/㎕) 100㎕ 각각 아비딘(7.2㎍/㎕)를 첨가한 채로 30분간 실온에 두었다가 상기 준비 비오틴-올리고뉴클레오타이드(10㎍/㎕)를 첨가하여 압타머-아비딘-올리고뉴클레오타이드 구조체를 제조하였으며 이를 압타머 지시핵산1이라 지칭하였다.The prepared biotin-oligonucleotide (10 μg / μl) was added to each 100 μl of avidin (7.2 μg / μl) and allowed to stand at room temperature for 30 minutes. The prepared biotin-oligonucleotide (10 μg / Avidin-oligonucleotide construct was prepared and designated as platamer-directed nucleic acid 1.

10-3. 대장균-지시핵산 복합체인 증폭핵산에서 생체분자 분리 및 분석10-3. Isolation and analysis of biomolecules in amplified nucleic acid, an E. coli -induced nucleic acid complex

상기 대장균과 (실시례 10-2)에서 준비된 압타머-지시핵산 풀을 반응시킨 다음 대장균-압타머 지시핵산 복합체인 증폭핵산을 원심분리를 하여 세척 및 분리하였다. (실시례 10-1)에서 준비된 지시핵산과 대장균에서 분리된 DNA를 반응시켜 증폭이 가능한 증폭핵산을 확보하였다. 상기에서 수확한 증폭핵산에서 대장균표면에 결합한 단일가닥핵산 및 AmpR 유전자 분석관 상기 증폭핵산을 포함하는 총 핵산을 준비하였다. 상기 분리된 총 핵산인 증폭핵산을 주형으로 <실시예 5>의 방법으로 증폭된 DNA를 제조하였다. <실시례 6>의 방법으로 표지 및 증폭하여 <실시례 7>에서 제작된 어레이를 분석하였다. 대장균의 표면 생체분자의 프로파일 및 AmpR 유전자를 확인하였다.
The plasmid-directed nucleic acid pool prepared in (Example 10-2) was reacted with the E. coli, and the amplified nucleic acid, which was an E. coli-abdomen-directed nucleic acid complex, was washed and separated by centrifugation. The amplified nucleic acid was amplified by reacting the indicator nucleic acid prepared in Example 10-1 with DNA isolated from E. coli. In a nucleic acid amplification harvested from the prepared total nucleic acid containing a single-stranded nucleic acid and the Amp R gene analyst the amplified nucleic acid of E. coli bound to the surface. The DNA amplified by the method of Example 5 was prepared using the amplified nucleic acid as the template as the template. The array prepared in Example 7 was analyzed by the method of Example 6 and amplified. Amp R gene was confirmed and the profile of the surface of the biomolecule E. coli.

Claims (19)

(a) (i) 분석 대상 생체시료의 표적 단백질을, 그 표적 단백질에 특이적으로 결합하는 리간드인 항체 또는 압타머에 올리고뉴클레오타이드가 연결된 분석 리간드와 반응시켜 표적 단백질-분석 리간드 복합체를 얻고, (ii) 상기 생체시료와 동일한 생체시료의 표적 핵산을, 그 표적 핵산에 특이적으로 결합하는 상류 올리고뉴클레오티드와 하류 올리고뉴클레오티드와 반응시켜 혼성화시킨 후 상류 올리고뉴클레오티드와 하류 올리고뉴클레오티드 사이의 분리된 영역을 연결시켜 완전한 이중가닥 핵산을 얻는 단계;
(b) 상기 복합체와 상기 이중가닥 핵산을 혼합하는 단계; 및
(c) 상기 혼합물에서 상기 복합체의 올리고뉴클레오티드와 상기 이중가닥 핵산을 동시에 검출하는 단계를 포함하는
생체시료 중의 표적 단백질과 표적 핵산의 동시 분석 방법.
(a) (i) obtaining a target protein-analyte ligand complex by reacting a target protein of a biological sample to be analyzed with an analyte ligand to which an oligonucleotide is ligated to an antibody or aptamer which is a ligand that specifically binds to the target protein; ii) hybridizing the target nucleic acid of the same biological sample as the biological sample with an upstream oligonucleotide and a downstream oligonucleotide that specifically bind to the target nucleic acid, and then hybridizing the separated region between the upstream oligonucleotide and the downstream oligonucleotide To obtain a complete double-stranded nucleic acid;
(b) mixing the complex with the double-stranded nucleic acid; And
(c) simultaneously detecting the oligonucleotide of the complex and the double-stranded nucleic acid in the mixture
A method for simultaneous analysis of a target protein and a target nucleic acid in a biological sample.
제1항에 있어서,
상기 표적핵산은 RNA, RNA를 역전사하여 얻은 cDAN 및 지놈 DAN로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the target nucleic acid is at least one selected from the group consisting of RNA, cDAN obtained by reverse transcription of RNA, and genomic DAN.
제1항에 있어서,
상기 표적핵산은 비변이(wild type) 표적핵산 또는 변이(mutant) 표적핵산인 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the target nucleic acid is a wild-type target nucleic acid or a mutant target nucleic acid.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계는
(c-1) 상기 혼합물에서 상기 복합체의 올리고뉴클레오티드와 상기 이중가닥 핵산을 동시에 증폭하는 단계; 및
(c-2) 상기 복합체의 올리고뉴클레오티드의 증폭물과 상기 이중가닥 핵산의 증폭물을 동시에 검출하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1,
The step (c)
(c-1) simultaneously amplifying the oligonucleotide of the complex and the double-stranded nucleic acid in the mixture; And
(c-2) simultaneously detecting an amplicon of the oligonucleotide of the complex and an amplicon of the double-stranded nucleic acid.
제4항에 있어서,
(c-1) 단계는, 상기 복합체의 올리고뉴클레오티드와 상기 이중가닥 핵산이 동일한 서열의 정방향 프라미어가 결합하는 영역과 동일한 서열의 역방향 프라이머가 결합하는 영역을 가짐으로써, 한 세트의 정방향 프라이머와 역방향 프라이머로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. The method of claim 4,
(c-1) has a region in which the oligonucleotide of the complex and the double-stranded nucleic acid bind to the reverse primer having the same sequence as the region to which the forward primer having the same sequence binds, so that a set of forward primer Lt; RTI ID = 0.0 &gt; primer. &Lt; / RTI &gt;
제4항에 있어서,
상기 복합체의 올리고뉴클레오티드에는 상기 리간드가 특이적으로 결합하는 표적 단백질을 지시하여 그 표적 단백질을 식별하는 것을 가능하게 하는 영역이 존재하고,
상기 이중가닥 핵산에는 상기 상하류 올리고뉴클레오티드가 특이적으로 결합하는 표적 핵산을 지시하여 그 표적 핵산을 식별하는 것을 가능하게 하는 영역이 존재하며,
상기 (c-2) 단계는, 상기 증폭물에서 상기 표적 단백질의 식별 영역과 상기 표적 핵산의 식별 영역을 동시에 검출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. The method of claim 4,
The oligonucleotide of the complex has a region that enables the target protein to be specifically bound by the ligand to be identified and to identify the target protein,
Wherein the double-stranded nucleic acid has a region that allows the upstream and downstream oligonucleotides to specifically identify the target nucleic acid to which the target nucleic acid is bound,
Wherein the step (c-2) is performed by simultaneously detecting an identification region of the target protein and an identification region of the target nucleic acid in the amplification product.
제5항에 있어서,
상기 정방향 프라이머 및 상기 역방향 프라이머 중 하나는 검출 신호를 발생시키는 프라이머이고,
상기 (c-2) 단계는 상기 증폭물로부터 상기 검출 신호를 검출하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein one of the forward primer and the reverse primer is a primer for generating a detection signal,
And the step (c-2) comprises detecting the detection signal from the amplified product.
제7항에 있어서,
검출 신호를 발생시키는 프라이머는 정방향 프라이머인 것을 특징으로 하는 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the primer generating the detection signal is a forward primer.
제1항에 있어서,
상기 복합체를 구성하는 상기 분석 리간드의 올리고뉴클레오티드는 정방향 프라미어가 결합하는 영역과 역방향 프라이머가 결합하는 영역 그리고 이들 영역 사이에 리간드가 특이적으로 결합하는 표적 단백질을 지시하여 그 단백질을 식별하는 것을 가능하게 하는 영역을 포함하고,
상기 이중 가닥 핵산을 구성하는 상기 상류 올리고뉴클레오티드는 정방향 프라이머가 결합하는 영역과 그 영역 하류에 표적핵산에 특이적으로 혼성화하는 영역을 포함하고,
상기 이중 가닥 핵산을 구성하는 상기 하류 올리고뉴클레오티드는 상기 상류 올리고뉴클레오티드의 특이적 혼성화 영역이 인지하는 표적핵산 영역의 하류를 인지하여 혼성화하는 영역과 그 혼성화 영역 하류에 역방향 프라미어가 결합하는 영역을 포함하고,
상기 상하류 올리고뉴클레오티드가 특이적으로 결합하는 표적 핵산을 지시하여 그 표적 핵산을 식별하는 것을 가능하게 하는 영역이, 상기 상류 올리고뉴클레오티드의 정방향 프라이머 결합 영역과 혼성화 영역 사이 또는 상기 하류 올리고뉴클레오티드의 혼성화 영역과 역방향 프라이머 결합 영역의 사이에 존재하고,
상기 복합체의 올리고뉴클레오티드와 상기 이중가닥 핵산의 상하류 올리고뉴클레오티드는 동일한 서열의 정방향 프라미어가 결합하는 영역과 동일한 서열의 역방향 프라이머가 결합하는 영역을 가지며,
그럼으로써,
상기 (c) 단계는
(c-i) 상기 혼합물에서 상기 복합체의 올리고뉴클레오티드와 상기 이중가닥 핵산을 한 세트의 정방향 프라이머 및 역방향 프라이머로 동시에 증폭하는 단계; 및
(c-ii) 상기 복합체의 올리고뉴클레오티드의 증폭물과 상기 이중가닥 핵산의 증폭물에서 상기 표적단백질 식별 영역과 표적핵산 식별영역을 동시에 검출하는 단계를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1,
The oligonucleotide of the analyte ligand constituting the complex is capable of identifying a target protein to which a ligand binds specifically between a region to which a forward primer binds and a region to which a reverse primer binds and a ligand is specifically bound between these regions , &Lt; / RTI &gt;
Wherein the upstream oligonucleotide constituting the double-stranded nucleic acid comprises a region to which the forward primer binds and a region that specifically hybridizes to the target nucleic acid downstream of the upstream oligonucleotide,
The downstream oligonucleotide constituting the double-stranded nucleic acid includes a region for hybridizing with a downstream region of the target nucleic acid region recognized by the specific hybridization region of the upstream oligonucleotide and a region for binding the reverse primer downstream of the hybridization region and,
Wherein the region that enables the upstream and downstream oligonucleotides to specifically identify the target nucleic acid to which the target nucleic acid is bound and to identify the target nucleic acid is located between the forward primer binding region and the hybridization region of the upstream oligonucleotide or between the hybridization region of the downstream oligonucleotide Is present between the reverse primer binding regions,
The oligonucleotide of the complex and the upstream and downstream oligonucleotides of the double-stranded nucleic acid have a region in which the reverse primer of the same sequence as the region to which the forward primer of the same sequence binds,
By doing so,
The step (c)
(ci) simultaneously amplifying the oligonucleotide of the complex and the double-stranded nucleic acid in the mixture with a set of forward primer and reverse primer; And
(c-ii) simultaneously detecting the target protein identification region and the target nucleic acid identification region in an amplification product of the oligonucleotide of the complex and the amplification product of the double-stranded nucleic acid.
제9항에 있어서,
상기 정방향 프라이머는 검출 신호를 발생시키는 프라이머이고,
상기 (c-ii) 단계에서의 상기 표적단백질 식별 영역과 표적핵산 식별영역의 동시 검출은 상기 검출 신호를 검출하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the forward primer is a primer for generating a detection signal,
Wherein the simultaneous detection of the target protein identification region and the target nucleic acid identification region in step (c-ii) is performed by detecting the detection signal.
제9항에 있어서,
상기 (c-ii) 검출 단계는,
상기 표적 단백질의 식별 영역에 상보적인 포착 프로브 및 상기 표적 핵산의 식별 영역에 상보적인 서열을 가진 포착 프로브가 고착된 마이크로어레이에, 상기 증폭물을 처리하여, 포착 프로브와 증폭물 사이의 혼성화를 유도하는 단계;
혼성화되지 않은 증폭물을 제거하는 단계; 및
포착 프로브와 혼성화된 증폭물로부터 상기 검출 신호를 검출하는 단계를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. The method of claim 9,
The detecting step (c-ii)
The amplification product is treated with a microarray to which a capture probe complementary to the identification region of the target protein and a capture probe having a sequence complementary to the identification region of the target nucleic acid are adhered to induce hybridization between the capture probe and the amplification ;
Removing unhybridized amplicons; And
And detecting the detection signal from the hybridization amplification product with the capture probe.
제9항에 있어서,
상기 (a) 단계의 표적 핵산은 변이된 서열이 존재하는 것으로 추정되는 표적 핵산이고,
상기 (a) 단계는, 상기 변이된 서열에 상보적인 서열을 갖는 추가의 상류 올리고뉴클레오티드를 상기 상하류 올리고뉴클레오티드와 함께 상기 표적 핵산과 반응시켜 수행되며,
상기 (c-i) 단계는, 상기 추가의 상류 올리고뉴클레오티드에 대한 추가의 정방향 프라이머를, 상기 정방향 프라이머와 역방향 프라이머와 함께 첨가하여 수행되되,
상기 추가의 상류 올리고뉴클레오티드는 정방향 프라이머가 결합하는 영역과 그 영역 하류에 표적핵산에 특이적으로 혼성화하는 영역 그리고 그 혼성화 영역 하류에 상기 변이된 서열에 상보적인 서열을 포함하며,
상기 추가의 정방향 프라이머는 상기 정방향 프라이머와는 다른 서열을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
10. The method of claim 9,
The target nucleic acid of step (a) is a target nucleic acid suspected of having a mutated sequence,
Wherein step (a) is performed by reacting an additional upstream oligonucleotide having a sequence complementary to the mutated sequence, with the target nucleic acid together with the upstream and downstream oligonucleotides,
Wherein the step (ci) is performed by adding an additional forward primer for the additional upstream oligonucleotide together with the forward primer and the reverse primer,
Wherein the additional upstream oligonucleotide comprises a region to which the forward primer binds, a region that specifically hybridizes to the target nucleic acid downstream thereof, and a sequence complementary to the mutated sequence downstream of the hybridization region,
Wherein the additional forward primer has a different sequence than the forward primer.
제12항에 있어서,
상기 변이된 서열은 1 내지 3의 뉴클레오티드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the mutated sequence consists of from 1 to 3 nucleotides.
제9항에 있어서,
상기 (a) 단계의 표적 핵산은 메틸화된 서열이 존재하는 것으로 추정되는 지놈 핵산에 비설파이드를 처리하여 얻어진 변형된 서열을 갖는 표적 핵산이며,
상기 (a) 단계는 상기 변형된 서열에 특이적으로 결합하는 혼성화 영역을 가진 추가의 상류 올리고뉴클레오티드를 상기 상하류 올리고뉴클레오티드와 함께 상기 표적 핵산과 반응시켜 수행되며,
상기 (c) 단계는 상기 추가의 상류 올리고뉴클레오티드에 대한 추가의 정방향 프라이머를, 상기 정방향 프라이머와 역방향 프라이머와 함께 첨가하여 수행되되,
상기 추가의 상류 올리고뉴클레오티드는 정방향 프라이머가 결합하는 영역과 그 영역 하류에 표적핵산에 특이적으로 혼성화하는 영역 그리고 그 혼성화 영역 하류에 상기 변형된 서열에 상보적인 서열을 포함하며,
상기 추가의 정방향 프라이머는 상기 정방향 프라이머와 다른 서열을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
10. The method of claim 9,
The target nucleic acid of step (a) is a target nucleic acid having a modified sequence obtained by treating a non-sulfide with a genomic nucleic acid presumed to contain a methylated sequence,
Wherein step (a) is performed by reacting an additional upstream oligonucleotide having a hybridization region that specifically binds to the modified sequence with the target nucleic acid together with the upstream and downstream oligonucleotides,
Wherein the step (c) is performed by adding an additional forward primer for the additional upstream oligonucleotide together with the forward primer and the reverse primer,
Wherein the additional upstream oligonucleotide comprises a region to which the forward primer binds and a region that specifically hybridizes to the target nucleic acid downstream thereof and a sequence complementary to the modified sequence downstream of the hybridization region,
Wherein the additional forward primer has a different sequence than the forward primer.
제9항에 있어서,
상기 표적 핵산은 결실된 서열이 존재하는 것으로 추정되는 표적 핵산이고,
상기 상류 올리고뉴클레오티드 또는 상기 하류 올리고뉴클레오티드는 그 혼성화 영역이 상기 결실된 서열에 특이적으로 결합하는 서열을 가진 것을 특징으로 하는 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the target nucleic acid is a target nucleic acid presumed to contain a deleted sequence,
Wherein the upstream oligonucleotide or the downstream oligonucleotide has a sequence in which the hybridization region specifically binds to the deleted sequence.
제9항에 있어서,
상기 (a) 단계는, 상기 생체 시료에는 존재하지 않는 하나 이상의 정량된 외부 단백질을, 그 외부 단백질에 특이적으로 결합하는 리간드에 올리고뉴클레오타이드가 연결된 분석 리간드와 반응시켜 외부 단백질-분석 리간드 복합체를 얻는 단계를 추가로 포함하여 수행되고,
상기 (b) 단계는, 외부 단백질-분석 리간드 복합체를 함께 혼합하여 수행되고,
상기 (c-i) 단계는, 외부 단백질-분석 리간드 복합체의 올리고뉴클레오티드를 함께 증폭하여 수행되고,
상기 (c-ii) 단계는, 상기 외부 단백질-분석 리간드 복합체의 올리고뉴클레오티드 증폭물을 함께 검출하여 수행됨으로써,
상기 외부 단백질-분석 리간드 복합체의 올리고뉴클레오티드 증폭물의 검출량을 상기 표적 단백질의 정량에 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
10. The method of claim 9,
In the step (a), an external protein-analyte ligand complex is obtained by reacting one or more quantified external proteins that are not present in the biological sample with an analyte ligand to which an oligonucleotide is ligated to a ligand that specifically binds to the external protein Step &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
The step (b) is performed by mixing the outer protein-analyte ligand complexes together,
(Ci) is performed by amplifying an oligonucleotide of an external protein-analyzing ligand complex together,
The step (c-ii) is performed by detecting an oligonucleotide amplification of the external protein-analyzing ligand complex together,
Wherein the amount of detection of the oligonucleotide amplification of the outer protein-analyte ligand complex is available for quantification of the target protein.
삭제delete (a) 표적 단백질에 특이적으로 결합하는 리간드에 올리고뉴클레오타이드가 연결된 분석 리간드;
(b) 표적 핵산에 특이적으로 결합하는 한 세트의 상류 올리고뉴클레오티드와 하류 올리고뉴클레오티드; 및
(c) 상기 분석 리간드와 상하류 뉴클레오티드의 사용 방법을 교시한 설명서를 포함하되,
상기 분석 리간드의 올리고뉴클레오티드는 정방향 프라미어가 결합하는 영역과 역방향 프라이머가 결합하는 영역 그리고 이들 영역 사이에 리간드가 특이적으로 결합하는 표적 단백질을 지시하여 그 단백질을 식별하는 것을 가능하게 하는 영역을 포함하고,
상기 상류 올리고뉴클레오티드는 상기 분석 리간드 올리고뉴클레오티드의 정방향 프라미어가 결합하는 영역과 공통된 서열을 가진 정방향 프라이머가 결합하는 영역과 그 하류에 표적핵산에 특이적으로 혼성화하는 영역을 포함하고,
상기 하류 올리고뉴클레오티드는 상기 상류 올리고뉴클레오티드 특이적 혼성화 영역이 인지하는 표적 핵산 영역의 하류를 인지하여 혼성화하는 영역과 그 혼성화 영역 하류에 상기 분석 리간드 올리고뉴클레오티드의 역방향 프라미어가 결합하는 영역과 공통된 서열을 가진 역방향 프라이머가 결합하는 영역을 포함하며,
상기 상하류 올리고뉴클레오티드가 특이적으로 결합하는 표적 핵산을 지시하여 그 표적 핵산을 식별하는 것을 가능하게 하는 영역이, 상기 상류 올리고뉴클레오티드의 정방향 프라이머 결합 영역과 혼성화 영역 사이 또는 상기 하류 올리고뉴클레오티드의 혼성화 영역과 역방향 프라이머 결합 영역의 사이에 존재하는 것을 특징으로 하는,
생체시료 중의 표적 단백질과 표적 핵산을 동시에 분석하기 위한 키트.
(a) an analyte ligand to which an oligonucleotide is ligated to a ligand that specifically binds to the target protein;
(b) a set of upstream oligonucleotides and downstream oligonucleotides that specifically bind to the target nucleic acid; And
(c) instructions describing the use of the analytical ligand and upstream and downstream nucleotides,
The oligonucleotide of the analyte ligand includes a region in which a region to which a forward primer binds and a region in which a reverse primer binds and a region in which a ligand specifically binds between these regions is indicated to enable identification of the target protein and,
Wherein the upstream oligonucleotide comprises a region to which a forward primer having a sequence identical to a region to which the forward primer of the analyte ligand oligonucleotide binds and a region to hybridize specifically to the downstream target nucleic acid,
The downstream oligonucleotide recognizes downstream of the target nucleic acid region recognized by the upstream oligonucleotide-specific hybridization region and hybridizes with the downstream region of the upstream oligonucleotide downstream of the region in which the upstream primer of the analyte ligand oligonucleotide binds Wherein the reverse primer comprises a region to which an inverted reverse primer binds,
Wherein the region that enables the upstream and downstream oligonucleotides to specifically identify the target nucleic acid to which the target nucleic acid is bound and to identify the target nucleic acid is located between the forward primer binding region and the hybridization region of the upstream oligonucleotide or between the hybridization region of the downstream oligonucleotide Lt; RTI ID = 0.0 &gt; reverse primer &lt; / RTI &gt;
A kit for simultaneously analyzing a target protein and a target nucleic acid in a biological sample.
제10항에 있어서,
상기 표적핵산은 RNA, RNA를 역전사하여 얻은 cDAN 및 지놈 DAN로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the target nucleic acid is at least one selected from the group consisting of RNA, cDAN obtained by reverse transcription of RNA, and genomic DAN.
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