KR102142474B1 - composition for identification of Lactobacilus acidophilus YT1 strain and method of determination thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 판별용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빠르고 간편하게 해당 균주를 확인할 수 있는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 판별용 조성물 및 이를 이용한 판별방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for discriminating Lactobacillus acidophil us YT1 strain, and more particularly, to a composition for discriminating Lactobacillus acidophilus YT1 strain capable of quickly and easily identifying the strain and a method for discriminating using the same.
현대사회는 의학기술의 발전과 소득수준의 향상으로 과거에 비하여 평균수명이 증가하였다. 통계청에 따르면, 1970년도에 65.6세였던 여성의 평균 기대수명이 2015년도에는 85.2세로 크게 증가하였으며, 이로 인해 여성이 폐경 후에 겪어야 할 수명도 자연히 증가하게 되었다. 폐경에 의해 난소기능이 소실된 여성은 갱년기 증상을 겪게되는데, 이는 신체적인 중상과 정신/감정적인 증상을 모두 포함한다. 폐경과 관련된 주요 증상들로는, 홍조, 도한(night weat), 기억력 감퇴, 우울증, 수면 장애, 비만, 통증 과민 등이 있고, 골다공증, 간질환 및 심혈관 질환 등 다양한 질환의 발병 위험률도 증가하게 된다. Modern society has increased the average life expectancy compared to the past due to the development of medical technology and the improvement of income level. According to the National Statistical Office, the average life expectancy of women who were 65.6 years old in 1970 increased significantly to 85.2 years in 2015, which naturally increased the life expectancy of women after menopause. Women who lose ovarian function by menopause suffer from menopausal symptoms, which include both physical injuries and mental/emotional symptoms. The main symptoms associated with menopause include flushing, night weat, decreased memory, depression, sleep disturbances, obesity, and hypersensitivity to pain, and the risk of developing various diseases such as osteoporosis, liver disease, and cardiovascular disease increases.
현재까지 갱년기 증상 완화를 위해 주로 호르몬 대체용법(Hormone replacement therapy, HRT)이 사용되고 있으나, 이는 장기간 사용시 심혈관계 질환, 유방암, 관상동맥성 심장병, 뇌졸중 및 난소암 등의 질병 발생률을 증가시키는 문제가 있는 것으로 보고된 바 있다.To date, hormone replacement therapy (HRT) has been mainly used to relieve menopausal symptoms, but this has a problem of increasing the incidence of diseases such as cardiovascular disease, breast cancer, coronary heart disease, stroke and ovarian cancer when used for a long time. It has been reported.
최근 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 난소가 적출된 동물모델에서 미생물을 분석하였을 때 갱년기 증상과 관련이 높으면서, 갱년기 증상을 예방, 완화 및 치료효과를 갖는 새로운 Lactobacillus acidophilus YT1 균주가 개발되었다. 이러한 갱년기 증상완화의 기능을 가지는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주의 존재 유무를 판별하기 위해서는 미생물 종(species) 판정에 가장 중요하게 사용되는 16S rRNA 유전자 염기서열 정보를 확인하거나, 각 샘플을 일일이 전체 게놈 정보를 분석하는 등의 방법들이 존재한다. 그러나 이러한 방법들은 현재까지 상용화 되었거나 의약학적으로 중요한 Lactobacillus acidophilus 균주들(ex: L. acidophilus NCFM, L. acidophilus La-14, L. acidophilus FSI4)을 구분하지 못하기 때문에, 16S rRNA 유전자 분석 후 추가적인 공정으로 전체 게놈 정보를 분석하여야 한다. In order to solve the above problems, a new Lactobacillus acidophilus YT1 strain has been developed, which has a high effect related to menopausal symptoms and prevents, alleviates and cures menopausal symptoms when analyzing microorganisms in an animal model from which ovaries have been extracted. In order to determine the presence or absence of the Lactobacillus acidophilus YT1 strain having the function of relieving menopausal symptoms, 16S rRNA gene sequence information, which is most importantly used for the determination of microbial species, is checked, or each sample is analyzed for full genomic information. There are ways to do it. However, since these methods have not been able to distinguish commercially available or pharmaceutically important Lactobacillus acidophilus strains (ex: L. acidophilus NCFM, L. acidophilus La-14, L. acidophilus FSI4), additional processing after 16S rRNA gene analysis Complete genome information should be analyzed.
즉 상기 Lactobacillus acidophilus YT1 균주의 상용화에 있어서, 반복되는 제품의 검증과정에 긴 시간과 많은 비용뿐만 아니라, 숙력된 기술자 또는 고가의 장비가 요구된다면 제품의 비용이나 효율 등이 전체적으로 낮아지게 된다.That is, in the commercialization of the Lactobacillus acidophilus YT1 strain, the cost or efficiency of the product as a whole is lowered if a skilled technician or expensive equipment is required as well as a long time and a lot of cost in the verification process of the repeated product.
따라서, 제품이나 각종 시료로부터 상기 균주만을 선택적으로 검출할 수 있으면서, 간편하고 빠르게 사용할 수 있는 방법의 개발이 절실한 실정이다.Therefore, there is an urgent need to develop a method that can be used only conveniently and quickly while selectively detecting the strain from a product or various samples.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 서열번호 1, 2로 표시되는 프라이머 세트를 포함하는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 판별용 조성물을 제공하고자 하는 것이다.The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a composition for discriminating Lactobacillus acidophilus YT1 strain comprising a primer set represented by SEQ ID NOs: 1 and 2.
본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 포함하는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 판별용 키트를 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a kit for discriminating Lactobacillus acidophilus YT1 strain comprising the composition.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물을 이용하여 Lactobacillus acidophilus YT1 균주를 판별하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for determining a Lactobacillus acidophilus YT1 strain using the composition.
본 발명은 상기 목적을 이루기 위하여, 서열번호 1로 기재되는 정방향 프라이머 및 서열번호 2로 표시되는 역방향 프라이머를 포함하는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 판별용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a composition for identifying Lactobacillus acidophilus YT1 strain comprising a forward primer represented by SEQ ID NO: 1 and a reverse primer represented by SEQ ID NO: 2.
상기 정방향 프라이머는 5'-말단에 연결된, 형광단, 발색단, 화학발광단, 자기입자 및 방사능동위원소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 표지를 추가로 포함하는 것일 수 있다.The forward primer may further include at least one label selected from the group consisting of fluorophores, chromophores, chemiluminescent groups, magnetic particles and radioactive isotopes, linked to the 5'-end.
본 발명은 상기 다른 목적을 이루기 위하여, 조성물을 포함하는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 판별용 키트를 제공한다.The present invention provides a kit for discriminating Lactobacillus acidophilus YT1 strain containing the composition in order to achieve the above other objects.
상기 키트는 완충용액, DNA 중합효소 및 dNTP를 포함하는 것일 수 있다.The kit may include a buffer solution, a DNA polymerase and dNTP.
본 발명은 상기 다른 목적을 이루기 위하여, a) 판별 대상 시료로부터 분리된 DNA를 주형으로 하고, 상기 조성물을 이용하여 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)을 수행하여 PCR 산물을 얻는 단계; 및In order to achieve the other object of the present invention, a) obtaining a PCR product by performing a polymerase chain reaction (PCR) using a DNA separated from a discrimination target sample as a template and using the composition; And
b) 상기 PCR 산물을 분석하는 단계;를 포함하는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주를 판별하는 방법을 제공한다.b) analyzing the PCR product; provides a method for determining the Lactobacillus acidophilus YT1 strain comprising a.
상기 PCR 산물은 300 내지 350 bp인 것일 수 있다.The PCR product may be 300 to 350 bp.
본 발명에 따른 조성물은 대상 시료로부터 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 존재유무를 신속하고 간편하게 검출할 수 있고, Lactobacillus acidophilus에 속하는 종 중에서 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 외에 다른 Lactobacillus acidophilus 균주에 대해서는 작동하지 않으므로, L. acidophilus YT1 만을 정확하게 확인할 수 있다는 장점을 갖는다.The compositions according to the present invention can quickly and easily detect the Lactobacillus acidophilus strain YT1 presence or absence from the target sample, in addition to the Lactobacillus acidophilus strain YT1 among species belonging to the Lactobacillus acidophilus does not work for the other Lactobacillus acidophilus strain, only L. acidophilus YT1 It has the advantage of being able to be accurately identified.
도 1은 실시예 2를 통해 분석한 Lactobacillus acidophilus YT1의 전체 게놈 구성도이다.
도 2a는 실시예 3을 통해 확인한 Lactobacillus acidophilus YT1을 비롯한 22종 Lactobacillus acidophilus 균주의 16S rRNA 유전자를 활용한 계통도이다.
도 2b는 실시예 3을 통해 확인한 Lactobacillus acidophilus YT1비롯한 10종 균주의 ANI genome 비교를 활용한 계통도이다.
도 3은 실시예 3을 통해 확인한 Lactobacillus acidophilus YT1을 비롯한 22종 균주들 중에서 레퍼런스 균주인 L. acidophilus NCFM 과 L. acidophilus YT1의 CRISPR 구조 분석 결과이다.
도 4는 L. acidophilus YT1을 특이적으로 검출할 수 있는 프라이머 세트와 상기 프라이머 세트로 PCR하였을 때 인 실리코 분석(in silico)을 통해 PCR 산물 크기를 도시화한 것이다.
도 5는 인 실리코(in silico)에서, 본 발명의 L. acidophilus YT1 균주 판별용 프라이머 세트(CRISPR_YT1_F, CRISPR_YT1_R)를 NCBI 사이트의 데이터베이스에 Primer-BLAST를 활용하여 검색한 결과이다.
도 6은 본 발명의 L. acidophilus YT1 균주 판별용 프라이머 세트를 이용하여, 각각의 균주(Lactobacillus helveticus ATCC 13866, Lactobacillus amylovorus ATCC 33620, Lactobacillus acidophilus ATCC 4356, Lactobacillus acidophilus NCFM, Lactobacillus acidophilus LA1, Lactobacillus acidophilus YT1)에 대해 PCR을 수행하여 분석한 결과이다.
도 7은 본 발명의 L. acidophilus YT1 균주 판별용 프라이머 세트를 이용하여 YT1 균주에 대해 PCR을 수행하여 얻은 PCR 증폭산물을 정제한 후 이를 아가로스 겔 전기영동으로 분석한 것으로, 이는 10회의 반복실험 중에서 대표적인 결과이다.1 is a whole genome configuration diagram of Lactobacillus acidophilus YT1 analyzed through Example 2.
Figure 2a is a schematic diagram using the 16S rRNA gene of 22 types of Lactobacillus acidophilus strains, including Lactobacillus acidophilus YT1, confirmed through Example 3.
Figure 2b is a schematic diagram utilizing the comparison of ANI genome of 10 strains, including Lactobacillus acidophilus YT1 confirmed through Example 3.
FIG. 3 is a CRISPR structure analysis result of reference strains L. acidophilus NCFM and L. acidophilus YT1 among 22 strains including Lactobacillus acidophilus YT1 identified through Example 3.
Figure 4 shows the PCR product size through in silico analysis (in silico) when PCR with a primer set capable of specifically detecting L. acidophilus YT1 and the primer set.
5 is in silico (in silico), L. acidophilus YT1 strain set of the present invention for determining the primer set (CRISPR_YT1_F, CRISPR_YT1_R) is a result of searching by using Primer-BLAST in the database of the NCBI site.
Figure 6 is using the primer set for L. acidophilus YT1 strain of the present invention, each strain ( Lactobacillus helveticus ATCC 13866, Lactobacillus amylovorus ATCC 33620 , Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 , Lactobacillus acidophilus NCFM, Lactobacillus acidophilus LA1, Lactobacillus ) The results are analyzed by PCR.
7 is a PCR amplification product obtained by performing PCR on the YT1 strain using the primer set for L. acidophilus YT1 strain discrimination of the present invention, and analyzed by agarose gel electrophoresis, which is repeated 10 times This is a representative result.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현 예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다. Hereinafter, various aspects and various implementation examples of the present invention will be described in more detail.
본 발명에서 프라이머(primer)란, 짧은 자유 3 말단 수산화기(free 3' hydroxyl group)을 가지는 핵산서열로 상보적인 핵산의 주형과 염기쌍(base pair)를 형성할 수 있고, 핵산 주형의 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능하는 짧은 핵산 서열을 의미한다. 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응을 위한 시약(즉, DNA 폴리머라아제)의 존재 하에서 DNA 합성을 개시할 수 있다.In the present invention, a primer is a nucleic acid sequence having a short free 3'hydroxyl group, capable of forming a base pair and a template of a complementary nucleic acid, and for copying a strand of a nucleic acid template. A short nucleic acid sequence that functions as a starting point. The primer can initiate DNA synthesis in the presence of a reagent (i.e., DNA polymerase) for polymerization at an appropriate buffer and temperature.
본 발명에서 프라이머 세트(primer set)란 특정 서열 DNA를 증폭하기 위한 프라이머의 조합을 의미하고 하나의 프라이머 세트에는 통상 2가지 프라이머가 포함되나 이를 초과하는 경우도 있다.In the present invention, a primer set refers to a combination of primers for amplifying a specific sequence DNA, and one primer set usually includes two primers, but sometimes exceeds it.
본 발명에서 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide)란 단일가닥 또는 이중가닥 형태로 존재하는 디옥시리보올리고뉴클레오티드 또는 리보올리고뉴클레오티드이며, 다르게 특별하게 언급되어 있지 않는 한 자연의 뉴클레오티드의 유사체를 포함한다.In the present invention, oligonucleotides (oligonucleotides) are deoxyribo-oligonucleotides or ribo-oligonucleotides present in single-stranded or double-stranded form, and include analogs of natural nucleotides, unless otherwise specified.
본 발명의 일 측면은 Lactobacillus acidophilus YT1 균주를 특이적으로 탐지할 수 있는 프라이머 세트를 포함하는 조성물로, 서열번호 1로 기재되는 정방향 프라이머 및 서열번호 2로 표시되는 역방향 프라이머를 포함하는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 판별용 조성물에 관한 것이다.One aspect of the present invention is a composition comprising a primer set, to detect the Lactobacillus acidophilus YT1 strain specifically, Lactobacillus acidophilus YT1 strain comprising a reverse primer represented by a forward primer and SEQ ID NO: 2 described in SEQ ID NO: 1 It relates to a composition for discrimination.
Lactobacillus acidophilus YT1 균주는 CRISPR 영역이 두 개로 나누어 존재하는 유전체 구조적 특성을 갖는다. 상기 Lactobacillus acidophilus YT1을 제외한 알려진 모든 Lactobacillius acidophilus 종의 균주는 한 개의 CRISPR 영역을 갖는다. 이런 차이를 통해 기존에 알려진 Lactobacillus acidophilus 균주들과 차이를 갖는 전혀 다른 위치의 서열을 확인하고, 이를 증폭할 수 있는 특이적 프라이머 세트를 설계하였으며, 이에 따라 증폭되는 길이에도 분명한 차이나타냄을 확인한 바, 본 발명을 완성하게 되었다. The Lactobacillus acidophilus YT1 strain has genomic structural properties in which the CRISPR region is divided into two. All known Lactobacillius acidophilus strains except for Lactobacillus acidophilus YT1 have one CRISPR region. Through these differences, sequences of completely different positions with differences from the known Lactobacillus acidophilus strains were identified, and a specific primer set capable of amplifying them was designed, thereby confirming a clear difference in the length of amplification. The present invention has been completed.
본 발명의 조성물은 Lactobacillus acidophilus YT1 균주와 유사하거나 동일한 종 및 속을 갖는 유사 균주들과 혼합되어 있는 시료에서도, Lactobacillus acidophilus YT1 균주를 특이적으로 검출할 수 있는 프라이머 세트를 포함하는 것일 수 있다.The composition of the present invention may include a primer set capable of specifically detecting the Lactobacillus acidophilus YT1 strain, even in samples mixed with Lactobacillus acidophilus YT1 strain or similar strains having the same species and genus.
본 발명의 조성물은 후술하는 실험예에서 확인된 바와 같이, Lactobacillus acidophilus YT1 균주를 제외한 다른 Lactobacillus 균주뿐만 아니라 Lactobacillus acidophilus 균주에 대해서도 전혀 PCR 산물을 합성하지 않으며, 대상이 되는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주의 'CRISPR' 영역 유전자가 존재할 때만 이를 주형으로 하여 PCR 산물을 합성하므로, 상기 조성물을 사용하여 시료로부터 명확하게 Lactobacillus acidophilus YT1 균주의 존재여부를 특이적으로 판별할 수 있다.The compositions of the present invention the, Lactobacillus acidophilus as well as other Lactobacillus strains except YT1 strain does not at all synthesized PCR products even for Lactobacillus acidophilus strain, 'CRISPR' of Lactobacillus acidophilus YT1 strain to be subjected, as confirmed in the experiments described below for example, Since PCR products are synthesized using a template only when a region gene is present, the presence or absence of Lactobacillus acidophilus YT1 strain can be specifically determined from the sample using the composition.
상기 조성물을 적용할 경우, Lactobacillus acidophilus YT1 균주를 특이적으로 확인할 수 있고, PCR 산물 크기는 300 내지 350 bp, 바람직하게는 320 bp로 검출되는 것을 통해 Lactobacillus acidophilus YT1 균주의 존재여부를 특이적으로 판별할 수 있다. 진단 대상이 되는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주의 'CRISPR' 영역 유전자가 존재할 때만 이를 주형으로 하여 PCR 산물을 합성하게 되므로, PCR 검출시 Lactobacillus acidophilus YT1 균주만이 300 내지 350 bp 바람직하게는 320 bp의 산물이 검출되게 된다.When applying the composition, it is possible to specifically identify the Lactobacillus acidophilus YT1 strain, and the PCR product size is specifically determined whether the Lactobacillus acidophilus YT1 strain is present through detection of 300 to 350 bp, preferably 320 bp. can do. Since PCR products are synthesized as a template only when the'CRISPR' region gene of the Lactobacillus acidophilus YT1 strain to be diagnosed is present, only the Lactobacillus acidophilus YT1 strain is detected at 300 to 350 bp, preferably 320 bp when detecting PCR. Will be.
본 발명의 조성물의 표적이 되는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주(수탁번호 KCCM11808P)는 특허공개특허 제10-2018-0052569호에 공지된 균주로, 난소가 제거된 갱년기 동물모델에서 분포가 감소된 미생물 중에서 가장 큰 차이를 보인 균주이며, 상기 갱년기 동물모델에 투여시 갱년기 여성의 우울증 예방 또는 치료효과를 가지는 것으로 확인된 균주이다.The Lactobacillus acidophilus YT1 strain (Accession No. KCCM11808P) that is a target of the composition of the present invention is a strain known from Patent Publication No. 10-2018-0052569, the largest among microorganisms with reduced distribution in menopausal animal models with ovaries removed It is a strain that shows a difference, and is a strain that has been confirmed to have a depression prevention or treatment effect in menopausal women when administered to the menopausal animal model.
본 발명에 따른 증폭을 위한 표적이 되는 예시적인 "CRISPR 영역의 유전자 서열"은 하기 도 3, 4에 개략적으로 개시되어 있으며, Lactobacillus acidophilus YT1의 완전한 게놈의 예시적인 뉴클레오티드 서열은 Genbank Accession No. CP025200.1에서 확인할 수 있다. 이에 반해 본 발명의 조성물의 특이성을 분석하기 위한 비교군으로 사용된 균주 중 L. acidophilus NCFM의 CRISPR 영역의 전체 게놈 뉴클레오티드 서열은 각각 Genbank Accession No. NC_006814.3 에서 확인할 수 있다. 이외 나머지 비교를 위한 균주들 역시 Genbank Accession를 통해 전체 게놈 뉴클레오티드 서열을 확인할 수 있다.Exemplary “gene sequences of CRISPR regions” which are targets for amplification according to the present invention are schematically disclosed in FIGS. 3 and 4 below, and exemplary nucleotide sequences of the complete genome of Lactobacillus acidophilus YT1 are Genbank Accession No. CP025200.1. On the other hand, the whole genome nucleotide sequence of the CRISPR region of L. acidophilus NCFM among the strains used as a comparative group for analyzing the specificity of the composition of the present invention was Genbank Accession No. It can be checked in NC_006814.3. Other strains for comparison can also confirm the entire genomic nucleotide sequence through Genbank Accession.
상기 본 발명의 조성물에 포함되어 있는 프라이머 세트의 전체 프라이머의 최적 길이는 20 bp이고, Melting temperature(Tm)는 60 ℃이며, 프라이머 간의 최대 Tm 차이는 5 ℃ 이내이며, GC%가 50%인 것이다.The optimum length of all primers in the primer set included in the composition of the present invention is 20 bp, the melting temperature (Tm) is 60°C, the maximum Tm difference between primers is within 5°C, and GC% is 50%. .
본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 본 발명의 서열번호 1로 기재되는 정방향 프라이머 및 서열번호 2로 표시되는 역방향 프라이머를 포함하는 프라이머 세트들은 동일한 어닐링 온도 및 시간을 갖는 하나의 조건에서, 동일한 종속의 Lactobacillus acidophilus 균주들에 대해서는 전혀 PCR 산물이 합성되지 않고, 오로지 Lactobacillus acidophilus YT1 균주에서만 320 bp에서 PCR 산물이 합성되었음을 확인하였다. 이를 통해 동일한 속의 균주가 시료 상에 존재하더라도, 본 발명의 Lactobacillus acidophilus YT1 균주만을 특이적이고 명확하게 검출 및 판별할 수 있음을 확인하였으므로, 시료 내에 Lactobacillus acidophilus 균주 존재 여부를 판별하는데 필요한 시간 및 노력을 현저히 절감할 수 있음을 알 수 있다.According to a specific embodiment of the present invention, primer sets comprising the forward primer represented by SEQ ID NO: 1 and the reverse primer represented by SEQ ID NO: 2 of the present invention have the same dependency under one condition having the same annealing temperature and time. For Lactobacillus acidophilus strains, PCR products were not synthesized at all, and it was confirmed that PCR products were synthesized at 320 bp only in Lactobacillus acidophilus YT1 strains. Through this, even if a strain of the same genus was present on the sample, it was confirmed that only the Lactobacillus acidophilus YT1 strain of the present invention can be specifically and clearly detected and discriminated, thereby significantly recognizing the time and effort required to determine the presence of the Lactobacillus acidophilus strain in the sample. You can see that it can save.
상기 정방향 프라이머 혹은 역방향 프라이머의 5'-말단 또는 3'-말단에 연결된, 형광단, 발색단, 화학발광단, 자기입자 및 방사능동위원소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 표지를 추가로 포함하는 것일 수 있다.The forward primer or reverse primer may be further comprising one or more labels selected from the group consisting of fluorophores, chromophores, chemiluminescent groups, magnetic particles and radioactive isotopes connected to the 5'-end or 3'-end of the primer. have.
상기 "표지(lable)" 또는 "검출가능한 표지(detectable label)"는 뉴클레오티드, 뉴클레오티드 중합체, 또는 핵산 결합 인자에 결합된 어떠한 화학적 모이어티를 의미할 수 있으며, 상기 결합은 공유결합 또는 비공유 결합일 수 있다. 바람직하게는, 상기 표지는 검출 가능하며, 본 발명의 실험자에게 검출될 수 있는 상기 뉴클레오티드 또는 뉴클레오티드 중합체일 수 있다. 검출가능한 표지는 발광 분자, 화학 발광 분자, 형광 색소, 형광 퀀칭제(quenching agent), 색깔 분자, 방사성 동위원소 또는 신틸런트(scintillant)를 포함한다. 검출가능한 표지는 또한, 임의의 유용한 링커 분자(예를 들어, 비오틴, 아비딘, 스트랩트아비딘, HRP, protein A, protein G, 항체 또는 그의 단편, Grb2, 폴리히스티딘, Ni2+, FLAG 태그, myc 태그), 중금속, 효소(예를 들어. 알칼라인 포스파타제, 퍼옥시다제 및 루시퍼라제), 전자 공여체(donor)/수용체(acceptor), 아크리디늄 에스테르, 염료(dye) 및 열량 측정 기질(calorimetric substrate)를 포함한다. 또한, 표면 플라스몬 공명(surface plasmon resonance) 검출의 경우와 같이, 질량의 변화(a change in mass)를 나타내는데 검출가능한 표지가 고려될 수 있다. 당업자는 상기 언급되지 않은 유용한 검출가능한 표지에 대해서도 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이들 또한 본 발명의 실시에 사용될 수 있다.The "lable" or "detectable label" can mean any chemical moiety bound to a nucleotide, nucleotide polymer, or nucleic acid binding factor, and the binding can be covalent or non-covalent. have. Preferably, the label is detectable and may be the nucleotide or nucleotide polymer that can be detected by an experimenter of the present invention. Detectable labels include luminescent molecules, chemiluminescent molecules, fluorescent dyes, fluorescent quenching agents, color molecules, radioactive isotopes or scintillants. The detectable label can also be any useful linker molecule (e.g. biotin, avidin, streptavidin, HRP, protein A, protein G, antibody or fragment thereof, Grb2, polyhistidine, Ni 2+ , FLAG tag, myc Tags), heavy metals, enzymes (e.g. alkaline phosphatase, peroxidase and luciferase), electron donors/acceptors, acridinium esters, dyes and calorimetric substrates It includes. In addition, a detectable label may be considered to indicate a change in mass, as in the case of surface plasmon resonance detection. Those skilled in the art will readily recognize even useful detectable labels not mentioned above, and these may also be used in the practice of the present invention.
본 발명의 다른 측면은 상기 조성물을 포함하는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 판별용 키트에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a kit for discriminating Lactobacillus acidophilus YT1 strain comprising the composition.
상기 키트는 완충용액, DNA 중합효소, dNTP 등을 추가로 포함할 수 있다. The kit may further include a buffer solution, DNA polymerase, dNTP, and the like.
완충용액, DNA 중합효소, dNTP 및 증류수를 포함할 수 있으며, 이는 당업계에서 통상적으로 사용되는 용액, 효소 등이 제한업이 사용될 수 있다. 또한 상기 키트는 상기 시약 성분을 포함하는 다수의 별도 패키징 또는 컴파트먼트로 제작될 수 있다.It may include a buffer solution, DNA polymerase, dNTP and distilled water, which can be used as a solution, enzyme, etc., which are commonly used in the art. In addition, the kit may be manufactured in a number of separate packaging or compartments containing the reagent component.
상기 완충용액(buffer)은 증폭 반응에 첨가되어 상기 증폭 반응을 조절함으로서 상기 증폭 반응의 하나 이상의 요소를 안정성, 활성, 및/또는 수명을 변형시키는 화합물이다. 본 발명의 상기 완충액은 PCR 증폭 및 RNase H 절단 활성과 양립할 수 있다. 완충용액은 구체적으로, HEPES(4-(2-히드록시에틸)-1-피페라진에탄술폰산), MOPS(3-(N-morpholino)propanesulfonic acid)(3-(N-모르폴리노)-프로판술폰산) 및 아세테이트 또는 포스페이트를 포함하는 완충액 등을 포함하나 이에 한정하지는 않는다. 또한, PCR 완충용액은 일반적으로 약 70 mM 이하의 KCl 및 약 1.5 mM 또는 그 이상의 MgCl2, 약 50-200 uM의 각각의 dATP, dCTP, dGTP 및 dTTP를 포함할 수 있다. 본 발명의 완충액은 효율적인 역전사 효소-PCR 또는 PCR 반응을 최적화시키기 위해 첨가물을 포함할 수 있다.The buffer solution is a compound that is added to an amplification reaction to modulate the amplification reaction, thereby modifying stability, activity, and/or lifespan of one or more elements of the amplification reaction. The buffer solution of the present invention is compatible with PCR amplification and RNase H cleavage activity. Specifically, the buffer solution is HEPES (4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazinethanesulfonic acid), MOPS (3-(N-morpholino)propanesulfonic acid) (3-(N-morpholino)-propane Sulfonic acid) and acetate or phosphate buffers, and the like. Further, the PCR buffer solution may generally include about 70 mM or less of KCl and about 1.5 mM or more of MgCl 2 , about 50-200 uM of each dATP, dCTP, dGTP and dTTP. The buffers of the present invention may contain additives to optimize efficient reverse transcriptase-PCR or PCR reactions.
상기 첨가물은 오염된 효소의 불활성화, 단백질 접힘의 안정화, 및/또는 응집의 감소에 영향을 미친다. 증폭 반응에 포함될 수 있는 첨가물의 예는 베타인, 포름아미드, KCl, CaCl2, MgOAc, MgCl2, NaCl, NH4OAc, NaI, Na(CO3)2, LiCl, MnOAc, NMP, 트레할로스, 데미에틸술폭시드(DMSO), 글리세롤, 에틸렌 글리콜, 디티오트레이톨(DTT), 피로포스파타제(Thermoplasma acidophilum 무기 피로포스파타제(inorganic pyrophosphatase, TAP)를 포함하나, 이에 한정하지 않는다.), 우혈청 알부민(BSA), 프로필렌 글리콜, 글리신아미드, CHES, 퍼콜(Percoll), 아우린트리카르복실산, Tween 20, Tween 21, Tween 40, Tween 60, Tween 85, Brij 30, NP-40, Triton X-100, CHAPS, CHAPSO, Mackernium, LDAO(N-도데실-N,N-디메틸아민-N-옥시드), Zwittergent 3-10, Xwittergent 3-14, Xwittergent SB 3-16, Empigen, NDSB-20, T4G32, E. Coli SSB, RecA, 닉킹 엔도뉴클레아제(nicking endonucleases), 7-디아자G, dUTP, 음이온 디터전트(anionic detergent), 양이온 디터전트(cationic detergent), 비-이온 디터전트(nonionic detergent), zwittergent, 스테롤, 삼투조절물질(osmolyte), 양이온, 및 증폭의 효율을 변화시킬 수 있는 기타 화합물, 단백질, 또는 보조인자를 포함하나, 이에 한정하지 않는다. 일 구체예에서, 2 이상의 첨가물이 증폭 반응에 포함된다. 상기 첨가물이 RNase H의 활성을 방해하지 않는다면, 첨가물은 프라이머 어닐링의 선택성을 향상시키기 위해 선택적으로 첨가될 수 있다.These additives affect inactivation of contaminated enzymes, stabilization of protein folding, and/or reduction of aggregation. Examples of additives that may be included in the amplification reaction are betaine, formamide, KCl, CaCl 2 , MgOAc, MgCl 2 , NaCl, NH 4 OAc, NaI, Na(CO 3 ) 2 , LiCl, MnOAc, NMP, trehalose, demi Ethyl sulfoxide (DMSO), glycerol, ethylene glycol, dithiothreitol (DTT), pyrophosphatase (including, but not limited to, thermoplasma acidophilum inorganic pyrophosphatase (TAP)), serum serum albumin (BSA) ), Propylene glycol, Glycineamide, CHES, Percoll, Aurintricarboxylic acid,
본 발명자들은 시료 내에 존재하는 미생물들 중에서, Lactobacillus acidophilus 균주들의 CRISPR 영역 유전자를 표적으로 하는 프라이머 세트(정방향 프라이머와 역방향 프라이머)를 개발하였고, 상기 증폭된 CRISPR 영역의 염기서열들의 길이를 비교 분석함으로써, Lactobacillus acidophilus YT1 균주를 정확하고, 신속하게 검출할 수 있는 방법을 개발하였다. 구체적으로 상기 증폭된 CRISPR 영역의 염색체 중에서도 Lactobacillus acidophilus YT1 균주만이 320 bp를 가지고 있으므로, 결과적으로 이를 이용하여 Lactobacillus acidophilus YT1 균주를 판별할 수 있다. 실제 PCR 분석에 상기 조성물을 이용할 경우, Lactobacillus acidophilus YT1 균주에서는 약 320 bp의 PCR 산물 크기를 갖고 있는 것으로 확인되었고, 이는 프라이머 세트로 증폭된 Lactobacillus acidophilus YT1 균주의 CRISPR 구간에 대한 PCR 산물 165 bp(150bp + 8bp의 프라이머와 7bp의 다이서)과 서열번호 1 및 2의 프라이머 세트 서열(40 bp)가 합해져서 측정된 것이므로, PCR 분석시 PCR 산물 크기 320 bp에 속한다면 Lactobacillus acidophilus YT1 균주라 판별할 수 있다. 다른 Lactobacillus acidophilus 균주는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주와 달리 PCR 산물을 생성하지 않음으로 명확하고 확연하게 구별가능하다.The present inventors developed a primer set (forward primer and reverse primer) targeting the CRISPR region gene of Lactobacillus acidophilus strains among the microorganisms present in the sample, and by comparing and analyzing the lengths of the base sequences of the amplified CRISPR region, A method that can accurately and quickly detect Lactobacillus acidophilus YT1 strain was developed. Specifically, among the chromosomes of the amplified CRISPR region, since only the Lactobacillus acidophilus YT1 strain has 320 bp, as a result, the Lactobacillus acidophilus YT1 strain can be discriminated using this. When using the composition for the actual PCR analysis, it was confirmed that the Lactobacillus acidophilus YT1 strain has a PCR product size of about 320 bp, which is a PCR product 165 bp (150 bp) for the CRISPR section of the Lactobacillus acidophilus YT1 strain amplified with a primer set. + 8 bp primer and 7 bp dicer) and the primer set sequences of SEQ ID NOs: 1 and 2 (40 bp) were measured together, so PCR analysis, if the PCR product size belongs to 320 bp, it can be identified as Lactobacillus acidophilus YT1 strain have. Unlike other Lactobacillus acidophilus strains, Lactobacillus acidophilus YT1 strains are clearly and clearly distinguishable by not generating PCR products.
본 발명의 또 다른 측면은 하기 단계를 포함하는 상기 조성물을 이용하여 Lactobacillus acidophilus YT1 균주를 판별하는 방법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a method for determining a Lactobacillus acidophilus YT1 strain using the composition comprising the following steps.
a) 판별 대상 시료로부터 DNA를 분리하고, 상기 조성물을 이용하여 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)을 수행하여, PCR 산물을 얻는 단계; 및a) separating the DNA from the sample to be discriminated, and performing a polymerase chain reaction (PCR) using the composition to obtain a PCR product; And
b) 상기 PCR 산물을 분석하는 단계;를 포함한다.b) analyzing the PCR product.
우선 a) 판별 대상 시료로부터 분리된 DNA를 주형으로 하고, 상기 조성물을 이용하여 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)을 수행하여, PCR 산물을 얻는다. First, a) DNA separated from the sample to be determined is used as a template, and a polymerase chain reaction (PCR) is performed using the composition to obtain a PCR product.
상기 시료로부터 DNA를 분리하는 방법은 당업계에 공지된 방법을 이용할 수 있으나, 상기 DNA 추출법은 바람직하게는 알카라인 추출법(Alkaline extraction method), 열수추출법, 컬럼(Column) 추출법 또는 페놀/클로로포름(Phenol/Chloroform) 추출법일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 알카라인 추출법(Alkaline extraction method)일 수 있다.The method of separating DNA from the sample may use a method known in the art, but the DNA extraction method is preferably an alkaline extraction method, a hot water extraction method, a column extraction method, or a phenol/chloroform (Phenol/ Chloroform) extraction method, and more preferably, may be an alkaline extraction method.
상기 판별 대상 시료는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주의 존재유무를 검출하고자 하는 다양한 시료를 포함할 수 있다.The sample to be discriminated may include various samples to detect the presence or absence of the Lactobacillus acidophilus YT1 strain.
상술한 바와 같이 프라이머가 설계되고, 판별 대상 시료로부터 DNA가 준비되면, 이의 증폭은 중합효소 연쇄 반응(PCR), 핵산 서열 기반 증폭(NASBA), 리가제 연쇄 반응(LCR), 및 롤링 서클 증폭(RCA)을 포함한 다양한 방법에 의해 수행될 수 있으나, 상기 중합효소 연쇄 반응(PCR)이 특이적인 표적 DNA 서열을 증폭하는데 가장 일반적이고, 바람직하다.When the primer is designed as described above, and DNA is prepared from the sample to be discriminated, its amplification is polymerase chain reaction (PCR), nucleic acid sequence-based amplification (NASBA), ligase chain reaction (LCR), and rolling circle amplification ( RCA), but the polymerase chain reaction (PCR) is the most common and preferred to amplify specific target DNA sequences.
또한 상기 PCR은 실시간(real-time) PCR, qRT-PCR 또는 RT-PCR일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the PCR may be real-time PCR, qRT-PCR or RT-PCR, but is not limited thereto.
본 발명에서 "중합 효소 연쇄 반응(polymerase chain reaction)" 또는 "PCR"란, 일반적으로 원하는 표적 서열을 인 비트로(in vitro)에서 증폭하는 방법을 말하는 것으로, 이는 당업계에서 통상적으로 사용되는 과정이라면 특별히 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 상기 PCR 과정은 2배 몰농도 이상 과량의, 상기 이중 가닥 표적 서열의 반대 가닥에 상보적인 올리고뉴클레오티드 프라이머를 원하는 표적 서열(들)을 포함하는 반응 혼합물에 넣는 단계로 이루어져 있다. 상기 반응 혼합물은 DNA 중합효소의 존재 하에 온도 싸이클링(thermal cycling) 프로그램에 적용하여, 상기 DNA 프라이머 세트 사이의 원하는 표적 서열을 증폭하도록 한다.In the present invention, "polymerase chain reaction (polymerase chain reaction)" or "PCR", generally refers to a method for amplifying a desired target sequence in vitro (in vitro), which is a process commonly used in the art It is not particularly limited. For example, the PCR process consists of adding an oligonucleotide primer complementary to the opposite strand of the double-stranded target sequence to a reaction mixture containing the desired target sequence(s) in an excess of 2 times the molar concentration. The reaction mixture is applied to a thermal cycling program in the presence of DNA polymerase to amplify the desired target sequence between the DNA primer sets.
또한, 상기 과정을 통해 얻은 PCR 산물은 "PCR 절편(PCR fragment)" 또는 "역전사 효소-PCR 절편(reverse transcriptase-PCR fragment)" 또는 "앰플리콘(amplicon)"이라고도 하며, 특정한 표적 핵산의 증폭에 따라 생성되는 폴리뉴클레오티드 분자(또는 집합적으로 분자의 다수)를 의미한다. PCR 절편은 일반적으로, DNA PCR 절편을 의미하나, 이에 한정하는 것은 아니다. PCR 절편은 단일 가닥 또는 이중 가닥, 또는 임의의 농도비에 따른 그의 혼합물일 수 있다. PCR 절편 또는 역전사 효소-PCR 절편은 100-500개의 뉴클레오티드 또는 그 이상일 수 있다.In addition, the PCR product obtained through the above process is also called a "PCR fragment" or "reverse transcriptase-PCR fragment" or "amplicon", and is used for amplification of a specific target nucleic acid. It means a polynucleotide molecule (or collectively a large number of molecules) produced accordingly. PCR fragments generally mean, but are not limited to, DNA PCR fragments. The PCR fragment can be single stranded or double stranded, or a mixture thereof according to any concentration ratio. The PCR fragment or reverse transcriptase-PCR fragment may be 100-500 nucleotides or more.
상기 증폭된 PCR 산물을 분석하여, Lactobacillus acidophilus YT1 균주의 존재를 확인 및 판별할 수 있다. 상기 분석을 위한 방법으로는 PCR 산물의 염기서열을 분석하거나, 증폭산물의 크기를 확인하여 300 내지 350 bp 바람직하게는 320 bp 수행되는 것일 수 있다.By analyzing the amplified PCR product, it is possible to confirm and determine the presence of the Lactobacillus acidophilus YT1 strain. As a method for the analysis, the nucleotide sequence of the PCR product may be analyzed, or the size of the amplified product may be confirmed to be performed at 300 to 350 bp, preferably 320 bp.
본 발명에서는 증폭된 PCR 산물의 생성 유무를 분석하여 Lactobacillus acidophilus YT1 균주를 검출하거나, 판별할 수 있다. 나아가 본 발명에서는 증폭된 PCR 산물의 유전자 단편을 분석하여 정확하게 Lactobacillus acidophilus YT1 균주를 판별한다.In the present invention, Lactobacillus acidophilus YT1 strain can be detected or analyzed by analyzing the presence or absence of amplified PCR products. Furthermore, in the present invention, the gene fragment of the amplified PCR product is analyzed to accurately identify the Lactobacillus acidophilus YT1 strain.
즉, Lactobacillus acidophilus YT1 균주에 특이적으로 나타나는 PCR 산물에 대한 정보를 축적하고, 축적된 정보에 근거하여 Lactobacillus acidophilus YT1 균주와 동일한 속종의 균주들과의 유전자 정보를 비교함으로써, 특이적으로Lactobacillus acidophilus YT1 균주를 높은 신뢰도로 정확하고 빠르게 판별 및 분석할 수 있다.That is, Lactobacillus acidophilus YT1 by accumulating information about the PCR products that appear specifically on the strain, and comparing the gene information with strains of the same genus as the Lactobacillus acidophilus YT1 strain based on the accumulated information, specifically Lactobacillus acidophilus YT1 The strain can be accurately and quickly discriminated and analyzed with high reliability.
이때 상기 상기 PCR 산물 중에서 300 내지 350 bp 바람직하게는 320 bp인 것이 있을 경우, 시료 내에 Lactobacillus acidophilus 균주 중에서도 Lactobacillus acidophilus YT1 균주가 존재함을 분명하게 판별할 수 있다.At this time, that the case be that the 300 to 350 bp and preferably from 320 bp PCR product, a Lactobacillus acidophilus strain YT1 exists among Lactobacillus acidophilus strain in a sample can be clearly discriminated.
이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples and the like, but the scope and content of the present invention may be reduced or limited by the following examples. In addition, if it is based on the disclosure of the present invention including the following examples, it is obvious that a person skilled in the art can easily implement the present invention, in which experimental results are not specifically presented, and patents to which such modifications and corrections are attached Naturally, it is within the scope of the claims.
또한 이하에서 제시되는 실험 결과는 상기 실시예 및 비교예의 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 발명의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.In addition, the experimental results presented below are only representative of experimental results of the examples and comparative examples, and the effects of various embodiments of the present invention, which are not explicitly presented below, will be described in detail in the corresponding parts.
실시예 1. Lactobacillus acidophilus YT1 균주 배양Example 1 Lactobacillus acidophilus YT1 strain culture
Lactobacillus acidophilus YT1 균주의 게놈 해독을 위해, 특허공개공보 제10-2018-0052569호에 공지된 Lactobacillus acidophilus YT1 균주(기탁번호 KCCM11808P)를 이용하여 MRS 배지(Difco, 288110)로 37 ℃, 18 시간동안 배양하였다. For genome detoxification of Lactobacillus acidophilus YT1 strain, incubation at 37° C. for 18 hours with MRS medium (Difco, 288110) using Lactobacillus acidophilus YT1 strain (Accession No. KCCM11808P) known from Patent Publication No. 10-2018-0052569 Did.
실시예 2. Example 2. Lactobacillus acidophilusLactobacillus acidophilus YT1 균주의 게놈 확보 Securing genome of YT1 strain
Lactobacillus acidophilus YT1 균주의 게놈 해독을 위해, 실시예 1의 배양액으로부터 균체를 회수하여 QIAamp DNA Mini kit(Qiagen, Germany)으로 Genomic DNA를 추출하고, PacBio RS II 시퀀싱 플랫폼(sequencing platform)을 이용하여 전체 게놈 염기서열을 확보하였다. For genome detoxification of the Lactobacillus acidophilus YT1 strain, cells were recovered from the culture medium of Example 1 to extract genomic DNA with QIAamp DNA Mini kit (Qiagen, Germany), and the entire genome was used using the PacBio RS II sequencing platform. The base sequence was secured.
유전체 결과는 HGAP 3.0을 이용하여, 각 염기서열(sequence read) 조립(assembly)을 수행하였으며, 수행과정에서 전체 유전체의 시작점을 확정하기 위해 chromosomal replication 개시 유전자인 dnaA의 위치를 확인하였다.For the genomic results, each sequence read was assembled using HGAP 3.0, and the location of dnaA, a chromosomal replication initiation gene, was confirmed to determine the starting point of the entire genome during the process.
실시예 3. Example 3. Lactobacillus acidophilusLactobacillus acidophilus 균주의 게놈 비교 Genome comparison of strains
Lactobacillus acidophilus YT1 게놈상에 존재하는 유전자의 기능을 확인하기 위하여 NCBI Prokaryotic Genome Annotation Pipeline(PGAAP)를 활용하였다.NCBI Prokaryotic Genome Annotation Pipeline (PGAAP) was used to confirm the function of the gene present on the Lactobacillus acidophilus YT1 genome.
이후, Lactobacillus acidophilus YT1 게놈과 동일 종에 속하는 21종의 균주들의 게놈을 비교 분석하였다. 구체적으로 상기 21종 균주는 다음과 같다. L. acidophilus NCFM (GCA 000011985.1), L. acidophilus ATCC 4796 (GCA 000159715.1), L. acidophilus La-14 (GCA 000389675.2), L. acidophilus DSM 20242 (GCA 000442825.1), L. acidophilus CIRM-BIA 442 (GCA 000442865.1), L. acidophilus CIP 76.13 (GCA 000469705.1), L. acidophilus DSM 9126 (GCA 000469745.1), L. acidophilus CIRM-BIA 445 (GCA 000469765.1), L. acidophilus CFH (GCA 000497795.1), L. acidophilus JCM 1132 (GCA 000615165.1), L. acidophilus ATCC 4356 (GCA 000786395.1), L. acidophilus FSI4 (GCA 000934625.1), L. acidophilus DSM 20079 (GCA 001433895.1), L. acidophilus NBRC 13951 (GCA 001591845.1), L. acidophilus WG-LB-IV (GCA 001639165.1), L. acidophilus KLDS 1.0901 (GCA 001868765.1), L. acidophilus L-55 (GCA 001950045.1), L. acidophilus ATCC 53544 (GCA 002224305.1), L. acidophilus LA1 (GCA 002286215.1), L. acidophilus P2 (GCA 002406675.1), L. acidophilus LMG P-21904 (GCA 002914945.1). 이러한 21종 균주의 게놈을 확보하여 전체 게놈 정보를 실시예 2와 동일한 방법으로 분석하였다.Thereafter, the genomes of the Lactobacillus acidophilus YT1 genome and 21 strains belonging to the same species were compared and analyzed. Specifically, the 21 strains are as follows. L. acidophilus NCFM (GCA 000011985.1), L. acidophilus ATCC 4796 (GCA 000159715.1), L. acidophilus La-14 (GCA 000389675.2), L. acidophilus DSM 20242 (GCA 000442825.1), L. acidophilus CIRM-BIA 442 (GCA 000442865.1 ), L. acidophilus CIP 76.13 (GCA 000469705.1), L. acidophilus DSM 9126 (GCA 000469745.1), L. acidophilus CIRM-BIA 445 (GCA 000469765.1), L. acidophilus CFH (GCA 000497795.1), L. acidophilus JCM 1132 (GCA 000615165.1), L. acidophilus ATCC 4356 (GCA 000786395.1), L. acidophilus FSI4 (GCA 000934625.1), L. acidophilus DSM 20079 (GCA 001433895.1), L. acidophilus NBRC 13951 (GCA 001591845.1), L. acidophilus WG-LB-IV (GCA 001639165.1), L. acidophilus KLDS 1.0901 (GCA 001868765.1), L. acidophilus L-55 (GCA 001950045.1), L. acidophilus ATCC 53544 (GCA 002224305.1), L. acidophilus LA1 (GCA 002286215.1), L. acidophilus P2 ( GCA 002406675.1), L. acidophilus LMG P-21904 (GCA 002914945.1). The genome of these 21 strains was obtained, and the whole genome information was analyzed in the same manner as in Example 2.
Lactobacillus acidophilus YT1을 포함한 Lactobacillus acidophilus 22종 균주의 16S rRNA 유전자 정보를 활용하여 Tamura-Nei model에 근거한 maximum likelihood 방법으로 분자 계통도를 작성하였다. 분자 계통도의 out group으로 Lactobacillus helveticus CAUH18의 16S rRNA를 이용했다. 완전한 길이의 16S rRNA를 가지지 않은 일부 유전체를 고려하여 NCFM 16S rRNA 서열을 기준으로 18 ~ 784의 범위를 대상으로 계산하였다. Using the 16S rRNA gene information of 22 strains of Lactobacillus acidophilus , including Lactobacillus acidophilus YT1, a molecular phylogenetic tree was prepared using the maximum likelihood method based on the Tamura-Nei model. 16S rRNA of Lactobacillus helveticus CAUH18 was used as the out group of the molecular diagram. The range of 18 to 784 was calculated based on the NCFM 16S rRNA sequence considering some genomes that did not have a full length 16S rRNA.
전체 게놈의 유사도 분석을 위해 average nucleotide identity(ANI) 기술을 구현한 프로그램 pyani를 이용하여 게놈 비교 후 전체 게놈정보에 기반한 분자 계통도를 함께 작성하여 실제로 Lactobacillus acidophilus 연관 미생물들이 얼마나 관련이 있는지를 확인하였다.To analyze the similarity of the entire genome, the genome was compared using the program pyani, which implemented the average nucleotide identity (ANI) technology, and then a molecular phylogenetic tree based on the entire genome information was created to determine how relevant Lactobacillus acidophilus- associated microorganisms are.
추가적으로, 각 균주에서, 파지(phage) 감염 정보를 알수 있는 CRISPR 지역을 CRISPR finder 통해 분석하였고, 각 균주의 CRISPR 구성을 비교하였다.In addition, in each strain, the CRISPR region where phage infection information is known was analyzed through a CRISPR finder, and the CRISPR configuration of each strain was compared.
도 1은 실시예 2를 통해 분석한 Lactobacillus acidophilus YT1의 전체 게놈 구성도로, 이를 살펴보면, Lactobacillus acidophilus YT1 게놈 분석결과 YT1의 전체 게놈은 2.09-Mbp의 circular chromosome(34.7% G+C content)이며, 1,913개의 기능 유전자를 가지고 있고, 83개의 RNA gene와 93개의 pseudo gene을 가지고 있는 것으로 확인되었다.Figure 1 is a whole genome composition diagram of Lactobacillus acidophilus YT1 analyzed through Example 2, looking at this, Lactobacillus acidophilus YT1 genomic analysis shows that the total genome of YT1 is 2.09-Mbp circular chromosome (34.7% G+C content), 1,913 It was found to have 83 functional genes and 83 RNA genes and 93 pseudo genes.
도 2a는 실시예 3을 통해 확인한 Lactobacillus acidophilus YT1을 비롯한 23종 균주의 16S rRNA 유전자를 활용한 계통도이고, 도 2b는 실시예 3을 통해 확인한 Lactobacillus acidophilus YT1을 비롯한 22종 균주의 ANI genome 비교를 활용한 계통도이다.Figure 2a is a schematic diagram using the 16S rRNA gene of 23 strains including Lactobacillus acidophilus YT1 identified through Example 3, Figure 2b is utilizing the ANI genome comparison of 22 strains including Lactobacillus acidophilus YT1 confirmed through Example 3 It is a tree.
도 2에 나타난 바와 같이 16S rRNA 유전자 및 ANI를 이용한 분자계통도를 통해 Lactobacillus acidophilus YT1을 포함하여 총 22종의 균주들의 유연관계를 확인할 수 있었다. 구체적으로 Lactobacillus acidophilus에 속하는 YT1을 제외한 21종은 모두 ANI 기준 99.7% 이상의 유사도를 가질 정도로 균주간의 차이를 거의 확인할 수 없을 정도로 매우 유사하였다. YT1은 타 종과 비교하여 ANI 기준 99.5% 이하의 유사도를 가지므로 기존에 알려진 L. acidophilus 종내 균들과는 전체 게놈상에서 약간의 차이가 있음을 확인하였다.As shown in FIG. 2, a flexible relationship between 22 strains including Lactobacillus acidophilus YT1 was confirmed through a molecular system using 16S rRNA gene and ANI. Specifically, all of the 21 species except YT1 belonging to Lactobacillus acidophilus were very similar to the extent that the difference between strains was hardly confirmed to have a similarity level of 99.7% or more based on ANI. Since YT1 has a similarity of 99.5% or less based on ANI compared to other species, it was confirmed that there is a slight difference in the whole genome from the known L. acidophilus species.
도 3은 실시예 3을 통해 확인한 Lactobacillus acidophilus YT1을 비롯한 22종 균주들 중에서, L. acidophilus NCFM 과 L. acidophilus YT1의 CRISPR 구조 분석 결과이다. 3 is a CRISPR structure analysis result of L. acidophilus NCFM and L. acidophilus YT1 among 22 strains including Lactobacillus acidophilus YT1 identified through Example 3.
구체적으로 도 3은 실시예 3으로부터 분석한 L. acidophilus NCFM 과 L. acidophilus YT1의 전체 게놈 정보 중에서 CRISPR 지역만을 따로 분석한 결과이다.Specifically, FIG. 3 is a result of separately analyzing only the CRISPR region among all genomic information of L. acidophilus NCFM and L. acidophilus YT1 analyzed from Example 3.
이를 살펴보면, CRISPR 지역에서, L. acidophilus NCFM과 L. acidophilus YT1 균주들의 염기서열에 명확한 차이가 있음을 확인하였다. 특히 L. acidophilus NCFM 균주에서는 32개 spacer 지역이 존재하는 반면에 L. acidophilus YT1에서는 두 개의 CRISPR로 분리되어 일부만 보존된 형태임을 확인하였다. 구체적으로 NCFM의 spacer 1번부터 5번까지가 YT1의 첫번째CRISPR에 존재하고, NCFM의 spacer 22번부터 26번까지가 YT1의 두 번째CRISPR에 존재한다.Looking at this, in the CRISPR region, it was confirmed that there is a clear difference in the nucleotide sequence of L. acidophilus NCFM and L. acidophilus YT1 strains. In particular, in the L. acidophilus NCFM strain, 32 spacer regions existed, whereas in L. acidophilus YT1, it was confirmed that only two of the CRISPRs were separated and conserved. Specifically,
L. acidophilus YT1 균주는 다른 균주들과는 달리, 두 개의 CRISPR 영역으로 이루어져 있고, CRISPR의 일부만 타 균주와 겹치고 기존 균주에서 보고되지 않은 신규 서열이 CRISPR 내에 존재한다. 이러한 특징을 통해 L. acidophilus YT1 균주를 분명히 구분할 수 있음을 확인하였다. Unlike the other strains, the L. acidophilus YT1 strain is composed of two CRISPR regions, and only a part of the CRISPR overlaps with other strains, and a new sequence not reported by the existing strain exists in the CRISPR. Through these characteristics, it was confirmed that the L. acidophilus YT1 strain can be clearly distinguished.
따라서 CRISPR 구조의 차이를 이용하여, 상기 균주들 중에서 L. acidophilus YT1 균주를 특이적으로 검출할 수 있는 마커를 설계하고자 하였고, 이를 도 4에 나타내었다. 보다 상세하게 도 4는 L. acidophilus YT1을 특이적으로 검출할 수 있는 프라이머 세트와 상기 프라이머 세트로 PCR하였을 때 인 실리코 분석(in silico)을 통해 해당 균주의 PCR 산물 크기를 도시화한 것이다.Therefore, by using a difference in the CRISPR structure, it was intended to design a marker capable of specifically detecting the L. acidophilus YT1 strain among the strains, and this is illustrated in FIG. 4. In more detail, FIG. 4 shows the PCR product size of the corresponding strain through in silico analysis when PCR was performed with a primer set capable of specifically detecting L. acidophilus YT1 and the primer set.
이를 위해 도 4에 나타난 바와 같이, 상기 첫 번째 CRISPR 영역 (YT1 CRISPR 1)에서 YT1 특이 spacer 들을 포함하는 프라이머를 개발함으로써, L. acidophilus YT1 균주를 특이적으로 검출할 수 있는 마커를 제작하였다. 구체적으로 L. acidophilus YT1 5번 spacer 지역의 6번째 nucleotide부터 25번째 nucleotide 까지 20 bp의 left primer를 제작하였고, d번 spacer 지역의 1번째 nucleotide부터 20번째 nucleotide까지 20bp의 right primer 제작하였고, 이를 통해 본 발명의 L. acidophilus YT1 균주를 확실히 구별할 수 있음을 알 수 있다.To this end, as shown in FIG. 4, by developing primers containing YT1 specific spacers in the first CRISPR region (YT1 CRISPR 1), a marker capable of specifically detecting the L. acidophilu s YT1 strain was prepared. Specifically, a 20 bp left primer from the 6th nucleotide to the 25th nucleotide in the spacer region of
또한 본 발명을 통해 설계된 프라이머 세트를 이용하여, PCR을 수행하여 PCR 산물을 얻을 경우, PCR 산물의 길이를 인실리코 모델링(in silico modeling)을 이용하여 분석하였고, 그 결과를 도 4의 하단에 표기하였다. 분석 결과 L. acidophilus YT1의 PCR 산물의 길이는 320 bp(32 bp의 spacer 4개(spacer a,a,b,c) 와 28 bp의 dicer 5개(DP5), 그리고 spacer 5의 left primer 포함 27 bp, spacer d의 right primer 포함 20 bp)로 확인되었다.In addition, when the PCR product was obtained by performing PCR using the primer set designed through the present invention, the length of the PCR product was analyzed using in silico modeling, and the results are shown in the lower part of FIG. 4. Did. As a result of analysis, the length of the PCR product of L. acidophilus YT1 was 320 bp (32
즉, 본 발명에 따른 프라이머 세트를 이용할 경우, 시료에서 L. acidophilus YT1 균주의 존재 유무를 검출할 수 있다.That is, when the primer set according to the present invention is used, the presence or absence of L. acidophilus YT1 strain in a sample can be detected.
본 발명에서 L. acidophilus YT1 판별용 프라이머 세트를 제조하기 위하여, 가장 중요하게 여긴 것은 전체 프라이머의 길이로, 18 내지 23(최적길이 20)을 가지도록 디자인하였다. 또한 상기 프라이머는 Melting temperature(Tm)이 57 ℃ 내지 62 ℃, 바람직하게는 60 ℃로 디자인 하였고, 프라이머 간의 최대 Tm 차이는 5도 이내로 한정하였다. 또한, 상기 프라이머는 GC%가 35 내지 65%, 바람직하게 50%로 설계하였다.In order to prepare a primer set for L. acidophilus YT1 discrimination in the present invention, the most important thing was the length of the entire primer, which was designed to have 18 to 23 (optimum length 20). In addition, the primer was designed to have a melting temperature (Tm) of 57°C to 62°C, preferably 60°C, and the maximum Tm difference between primers was limited to within 5 degrees. In addition, the primer was designed to have a GC% of 35 to 65%, preferably 50%.
이렇게 제작된 서열번호 1 및 2의 프라이머 세트 조성물이 L. acidophilus YT1에 대하여 특이성을 가지는지 여부를 in silico 분석 및 현존 NCBI DB상의 sequence match를 통해 분석하였고, 그 결과를 살펴보면(도 5), 본 발명을 통해 설계된 프라이머 세트 조성물은 NCBI에 등록된 서열 중 증폭할 수 있는 균주가 없음을 확인하였다. Whether the primer set compositions of
도 5는 인 실리코(in silico)에서, 본 발명의 L. acidophilus YT1 균주 판별용 프라이머 세트를 NCBI 사이트로부터 제공되는 데이터베이스와 대조하여, Primer-BLAST란 서열검색 프로그램으로 sequence를 분석한 결과이다. 구체적으로는 Primer-BLAST 웹서비스 ()에 접속하여 PCR Template 로 CP025200.1, forward primer의 범위 557,700 ~ 557,800, reverse primer 의 범위 558,00~558,100 로 지정한 후 Primer Parameters의 forward primer 서열에 CRISPR_YT1_R 를, reverse primer 서열에 CRISPR_YT1_F를 입력한 후 데이터베이스를 "nr" 로 지정했다. 나머지 설정은 기본설정을 유지한 상태로 프로그램을 실행했다. Figure 5 is in silico (in silico), the L. acidophilus YT1 strain set of the present invention is compared with the database provided from the NCBI site, the results of sequence analysis with the Primer-BLAST sequence search program. Specifically, access to Primer-BLAST web service () and specify CP025200.1 as PCR Template, 557,700 to 557,800 of forward primer, and 558,00 to 558,100 of reverse primer, and then CRISPR_YT1_R in forward primer sequence of Primer Parameters, After entering CRISPR_YT1_F into the reverse primer sequence, the database was designated as "nr". The rest of the settings were executed with the default settings.
그 결과 L. acidophilus YT1 균주 판별용 프라이머 세트는 NCBI에 현존하는 서열에서 L. acidophilus YT1(Accession No. CP025200.1) 유전체만 특이적으로 증폭한다는 분석결과를 얻었다. 구체적으로는 도 5의 "Specificity of primers" 항목에서 다음과 같이 표시되었다. "Primer pairs are specific to input template as no other targets were found in selected database: Nucleotide collection (nt)". As a result, a primer set for L. acidophilus YT1 strain discrimination was obtained by specifically amplifying only the L. acidophilus YT1 (Accession No. CP025200.1) genome from the sequence present in NCBI. Specifically, it was indicated as follows in the “Specificity of primers” section of FIG. 5. "Primer pairs are specific to input template as no other targets were found in selected database: Nucleotide collection (nt)".
도 5를 참조할 때 주의할 점은 프라이머의 제작을 진행하는 과정에서 프라이머 템플릿을 유전체의 역방향 서열을 이용했기 때문에 reverse primer 인 CRISPR_YT1_R이 유전체상 forward primer인 CRISPR_YT1_F 보다 앞쪽에 위치하게 되었다. Primer-BLAST에서는 유전체상 앞쪽에 위치한 primer를 무조건 forward로 인식하기에 "Forward primer"에 역방향 프라이머가, "Reverse primer" 에 정방향 프라이머가 표시되었다.Note that when referring to FIG. 5, the reverse primer CRISPR_YT1_R, which is a reverse primer on the genome, was located in front of the forward primer CRISPR_YT1_F because the primer template used the reverse sequence of the genome during the process of preparing the primer. In Primer-BLAST, the primer located in the front of the genome is unconditionally recognized as a forward, so a reverse primer is indicated in "Forward primer" and a forward primer is indicated in "Reverse primer".
실시예 4. Example 4. Lactobacillus acidophilusLactobacillus acidophilus 균주 판별용 조성물의 PCR 분석-1. PCR analysis of the composition for strain identification-1.
도 5에서 제작된 본 발명의 Lactobacillus acidophilus 균주 판별용 조성물이 특이적으로 L. acidophilus 균주 특히, L. acidophilus YT1 균주를 판별하는지를 확인하고자 하였다.The composition for discriminating the Lactobacillus acidophilus strain of the present invention prepared in FIG. 5 was specifically intended to confirm whether the L. acidophilus strain, in particular, the L. acidophilus YT1 strain.
우선, Lactobacillus helveticus ATCC 13866, Lactobacillus amylovorus ATCC 33620, Lactobacillus acidophilus ATCC 4356, Lactobacillus acidophilus NCFM, Lactobacillus acidophilus LA1 및 Lactobacillus acidophilus YT1 균주들을 각각 MRS 배지(Difco, 288110)로 37 ℃, 18 시간동안 배양하였다. 이후 상기 각각의 균주의 배양액으로부터 균체를 회수하여 QIAamp DNA Mini kit(Qiagen, Germany)으로 Genomic DNA를 추출하였다.First, Lactobacillus helveticus ATCC 13866, Lactobacillus amylovorus ATCC 33620 ,
추출한 DNA 30 ng에 대하여 thermal cycling(PCR)을 실시하였다. PCR 반응시 총 반응액은 20 ㎕이고, 2.0 mM dNTP(Fermentas, USA), 1.0 unit의 내열성 DNA 중합효소(e-taq polymerase, Solgent), 20 pmol CRISPR YT1 F(써열번호 1), 20 pmol CRISPR YT1 R 프라이머(서열번호 2), 20 ng 각각의 균주 DNA 및 완충액(10mM Tris-HCl(pH 8.0), 50mM KCl, 1.5mM MgCl2, 0.01 % 젤라틴)을 완전히 혼합한 용액을 준비한다. Thermal cycling (PCR) was performed on the extracted DNA of 30 ng. When PCR reaction, total reaction solution is 20 μl, 2.0 mM dNTP (Fermentas, USA), 1.0 unit of heat-resistant DNA polymerase (e-taq polymerase, Solgent), 20 pmol CRISPR YT1 F (Serial No. 1), 20 pmol CRISPR A solution in which YT1 R primer (SEQ ID NO: 2), 20 ng of each strain DNA and buffer (10 mM Tris-HCl (pH 8.0), 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl2, 0.01% gelatin) is completely mixed is prepared.
PCR반응은 Dyad(Bio-rad)를 사용하여 실시하였고, 반응조건은 초기 95 ℃에서 300초간 유지한 뒤, 95 ℃에서 30초간 처리하여 DNA를 변성시키고, 60 ℃에서 30초간 어닐링한 후, 72 ℃에서 90초간 증폭(extension)(DNA 중합)하였고, 이러한 과정을 28회 반복(95 ℃, 30초(변성) → 60 ℃, 30초(재결합) → 72 ℃, 90초(DNA 중합))하고, 72 ℃ 300 초간 마지막 합성을 실시하였다.The PCR reaction was carried out using Dyad (Bio-rad), and the reaction conditions were maintained at 95°C for 300 seconds, then treated at 95°C for 30 seconds to denature DNA, and annealed at 60°C for 30 seconds, 72 It was amplified (DNA polymerization) for 90 seconds at ℃, and repeated 28 times (95 ℃, 30 seconds (denaturation) → 60 ℃, 30 seconds (recombination) → 72 ℃, 90 seconds (DNA polymerization)) , 72 ℃ The final synthesis was carried out for 300 seconds.
CRISPR YT1 F 프라이머(서열번호 1)Forward primer (5 uM)
CRISPR YT1 F primer (SEQ ID NO: 1)
CRISPR YT1 R 프라이머(서열번호 2)Reverse primer (5 uM)
CRISPR YT1 R primer (SEQ ID NO: 2)
상기 과정으로 증폭된 증폭산물(PCR 산물)을 1.2%의 아가로스 젤에서 전기영동하고, Safeview(iNtRON Biotechnology, Korea)로 염색하여 DNA 다형성 밴드를 UV로 조사하여 검출하였으며, Gel-Doc system(Bio-rad)으로 저장하고 인쇄하여 도 6에 나타내었다.The amplified product (PCR product) amplified by the above process was electrophoresed on a 1.2% agarose gel, stained with Safeview (iNtRON Biotechnology, Korea), and the DNA polymorphic band was detected by irradiation with UV, and the Gel-Doc system (Bio -rad) and printed and shown in FIG. 6.
도 6은 본 발명의 L. acidophilus YT1 균주 판별용 프라이머 세트를 이용하여, 각각의 균주(Lactobacillus helveticus ATCC 13866, Lactobacillus amylovorus ATCC 33620, Lactobacillus acidophilus ATCC 4356, Lactobacillus acidophilus NCFM, Lactobacillus acidophilus LA1, Lactobacillus acidophilus YT1)에 대해 PCR을 수행하여 분석한 결과이다.Figure 6 is using the primer set for L. acidophilus YT1 strain of the present invention, each strain ( Lactobacillus helveticus ATCC 13866, Lactobacillus amylovorus ATCC 33620 ,
이때, M은 DNA 크기 표준 마커(Sizer™ 100bp DNA Marker(cat.No,24073)이고, 1은 Lactobacillus helveticus ATCC 13866이고, 2는 Lactobacillus amylovorus ATCC 33620이며, 3은 Lactobacillus acidophilus ATCC 4356이며, 4는 Lactobacillus acidophilus NCFM 균주이고, 5는 Lactobacillus acidophilus LA1(CB_LA1이라고도 한다), 6은 Lactobacillus acidophilus YT1이다.In this case, M is a DNA size standard marker (Sizer ™ 100bp DNA Marker (cat.No,24073), 1 is
나타난 바와 같이, 본 발명의 서열번호 1 및 서열번호 2로 표시되는 프라이머를 포함하는 Lactobacillus acidophilus 균주 판별용 조성물은 Lactobacillus acidophilus YT1에서 약 320 bp 크기의 DNA 단편을 증폭시켰음을 확인하였다.As shown, it was confirmed that the composition for identifying Lactobacillus acidophilus strains comprising the primers represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 of the present invention amplified a DNA fragment of about 320 bp in size from Lactobacillus acidophilus YT1.
게놈분석을 통해 Lactobacillus acidophilus YT1 균주는 특이적으로 CRISPR 구간에서의 염기서열이 다른 균주(동속, 동종의 균주)들과 달리 두 개의 CRISPR를 가지고 다른 균주의 CRISPR 영역이 일부만 보존된 형태임을 확인하였다. 구체적으로 NCFM의 spacer 1번부터 5번까지가 YT1의 첫번째CRISPR에 존재하고, NCFM의 spacer 22번부터 26번까지가 YT1의 두 번째CRISPR에 존재했다. spacer 5번의 6번째 nucleotide부터 spacer d번의 20번째 nucleotide 까지 320 bp 가 증폭대상이고, 서열번호 1, 2로 표시되는 프라이머를 포함하는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 판별용 조성물을 통해 회수한 PCR 산물의 크기 또한 320 bp 로 측정된 것이라 볼 수 있다. Through the genome analysis, it was confirmed that the Lactobacillus acidophilus YT1 strain has two CRISPRs, and unlike the other strains (same strains, homogeneous strains) having different base sequences in the CRISPR section, the CRISPR region of another strain is partially conserved. Specifically,
전기영동 겔(gel electrophoresis) 상에서 미세한 차이(전기영동이 1base단위 정밀한 resolution을 보여주지 않음)를 고려하면, PCR 산물이 320 bp에서 검출되었다 하더라도, 증폭된 Lactobacillus acidophilus YT1 균주의 CRISPR 구간에 대한 PCR 산물 320 bp를 근간으로 도출된 결과이므로, 본 발명의 범주에 속하는 결과라 할 것이다.Considering a slight difference on gel electrophoresis (electrophoresis does not show precise resolution in 1base units), PCR products for the CRISPR section of the amplified Lactobacillus acidophilus YT1 strain, even if PCR products were detected at 320 bp Since the result was derived based on 320 bp, it will be referred to as a result belonging to the scope of the present invention.
따라서, PCR 산물은 정확하게는 320 bp 인 것이 바람직하나, 상술한 다양한 조건들을 고려하였을 때, 실제 적용하여 도출된 PCR 산물이 250 내지 400 bp, 바람직하게는 300 내지 350 bp에 해당한다면 Lactobacillus acidophilus YT1 균주인 것으로 판별할 수 있다(마커로 측정가능한 영역에도 영향을 받음).Therefore, it is preferable that the PCR product is exactly 320 bp, but considering the various conditions described above, the Lactobacillus acidophilus YT1 strain if the PCR product derived by actual application corresponds to 250 to 400 bp, preferably 300 to 350 bp It can be determined as being (affected by the area measurable with a marker).
이를 증명하기 위하여 본 실시예 에서 회수된 상기 L. acidophilus YT1 균주의 PCR 산물에 대해서만 DNA 염기서열을 확인하였다.To prove this, the DNA sequence was confirmed only for the PCR product of the L. acidophilus YT1 strain recovered in this example.
이에 반해 YT1 균주와는 다른 Lactobacillus helveticus ATCC 13866, Lactobacillus amylovorus ATCC 33620, Lactobacillus acidophilus ATCC 4356, Lactobacillus acidophilus NCFM, Lactobacillus acidophilus LA1 에 대해서는 전혀 증폭된 DNA 단편이 발견되지 않았다.In contrast, no amplified DNA fragment was found for Lactobacillus helveticus ATCC 13866, Lactobacillus amylovorus ATCC 33620,
따라서, 본 발명에 따른 서열번호 1 및 서열번호 2로 표시되는 프라이머는 Lactobacillus acidophilus YT1에 대해서만 앰플리콘(amplicon)을 생성하기에 신속, 정확하게 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 판별용 조성물로 활용가능하다.Therefore, the primers represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 according to the present invention can be used as a composition for rapidly and accurately determining Lactobacillus acidophilus YT1 strain to generate an amplicon for Lactobacillus acidophilus YT1 only.
이후, YT1 균주 검출에 대하여 반복실험을 수행함과 동시에, PCR 증폭산물을 정제하여 시퀀싱하였다. 도 7은 본 발명의 L. acidophilus YT1 균주 판별용 프라이머 세트를 이용하여 YT1 균주에 대해 PCR을 수행하여 얻은 PCR 증폭산물을 정제한 후 이를 아가로스 겔 전기영동으로 분석한 것으로, 이는 10회의 반복실험 중에서 대표적인 결과이다.Subsequently, while repeating the experiment for the detection of the YT1 strain, PCR amplification products were purified and sequenced. 7 is a PCR amplification product obtained by performing PCR on the YT1 strain using the primer set for L. acidophilus YT1 strain discrimination of the present invention, and analyzed by agarose gel electrophoresis, which is repeated 10 times This is a representative result.
도 7에서 M은 SizerTM 100bp DNA Marker(Cat. No. 24073)이고, N은 Blank이며, YT1-a와 b는 Lactobacillus acidophilus YT1로, 2차례의 실험을 의미한다. In Figure 7, M is a Sizer TM 100bp DNA Marker (Cat. No. 24073), N is Blank, and YT1-a and b are Lactobacillus acidophilus YT1, which means two experiments.
도 7 에 나타난 바와 같이, 본원발명의 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 판별용 조성물은 수회의 반복실험에도 불구하고 일정한 결과를 도출하고 있음을 확인하였다. 빠르고 간편할 뿐만 아니라 Lactobacillus acidophilus YT1 균주를 정확하고 재현있게 판별할 수 있음을 알 수 있다.As shown in Figure 7, Lactobacillus acidophilus YT1 of the present invention It has been confirmed that the composition for discriminating strains has a certain result despite repeated experiments. In addition to being quick and easy, it can be seen that the Lactobacillus acidophil us YT1 strain can be accurately and reproducibly discriminated.
또한 도 7로부터 확인된 증폭산물에 대하여 시퀀스를 분석한 결과, Lactobacillus acidophilus YT1 균주의 경우에서만 확인된 증폭산물의 크기는 두 실험 모두 프라이머(primer)를 포함하여 320 bp인 것으로 측정되었고, 증폭서열은 다음과 같다.In addition, as a result of analyzing the sequence for the amplification product identified from FIG. 7, the size of the amplification product identified only in the case of the Lactobacillus acidophilus YT1 strain was measured to be 320 bp including a primer in both experiments, and the amplification sequence was As follows.
[서열번호 3][SEQ ID NO: 3]
TTGACTTGCGCTAGGTGTTGCATCAATAGGATCACCTCCACATACGTGGAGAAAATGACACCAAAAAGGGCGGTGGAAAACTTTTCAAAGGATCACCTCCACATACGTGGAGAAAATGACACCAAAAAGGGCGGTGGAAAACTTTTCAAAGGATCACCTCCACATACGTGGAGAAAATACTTCAACTAATCCTAATTATCCTGGCAATCCAGGATCACCTCCACATACGTGGAGAAAATGCCTAGTGCCTTACCAGCCTCGGCAAAACTGTGGGATCACCTCCACATACGTGGAGAAAATGGAACAACGCTTTCTGGTGATTGACTTGCGCTAGGTGTTGCATCAATAGGATCACCTCCACATACGTGGAGAAAATGACACCAAAAAGGGCGGTGGAAAACTTTTCAAAGGATCACCTCCACATACGTGGAGAAAATGACACCAAAAAGGGCGGTGGAAAACTTTTCAAAGGATCACCTCCACATACGTGGAGAAAATACTTCAACTAATCCTAATTATCCTGGCAATCCAGGATCACCTCCACATACGTGGAGAAAATGCCTAGTGCCTTACCAGCCTCGGCAAAACTGTGGGATCACCTCCACATACGTGGAGAAAATGGAACAACGCTTTCTGGTGA
실질적으로 증폭된 Lactobacillus acidophilus YT1의 염기서열을 분석한 결과 게놈상에서 예측된 320 bp의 염기서열과 100% 일치함을 확인하였다. 즉, 전기영동시 육안으로 약 300 bp에 가까운 것으로 보였으나, 실질적으로 증폭된 서열의 길이는 320 bp이며, 게놈상에서 예측한 염기서열과 완벽하게 일치하고 있음을 알 수 있다.As a result of analyzing the nucleotide sequence of the substantially amplified Lactobacillus acidophilus YT1, it was confirmed that the nucleotide sequence predicted in the genome was 100% identical. That is, the electrophoresis seemed to be close to about 300 bp with the naked eye, but the length of the amplified sequence was actually 320 bp, and it can be seen that it perfectly matches the nucleotide sequence predicted on the genome.
이를 통해 본 발명에 따른 본 발명의 서열번호 1 및 서열번호 2로 표시되는 프라이머를 포함하는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 판별용 조성물은 Lactobacillus acidophilus YT1을 동종 동속의 균주들 속에서 명백히 구별가능함을 알 수 있다.Through this, it can be seen that the composition for identifying Lactobacillus acidophilus YT1 strain comprising the primers represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 according to the present invention is clearly distinguishable from Lactobacillus acidophilus YT1 among strains of the same kind.
따라서, 본 발명에 따른 서열번호 1 및 서열번호 2로 표시되는 프라이머는 Lactobacillus acidophilus YT1 에서만 앰플리콘(amplicon)을 생성하기에 신속, 정확하게 Lactobacillus acidophilus YT1 균주 판별용 조성물로 활용가능함을 다시 한번 확인할 수 있었다.Therefore, the primers shown in SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 according to the present invention was again confirmed the fast, accurate utilized as Lactobacillus acidophilus YT1 strain determined composition is possible to only generate the amplicon (amplicon) Lactobacillus acidophilus YT1 .
<110> KOREA FOOD RESEARCH INSTITUTE
<120> composition for identification of Lactobacilus acidophilus YT1
<130> HPC8476
<160> 3
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CRISPR_YT1_F
<400> 1
ttgacttgcg ctaggtgttg 20
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CRISPR_YT1_R
<400> 2
tcaccagaaa gcgttgttcc 20
<210> 3
<211> 320
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> amplicon sequence
<400> 3
ttgacttgcg ctaggtgttg catcaatagg atcacctcca catacgtgga gaaaatgaca 60
ccaaaaaggg cggtggaaaa cttttcaaag gatcacctcc acatacgtgg agaaaatgac 120
accaaaaagg gcggtggaaa acttttcaaa ggatcacctc cacatacgtg gagaaaatac 180
ttcaactaat cctaattatc ctggcaatcc aggatcacct ccacatacgt ggagaaaatg 240
cctagtgcct taccagcctc ggcaaaactg tgggatcacc tccacatacg tggagaaaat 300
ggaacaacgc tttctggtga 320
<110> KOREA FOOD RESEARCH INSTITUTE
<120> composition for identification of Lactobacilus acidophilus YT1
<130> HPC8476
<160> 3
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CRISPR_YT1_F
<400> 1
ttgacttgcg ctaggtgttg 20
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CRISPR_YT1_R
<400> 2
tcaccagaaa gcgttgttcc 20
<210> 3
<211> 320
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> amplicon sequence
<400> 3
ttgacttgcg ctaggtgttg catcaatagg atcacctcca catacgtgga gaaaatgaca 60
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ttcaactaat cctaattatc ctggcaatcc aggatcacct ccacatacgt ggagaaaatg 240
cctagtgcct taccagcctc ggcaaaactg tgggatcacc tccacatacg tggagaaaat 300
Claims (6)
상기 정방향 프라이머는 5'-말단에 연결된, 형광단, 발색단, 화학발광단, 자기입자 및 방사능동위원소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 표지를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.According to claim 1,
The forward primer further comprises at least one label selected from the group consisting of a 5'-terminal, fluorophore, chromophore, chemiluminescent group, magnetic particle and radioactive isotope.
상기 키트는 완충용액, DNA 중합효소 및 dNTP를 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.According to claim 3,
The kit is a kit comprising a buffer solution, DNA polymerase and dNTP.
b) 상기 PCR 산물을 분석하는 단계;를 포함하는 Lactobacillus acidophilus YT1 균주(기탁번호 KCCM11808P)를 판별하는 방법.a) using the DNA separated from the sample to be identified as a template, and performing a polymerase chain reaction (PCR) using the composition of claim 1 to obtain a PCR product; And
b) analyzing the PCR product; a method for determining a Lactobacillus acidophilus YT1 strain comprising (Accession No. KCCM11808P).
상기 PCR 산물은 300 내지 350 bp인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 5,
The PCR product is characterized in that 300 to 350 bp.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190040985A KR102142474B1 (en) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | composition for identification of Lactobacilus acidophilus YT1 strain and method of determination thereof |
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
US20060199190A1 (en) * | 2004-04-28 | 2006-09-07 | Danisco A/S | Detection and typing of bacterial strains |
KR101732676B1 (en) | 2015-08-19 | 2017-05-04 | (주)다이오진 | Primer for nucleic acid amplification having dumbbell structure and method for detection of intestinal beneficial bacteria |
KR20180010272A (en) * | 2015-05-29 | 2018-01-30 | 노쓰 캐롤라이나 스테이트 유니버시티 | How to screen bacteria, arthropods, algae and yeast using Crispper nucleic acids |
-
2019
- 2019-04-08 KR KR1020190040985A patent/KR102142474B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060199190A1 (en) * | 2004-04-28 | 2006-09-07 | Danisco A/S | Detection and typing of bacterial strains |
JP2015037429A (en) * | 2004-04-28 | 2015-02-26 | デュポン ニュートリション バイオサイエンシーズ エーピーエス | Detection and typing of bacterial strain |
KR20180010272A (en) * | 2015-05-29 | 2018-01-30 | 노쓰 캐롤라이나 스테이트 유니버시티 | How to screen bacteria, arthropods, algae and yeast using Crispper nucleic acids |
JP2018516563A (en) * | 2015-05-29 | 2018-06-28 | ノース カロライナ ステート ユニバーシティNorth Carolina State University | Method for screening bacteria, archaea, algae, and yeast using CRISPR nucleic acid |
KR101732676B1 (en) | 2015-08-19 | 2017-05-04 | (주)다이오진 | Primer for nucleic acid amplification having dumbbell structure and method for detection of intestinal beneficial bacteria |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DATABASE Genbank 18 December 2018 (2018-12-18), ANONYMOUS : "Lactobacillus acidophilus strain YT1 chromosome, complete genome", XP009541507, retrieved from NCBI Database accession no. CP025200 * |
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