KR102187795B1 - Preparing method of library for next generation sequencing using deoxyuridine - Google Patents

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Abstract

디옥시우리딘을 이용한 차세대 염기서열 분석을 위한 라이브러리 제조 방법에 관한 것이다.It relates to a library preparation method for next-generation sequencing using deoxyuridine.

Figure R1020190050353
Figure R1020190050353

Description

디옥시우리딘을 이용한 차세대 염기서열 분석을 위한 라이브러리 제조 방법{PREPARING METHOD OF LIBRARY FOR NEXT GENERATION SEQUENCING USING DEOXYURIDINE}A library preparation method for next-generation sequencing analysis using deoxyuridine {PREPARING METHOD OF LIBRARY FOR NEXT GENERATION SEQUENCING USING USING DEOXYURIDINE}

본원은, 디옥시우리딘을 이용한 차세대 염기서열 분석을 위한 라이브러리 제조 방법에 관한 것이다.The present application relates to a method for preparing a library for next-generation sequencing using dioxyuridine.

차세대 염기서열 분석(next-generation sequencing, NGS) 법은 분석하고자 하는 DNA의 양 끝에 어댑터(adapter)라는 올리고가 붙은 라이브러리(library)를 만드는 단계를 필수적으로 포함한다. 상기 어댑터는 통상적으로 리가아제(ligase) 효소에 의하여 상기 분석하고자 하는 DNA 에 붙는데, 상기 리가아제 효소는 상대적으로 고가이고, 리가아제를 이용한 공정은 상대적으로 시간과 노력이 많이 드는 단점이 있다. The next-generation sequencing (NGS) method essentially includes the step of creating a library with oligos called adapters attached to both ends of the DNA to be analyzed. The adapter is usually attached to the DNA to be analyzed by a ligase enzyme, but the ligase enzyme is relatively expensive, and the process using a ligase has a disadvantage that requires a lot of time and effort.

상기 리가아제를 이용한 공정을 대체하기 위하여, 상기 분석하고자 하는 DNA에 상기 어댑터를 미리 연결하고 DNA 프라이머를 이용하여 PCR 로 증폭하는 방법이 있는데, 이러한 방법은 PCR 반응을 두 번 진행해야 하는 단점이 있다. 또한, 분석하고자 하는 DNA 수가 많아지면 상기 DNA 프라이머 간의 간섭으로 인하여, DNA 올리고뉴클레오타이드로 구성된 다이머(dimer)가 생성되는 단점이 있다.In order to replace the process using the ligase, there is a method of pre-linking the adapter to the DNA to be analyzed and amplifying by PCR using a DNA primer, and this method has the disadvantage that the PCR reaction must be performed twice. . In addition, when the number of DNAs to be analyzed increases, there is a disadvantage in that a dimer composed of DNA oligonucleotides is generated due to interference between the DNA primers.

이에, 간단하고, 다이머가 적게 생성되는, NGS 라이브러리 제조 방법에 개발이 요구되는 실정이다.Accordingly, development is required for a method for manufacturing an NGS library that is simple and generates less dimers.

[선행기술문헌][Prior technical literature]

대한민국 공개특허 10-2013-0018575.Republic of Korea Patent Publication 10-2013-0018575.

본원은, 디옥시우리딘을 이용한 차세대 염기서열 분석을 위한 라이브러리 제조 방법을 제공하고자 한다.The present application is to provide a library preparation method for the next-generation sequencing analysis using dioxyuridine.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present application is not limited to the problem mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원의 제 1 측면은, 분석 대상 이중가닥 DNA 단편에 어댑터 서열 및 디옥시우리딘을 포함하는 1 차 프라이머 쌍을 제공하는 것; 상기 DNA 단편을 1 차 증폭하여 각 DNA 단편의 증폭산물 및 디옥시우리딘 다이머를 생성하는 것; 및 상기 생성물에 우라실-DNA 글리코실레이즈(UGD) 및 2 차 프라이머 쌍을 제공하여 2 차 증폭함으로써, 상기 디옥시우리딘 다이머가 제거된 증폭산물을 생성하는 것을 포함하는, 차세대 염기서열 분석을 위한 라이브러리 제조 방법을 제공한다.The first aspect of the present application is to provide a first primer pair comprising an adapter sequence and deoxyuridine to the double-stranded DNA fragment to be analyzed; First amplifying the DNA fragment to generate an amplification product and a deoxyuridine dimer of each DNA fragment; And by providing a uracil-DNA glycosylation (UGD) and a second primer pair to the product for secondary amplification, thereby generating an amplification product from which the deoxyuridine dimer has been removed, for next-generation sequencing analysis Provides a library preparation method.

본원의 제 2 측면은, 본원의 제 1 측면에 따른 방법에 의해 제조된 라이브러리에 대해 차세대 염기서열 분석을 수행하는 것; 상기 차세대 염기서열 분석의 생성물 중 어댑터 상보 서열을 제거하는 것; 및 상기 어댑터 상보 서열이 제거된 나머지 생성물에 대해 서열 분석을 수행하는 것을 포함하는, 차세대 염기서열 분석을 이용한 DNA 서열 분석 방법을 제공한다.The second aspect of the present application is to perform a next-generation sequencing analysis on the library prepared by the method according to the first aspect of the present application; Removing the adapter complementary sequence from the product of the next-generation sequencing; And it provides a DNA sequence analysis method using next-generation sequencing analysis comprising performing sequence analysis on the remaining products from which the adapter complementary sequence has been removed.

본원의 구현예들에 따르면, 표적 핵산에 디옥시우리딘이 함유된 올리고뉴클레오타이드를 사용하여 증폭함으로써 디옥시우리딘 다이머를 과량 형성하고, 우라실-DNA 글리코실레이즈 (UDG, 디옥시우리딘 분해 효소)를 이용하여 2 차 증폭함으로써, 상기 과량 형성된 디옥시우리딘 다이머를 제거하여 종래 방법에 비해 다이머가 적게 형성된 라이브러리를 제조할 수 있다.According to the embodiments of the present disclosure, deoxyuridine dimer is formed in excess by amplification using an oligonucleotide containing deoxyuridine in a target nucleic acid, and uracil-DNA glycosylate (UDG, deoxyuridine degrading enzyme ) By secondary amplification, removing the excessively formed dioxyuridine dimer, it is possible to prepare a library having less dimer compared to the conventional method.

본원의 구현예들에 따른 라이브러리 제조 방법은, 1 차 PCR 증폭 후 수행되던 워시 스텝 (wash step)을 제거함으로써, 실험 스텝을 간소화할 수 있다. 구체적으로, 1 차 PCR, 1 차 워시 스텝, 2 차 PCR, 2 차 워시 스텝의 순서를 포함하는 종래 앰플리콘-기반 타겟 캡쳐 방법(amplicon-based target capture method)과 달리, 우라실-DNA 글리코실레이즈를 이용함으로써 1 차 워시 스텝을 제거하여 공정을 단순화할 수 있다.The library preparation method according to the embodiments of the present disclosure may simplify the experiment step by removing the wash step performed after the first PCR amplification. Specifically, unlike the conventional amplicon-based target capture method including the sequence of the first PCR, the first wash step, the second PCR, and the second wash step, uracil-DNA glycosylation It is possible to simplify the process by eliminating the first wash step by using.

본원의 구현예들에 따른 라이브러리 제조 방법은, 1 차 PCR 증폭 후 수행되던 1 차 워시 스텝을 제거함으로써, 1 차 PCR 증폭산물의 손실을 최소화할 수 있다. 종래 마그네틱 비드를 이용하여 DNA를 다른 불필요 요소와 분리시키는 과정인 워시 스텝에서는 1 차 PCR 증폭산물이 손실될 수 있다. 그러나, 본원의 구현예들에 따른 라이브러리 제조 방법을 이용할 경우, 1 차 워시 스텝을 우라실-DNA 글리코실레이즈를 이용함으로써 제거할 수 있으므로, 워시 스텝에서 발생할 수 있는 PCR 증폭산물의 손실을 없앨 수 있다.The library preparation method according to the embodiments of the present disclosure may minimize the loss of the first PCR amplification product by removing the first wash step performed after the first PCR amplification. In the wash step, which is a process of separating DNA from other unnecessary elements using magnetic beads, the first PCR amplification product may be lost. However, in the case of using the library preparation method according to the embodiments of the present application, since the first wash step can be removed by using uracil-DNA glycosylation, it is possible to eliminate the loss of PCR amplification products that may occur in the wash step. .

본원의 구현예들에 따른 라이브러리 제조 방법은, 1 차 워시 스텝을 제거함으로써, 2 차 PCR 수행 시 시약을 다시 제조하여 사용하는 것이 아닌 상기 1 차 PCR 증폭 생성물에 우라실-DNA 글리코실레이즈와 2 차 프라이머만 추가하여 사용하게 되므로, 실험 스텝을 간소화하고, 그에 따라 실험에 소요되는 시간을 효과적으로 절감할 수 있다. The method for preparing a library according to the embodiments of the present application includes uracil-DNA glycosylation and a secondary in the primary PCR amplification product, rather than re-preparing and using a reagent during secondary PCR by removing the primary wash step. Since only the primer is added and used, the experiment step can be simplified and the time required for the experiment can be effectively reduced accordingly.

종래 라이브러리 제조 방법의 경우, 워시 스텝이 2 번 포함되므로, 다수의 샘플로 실험 진행 시 샘플 수가 증가할수록 실험 시간이 급격하게 증가할 수 있다. 그러나, 본원의 구현예들에 따른 라이브러리 제조 방법을 이용할 경우, 1 차 PCR 후 수행되던 워시 스텝을 제거함으로써 무관하게 실험자가 실험에 소모하는 시간을 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 샘플 수와 무관하게 1 차 PCR 증폭 후 바로 2 차 PCR 증폭을 수행할 수 있다는 장점을 갖는다.In the case of the conventional library manufacturing method, since the wash step is included twice, the experiment time may rapidly increase as the number of samples increases when performing an experiment with a plurality of samples. However, in the case of using the library preparation method according to the embodiments of the present application, it is possible to effectively reduce the time spent by the experimenter in the experiment regardless of the number of samples by removing the wash step performed after the first PCR. It has the advantage of performing secondary PCR amplification immediately after PCR amplification.

도 1은, 본원의 일 구현예에 있어서, 분석 대상 이중가닥 DNA 단편에 어댑터 서열 및 디옥시우리딘을 포함하는, 1 차 프라이머 쌍을 제공하여 1 차 증폭함으로써 각 DNA 단편의 증폭산물 및 디옥시우리딘 다이머를 포함하는 생성물의 생산 과정을 나타낸 개략도이다.
도 2는, 본원의 일 구현예에 있어서, 1 차 증폭 생성물에 우라실-DNA 글리코실레이즈(UDG) 및 2 차 프라이머 쌍을 제공하여 2 차 증폭하여 디옥시우리딘 다이머가 제거된 증폭산물을 생성하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 3은, 본원의 일 구현예에 있어서, 차세대 염기서열 분석을 이용한 DNA 서열 분석 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4의 (a) 및 (b)는, 본원의 일 구현예에 있어서, 차세대 염기서열 분석을 이용한 DNA 서열 분석 과정을 도면화시킨 것이다.
도 5는, 본원의 일 실시예에 있어서, 한 쌍의 프라이머를 사용하였을 경우 1 차 PCR 증폭 반응 후 산물의 길이를 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 6은, 본원의 일 실시예에 있어서, 한 쌍의 프라이머를 사용하였을 경우 1 차 및 2 차 PCR 증폭 반응 후 최종 산물의 길이를 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 7은, 본원의 일 실시예에 있어서, 멀티플렉스 프라이머쌍을 사용하고, 분석 대상 DNA샘플에 우라실-DNA 글리코실레이즈 처리를 한 경우의 DNA 서열 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은, 본원의 일 실시예에 있어서, 멀티플렉스 프라이머쌍을 사용하고, 분석 대상 DNA샘플에 우라실-DNA 글리코실레이즈 처리를 하지 않은 경우의 DNA 서열 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는, 본원의 일 실시예에 있어서, 멀티플렉스 프라이머쌍을 사용하고, 블랭크 DNA 샘플에 우라실-DNA 글리코실레이즈 처리를 한 경우의 DNA 서열 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10은, 본원의 일 실시예에 있어서, 멀티플렉스 프라이머쌍을 사용하고, 블랭크 DNA 샘플에 우라실-DNA 글리코실레이즈 처리를 하지 않은 경우의 DNA 서열 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is, in one embodiment of the present application, by providing a first primer pair, including an adapter sequence and deoxyuridine, to the double-stranded DNA fragment to be analyzed, and amplifying the amplification product and deoxy of each DNA fragment It is a schematic diagram showing the production process of a product containing a uridine dimer.
Figure 2 is, in one embodiment of the present application, by providing a pair of uracil-DNA glycosylate (UDG) and a second primer to the first amplification product to generate a second amplification product from which the deoxyuridine dimer is removed It is a schematic diagram showing the process of doing.
3 is a flow chart showing a DNA sequence analysis process using next-generation sequencing in one embodiment of the present application.
4A and 4B illustrate a DNA sequence analysis process using next-generation sequencing in one embodiment of the present application.
5 is a graph showing the length of the product after the first PCR amplification reaction when a pair of primers is used in an embodiment of the present application.
6 is a graph showing the analysis of the length of the final product after the first and second PCR amplification reactions when a pair of primers is used in an embodiment of the present application.
7 is a graph showing the results of DNA sequence analysis in the case of using a multiplex primer pair and subjected to uracil-DNA glycosylation treatment on a DNA sample to be analyzed in an example of the present application.
8 is a graph showing the results of DNA sequence analysis when a multiplex primer pair is used and a DNA sample to be analyzed is not subjected to uracil-DNA glycosylation treatment in an example of the present application.
9 is a graph showing the DNA sequence analysis results when a uracil-DNA glycosylation treatment is performed on a blank DNA sample using a multiplex primer pair in an example of the present application.
FIG. 10 is a graph showing DNA sequence analysis results when a multiplex primer pair is used and a blank DNA sample is not treated with uracil-DNA glycosylation in an example of the present application.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present application. However, the present application may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present application, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is said to be “connected” to another part, this includes not only the case that it is “directly connected”, but also the case that it is “electrically connected” with another element interposed therebetween. do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is positioned “on” another member, this includes not only the case where a member is in contact with another member, but also the case where another member exists between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~ 를 위한 단계”를 의미하지 않는다.Throughout the specification of the present application, when a certain part "includes" a certain constituent element, it means that other constituent elements may be further included rather than excluding other constituent elements unless otherwise specified. The terms "about", "substantially", etc. of the degree used throughout the present specification are used at or close to the numerical value when manufacturing and material tolerances specific to the stated meaning are presented. To assist, accurate or absolute figures are used to prevent unfair use of the stated disclosure by unscrupulous infringers. As used throughout the specification of the present application, the term "step (to)" or "step of" does not mean "step for".

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합(들)”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout the present specification, the term “combination(s) thereof” included in the expression of the Makushi format refers to one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of components described in the expression of the Makushi format, It means to include at least one selected from the group consisting of the above components.

본원 명세서 전체에서, “A 및/또는 B”의 기재는 “A 또는 B, 또는 A 및 B”를 의미한다.Throughout this specification, the description of “A and/or B” means “A or B, or A and B”.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.Hereinafter, embodiments and examples of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present application may not be limited to these embodiments and examples and drawings.

본원의 제 1 측면은, 분석 대상 이중가닥 DNA 단편에 어댑터 서열 및 디옥시우리딘을 포함하는 1 차 프라이머 쌍을 제공하는 것; 상기 DNA 단편을 1 차 증폭하여 각 DNA 단편의 증폭산물 및 디옥시우리딘 다이머를 생성하는 것; 및 상기 생성물에 우라실-DNA 글리코실레이즈 (UGD) 및 2 차 프라이머 쌍을 제공하여 2 차 증폭함으로써, 상기 디옥시우리딘 다이머가 제거된 증폭산물을 생성하는 것을 포함하는, 차세대 염기서열 분석을 위한 라이브러리 제조 방법을 제공한다.The first aspect of the present application is to provide a first primer pair comprising an adapter sequence and deoxyuridine to the double-stranded DNA fragment to be analyzed; First amplifying the DNA fragment to generate an amplification product and a deoxyuridine dimer of each DNA fragment; And by providing a uracil-DNA glycosylation (UGD) and a second primer pair to the product for secondary amplification, thereby generating an amplification product from which the deoxyuridine dimer is removed, for next-generation sequencing analysis Provides a library preparation method.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분석 대상 이중가닥 DNA 는 자연에서 유래하거나 합성된 것일 수 있다. 예를 들어, 자연에서 유래한 DNA는 세포 유래 DNA 또는 세포 유리(cell-free) DNA일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present application, the double-stranded DNA to be analyzed may be derived from nature or synthesized. For example, the DNA derived from nature may be cell-derived DNA or cell-free DNA, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분석 대상 이중가닥 DNA 는 자연에서 유래하거나 합성된 것일 수 있으며, 그 길이는 20 bp 내지 150 bp일 수 있다. 예를 들어, 상기 분석 대상 이중가닥 DNA 의 길이는 20 bp 내지 150 bp, 20 bp 내지 100 bp, 20 bp 내지 80 bp, 20 bp 내지 60 bp, 60 bp 내지 150 bp, 60 bp 내지 100 bp, 또는 60 bp 내지 80 bp일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present application, the double-stranded DNA to be analyzed may be derived from nature or synthesized, and the length may be 20 bp to 150 bp. For example, the length of the double-stranded DNA to be analyzed is 20 bp to 150 bp, 20 bp to 100 bp, 20 bp to 80 bp, 20 bp to 60 bp, 60 bp to 150 bp, 60 bp to 100 bp, or It may be 60 bp to 80 bp, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분석 대상 이중가닥 DNA 단편의 양 말단에 어댑터 서열을 연결하는 것은 PCR 어셈블을 이용하는 방법을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present application, connecting adapter sequences to both ends of the double-stranded DNA fragment to be analyzed may include a method using a PCR assembly.

본원의 일 구현예에 있어서, 우라실-DNA 글리코실레이즈 (UDG)는 디옥시우리딘을 선택적으로 제거하는 효소로서, 상기 효소에 의해 과량 증폭된 디옥시우리딘 다이머가 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 우라실-DNA 글리코실레이즈는 1 차 증폭산물 및 부산물에 포함되는 모든 디옥시우리딘을 제거하는 것으로서, 구체적으로는 상기 디옥시우리딘 다이머를 5 bp 내지 10 bp의 길이로 조각내어 제거하는 것일 수 있다. In one embodiment of the present application, uracil-DNA glycosylation (UDG) is an enzyme that selectively removes deoxyuridine, and deoxyuridine dimers that are excessively amplified by the enzyme may be removed. For example, the uracil-DNA glycosylate removes all deoxyuridines contained in the primary amplification products and by-products, and specifically, the deoxyuridine dimer is fragmented into a length of 5 bp to 10 bp. It may be to take out and remove.

도 1 및 도 2를 통해, 본원의 라이브러리 제조 방법을 설명할 수 있다. 먼저, 분석 대상 이중가닥 DNA 단편에 디옥시우리딘을 포함하는 어댑터 서열 및 디옥시우리딘을 포함하는 1 차 프라이머 쌍을 제공한다. 상기 1 차 프라이머 쌍은 정방향 프라이머 및 역방향 프라이머를 포함하며, 상기 프라이머 각각은 상기 어댑터에 상보적인 뉴클레오타이드 서열을 가지며, 2 개의 디옥시우리딘을 포함하는 절반 서열 길이의 어댑터 상보서열, 상기 각 DNA 단편에 대해 고유한 뉴클레오타이드 서열을 갖는 특정 영역 결합 서열, 및 디옥시우리딘을 포함할 수 있다.1 and 2, a method of preparing a library of the present application may be described. First, an adapter sequence containing deoxyuridine and a primary primer pair containing deoxyuridine are provided in the double-stranded DNA fragment to be analyzed. The primary primer pair includes a forward primer and a reverse primer, each of the primers having a nucleotide sequence complementary to the adapter, and a half sequence length adapter complementary sequence including two deoxyuridines, each of the DNA fragments It may include a specific region binding sequence, and deoxyuridine, which have a nucleotide sequence that is unique to.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 1 차 프라이머 쌍에 포함되는 프라이머들 각각은, 상기 어댑터에 상보적인 뉴클레오티드 서열을 가지며 디옥시우리딘을 포함하는 어댑터 상보 서열, 및 상기 각 DNA 단편에 대해 고유한 뉴클레오타이드 서열을 갖는 특정 영역 결합 서열을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present application, each of the primers included in the first primer pair has a nucleotide sequence complementary to the adapter and an adapter complementary sequence comprising deoxyuridine, and is unique for each DNA fragment. It may include a specific region binding sequence having a nucleotide sequence.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 1 차 프라이머 쌍에서 상기 특정 영역 결합 서열은 타겟하는 영역에 따라 서열이 지정되는 것으로, 특정한 서열이 존재하지 않는다. In one embodiment of the present application, in the first primer pair, the specific region binding sequence is assigned a sequence according to a target region, and a specific sequence does not exist.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 특정 영역 결합 서열은 타겟 영역과 결합하는 부분으로, 상기 특정 영역 결합 서열이 타겟하는 영역과 특유적으로 결합하여 특정 영역만 증폭시키는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 영역 결합 서열의 길이는 약 10 bp 내지 약 30 bp일 수 있으며, 바람직하게는 약 10 bp 내지 약 30 bp일 수 있다.In one embodiment of the present application, the specific region binding sequence is a portion that binds to a target region, and the specific region binding sequence specifically binds to a target region to amplify only a specific region. For example, the length of the specific region binding sequence may be about 10 bp to about 30 bp, and preferably about 10 bp to about 30 bp.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 1 차 프라이머 쌍의 타이민이 디옥시우리딘으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 분석대상 이중가닥 DNA 단편의 상보서열을 포함하는 1 차 프라이머쌍이 갖는 약 3 개의 타이민 내지 서열에 존재하는 모든 타이민이 디옥시우리딘으로 변경되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present application, thymine of the first primer pair may be changed to dioxyuridine. For example, about 3 thymines of the first primer pair including the complementary sequence of the double-stranded DNA fragment to be analyzed or all thymines present in the sequence may be changed to deoxyuridine, but is not limited thereto. I can.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 디옥시우리딘으로 변경되는 위치는 상기 1 차 프라이머 쌍 마다 다를 수 있다. 예를 들어, 약 10 개의 서열마다 한번씩 디옥시우리딘이 존재하도록 상기 1 차 프라이머 쌍이 제조되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 약 5 개, 약 10 개, 또는 약 15 개의 서열마다 디옥시우리딘이 존재하도록 상기 1 차 프라이머 쌍이 제조되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present application, the position changed to the deoxyuridine may be different for each of the primary primer pairs. For example, the first primer pair may be prepared such that deoxyuridine is present once every about 10 sequences, and preferably, deoxyuridine is present every about 5, about 10, or about 15 sequences. The primary primer pair may be prepared to exist, but may not be limited thereto.

그 다음으로, 상기 DNA 단편을 1 차 증폭하여 디옥시우리딘을 포함하는 1 차 증폭산물, 및 부산물인 디옥시우리딘을 포함하는 1 차 증폭 생성물을 생성한다. 상기 1 차 증폭을 통해, 상기 디옥시우리딘 외에 부산물인 디옥시우리딘 다이머가 과량 생산될 수 있다.Next, the DNA fragment is first amplified to produce a first amplification product containing deoxyuridine and a first amplification product containing deoxyuridine as a by-product. Through the first amplification, in addition to the deoxyuridine, deoxyuridine dimer, which is a by-product, may be produced in excess.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 1 차 프라이머 쌍을 이용한 증폭 생성물은 상기 DNA 단편의 양쪽 인접 영역 (flanking region)에 각각 어댑터 상보 서열 및 특정 영역 결합 서열을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present application, the amplification product using the first primer pair may include an adapter complementary sequence and a specific region binding sequence, respectively, in both flanking regions of the DNA fragment.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 2 차 증폭에서 사용되는 2 차 프라이머쌍은 디옥시우리딘을 포함하지 않는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 우라실-DNA 글리코실레이즈를 통해 상기 1 차 증폭에서 과량 생산된 디옥시우리딘 다이머를 5 bp 내지 10 bp 이내의 길이로 조각내어 제거하였으므로, 2 차 증폭은 상기 우라실-DNA 글리코실레이즈가 영향을 받지 않도록, 디옥시우리딘이 존재하지 않는 2 차 프라이머쌍을 이용하여 진행되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present application, the secondary primer pair used in the secondary amplification may not include dioxyuridine. For example, the uracil-DNA glycosylase was used to remove the deoxyuridine dimer, which was excessively produced in the first amplification, to a length within 5 bp to 10 bp, so that the second amplification was performed by the uracil-DNA glycosylation. In order to prevent silase from being affected, it may be performed using a secondary primer pair in which deoxyuridine does not exist.

다음으로, 상기 1 차 증폭 생성물에 우라실-DNA 글리코실레이즈 및 2 차 공통 프라이머 쌍을 제공한다. 상기 2 차 공통 프라이머 쌍은 디옥시우리딘을 포함하지 않으며, 정방향 프라이머 및 역방향 프라이머를 포함하고, 상기 프라이머 각각은 상기 어댑터에 상보적인 뉴클레오타이드 서열을 가지는, 온전한 서열 길이의 어댑터 상보 서열, 및 상기 각 DNA 단편마다 동일한 뉴클레오타이드 서열을 갖는 샘플 고유 서열을 포함한다.Next, uracil-DNA glycosylation and a second common primer pair are provided to the first amplification product. The second common primer pair does not contain deoxyuridine, contains a forward primer and a reverse primer, each of the primers having a nucleotide sequence complementary to the adapter, an adapter complementary sequence of intact sequence length, and each of the Each DNA fragment contains sample-specific sequences having the same nucleotide sequence.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 2 차 프라이머 쌍에 포함되는 상기 프라이머들 각각은, 상기 어댑터에 상보적인 뉴클레오티드 서열을 갖는 어댑터 상보 서열, 및 각 DNA 단편마다 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖는 샘플 고유 서열을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present application, each of the primers included in the secondary primer pair includes an adapter complementary sequence having a nucleotide sequence complementary to the adapter, and a sample unique sequence having the same nucleotide sequence for each DNA fragment. It can be.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 2 차 증폭에서, 상기 우라실-DNA 글리코실레이즈에 의해 상기 디옥시우리딘을 포함하는 1 차 프라이머 쌍의 디옥시우리딘이 제거되므로, 상기 1 차 프라이머 쌍의 길이가 짧아져 상기 2 차 증폭에서는 동작하지 않는 것일 수 있다. 따라서, 본원의 일 구현예에 따르면, 상기 1 차 증폭 후 반드시 수행되어야 했던 워시 스텝을 수행하지 않고 바로 2 차 증폭을 수행할 수 있으므로, 라이브러리 제조 공정을 단순화하여 상기 제조 공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.In one embodiment of the present application, in the second amplification, since deoxyuridine of the first primer pair including the deoxyuridine is removed by the uracil-DNA glycosylation, the first primer pair Since the length is shortened, the second amplification may not operate. Therefore, according to one embodiment of the present application, since the second amplification can be performed immediately without performing the wash step that must be performed after the first amplification, the library manufacturing process is simplified and the time required for the manufacturing process is shortened. can do.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 우라실-DNA 글리코실레이즈에 의해 1 차 증폭 후 수행되어야 했던 워시 스텝을 제거할 수 있으므로, 워시 스텝에 의해 발생하는 증폭산물의 손실 위험성을 감소시킬 수 있고, 샘플 수에 관계없이 실험에 소모되는 시간을 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 공정을 단순화할 수 있다. In one embodiment of the present application, since the wash step that had to be performed after the first amplification by the uracil-DNA glycosylation can be removed, the risk of loss of the amplification product generated by the wash step can be reduced, and the sample Regardless of the number, the time spent on experiments can be effectively reduced, and the process can be simplified.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 1 차 증폭 반응 및 상기 2 차 증폭 반응은 개별적으로 수행되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present application, the first amplification reaction and the second amplification reaction may be performed separately.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 1 차 증폭 반응은 상기 1 차 프라이머 쌍을 이용하는 PCR 반응일 수 있다. 예를 들어, 상기 증폭 반응의 사이클은 1 회 내지 50 회, 1 회 내지 30 회, 1 회 내지 20 회, 1 회 내지 16 회, 1 회 내지 12 회, 1 회 내지 10 회, 1 회 내지 4 회, 4 회 내지 50 회, 4 회 내지 30 회, 4 회 내지 20 회, 4 회 내지 16 회, 4 회 내지 12 회, 4 회 내지 10 회, 10 회 내지 50 회, 10 회 내지 30 회, 10 회 내지 20 회, 10 회 내지 16 회, 10 회 내지 12 회, 12 회 내지 20 회, 12 회 내지 16 회, 또는 16 회 내지 20 회일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present application, the first amplification reaction may be a PCR reaction using the first primer pair. For example, the cycle of the amplification reaction is 1 to 50 times, 1 to 30 times, 1 to 20 times, 1 to 16 times, 1 to 12 times, 1 to 10 times, 1 to 4 Times, 4 to 50 times, 4 to 30 times, 4 to 20 times, 4 to 16 times, 4 to 12 times, 4 to 10 times, 10 to 50 times, 10 to 30 times, It may be 10 to 20 times, 10 to 16 times, 10 to 12 times, 12 to 20 times, 12 to 16 times, or 16 to 20 times, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 2 차 증폭 반응은 상기 2 차 프라이머 쌍을 이용하는 PCR 반응일 수 있다. 예를 들어, 상기 증폭 반응의 사이클은 1 회 내지 50 회, 1 회 내지 30 회, 1 회 내지 20 회, 1 회 내지 16 회, 1 회 내지 12 회, 1 회 내지 10 회, 1 회 내지 4 회, 4 회 내지 50 회, 4 회 내지 30 회, 4 회 내지 20 회, 4 회 내지 16 회, 4 회 내지 12 회, 4 회 내지 10 회, 10 회 내지 50 회, 10 회 내지 30 회, 10 회 내지 20 회, 10 회 내지 16 회, 10 회 내지 12 회, 12 회 내지 20 회, 12 회 내지 16 회, 또는 16 회 내지 20 회일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present application, the secondary amplification reaction may be a PCR reaction using the secondary primer pair. For example, the cycle of the amplification reaction is 1 to 50 times, 1 to 30 times, 1 to 20 times, 1 to 16 times, 1 to 12 times, 1 to 10 times, 1 to 4 Times, 4 to 50 times, 4 to 30 times, 4 to 20 times, 4 to 16 times, 4 to 12 times, 4 to 10 times, 10 to 50 times, 10 to 30 times, It may be 10 to 20 times, 10 to 16 times, 10 to 12 times, 12 to 20 times, 12 to 16 times, or 16 to 20 times, but may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 특정 영역 결합 서열은 10 개 내지 20 개의 뉴클레오타이드로 이루어진 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 영역 결합 서열은 10 개 내지 20 개, 10 개 내지 16 개, 10 개 내지 12 개, 12 개 내지 20 개, 12 개 내지 16 개 또는 16 개 내지 20 개의 뉴클레오타이드로 이루어진 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present application, the specific region binding sequence may be composed of 10 to 20 nucleotides, but may not be limited thereto. For example, the specific region binding sequence may be composed of 10 to 20, 10 to 16, 10 to 12, 12 to 20, 12 to 16 or 16 to 20 nucleotides. However, it may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 1 차 프라이머 쌍 및 상기 2 차 프라이머 쌍의 농도는 각각 같거나 상이할 수 있다. In one embodiment of the present application, the concentrations of the first primer pair and the second primer pair may be the same or different, respectively.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 1 차 프라이머 쌍 및 상기 2 차 프라이머 쌍의 농도가 각각 1 pmole 미만일 경우 PCR이 정상적으로 진행되지 않을 수 있으며, 농도가 각각 30 pmole을 초과할 경우 디옥시우리딘 다이머가 너무 과량으로 형성되어 PCR 수행에 어려움을 겪을 수 있으므로, 상기 1 차 프라이머 쌍 및 상기 2 차 프라이머 쌍의 농도는 각각 약 1 pmole 내지 약 30 pmole일 수 있다. 예를 들어, 상기1 차 프라이머 쌍 및 상기 2 차 프라이머 쌍의 농도는 각각 약 1 pmole 내지 약 30 pmole, 약 1 pmole 내지 약 20 pmole, 약 1 pmole 내지 약 10 pmole, 약 10 pmole 내지 약 30 pmole, 약 10 pmole 내지 약 20 pmole, 약 20 pmole 내지 약 30 pmole, 또는 약 10 pmole 내지 약 18 pmole일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the present application, when the concentrations of the first primer pair and the second primer pair are each less than 1 pmole, PCR may not proceed normally, and when the concentration exceeds 30 pmole, respectively, deoxyuridine dimer Is formed in an excessive amount so that it may be difficult to perform PCR, the concentration of the first primer pair and the second primer pair may be about 1 pmole to about 30 pmole, respectively. For example, the concentration of the first primer pair and the second primer pair is about 1 pmole to about 30 pmole, about 1 pmole to about 20 pmole, about 1 pmole to about 10 pmole, about 10 pmole to about 30 pmole, respectively. , About 10 pmole to about 20 pmole, about 20 pmole to about 30 pmole, or about 10 pmole to about 18 pmole, but may not be limited thereto.

본원의 제 2 측면은, 본원의 제 1 측면에 따른 방법에 의해 제조된 라이브러리에 대해 차세대 염기서열 분석을 수행하는 것; 상기 차세대 염기서열 분석의 생성물 중 어댑터 상보 서열을 제거하는 것; 및 상기 어댑터 상보 서열이 제거된 나머지 생성물에 대해 서열 분석을 수행하는 것을 포함하는, 차세대 염기서열 분석을 이용한 DNA 서열 분석 방법을 제공한다.The second aspect of the present application is to perform a next-generation sequencing analysis on the library prepared by the method according to the first aspect of the present application; Removing the adapter complementary sequence from the product of the next-generation sequencing; And it provides a DNA sequence analysis method using next-generation sequencing analysis comprising performing sequence analysis on the remaining products from which the adapter complementary sequence has been removed.

본원의 제 2 측면에 따른 분석 방법에 대하여, 본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 본원의 제 1 측면에 기재된 내용은 본원의 제 2 측면에 동일하게 적용될 수 있다.With respect to the analysis method according to the second aspect of the present application, detailed descriptions of parts that overlap with the first aspect of the present application have been omitted, but even if the description is omitted, the content described in the first aspect of the present application refers to the second aspect of the present application. The same can be applied.

도 3 및 도 4를 통해, DNA 서열 분석 방법을 설명할 수 있다. 먼저, 상기 라이브러리 제조 방법에 의해 제조된 라이브러리에 대해 차세대 염기서열 분석을 수행한다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 차세대 염기서열 분석은 합성에 의한 시퀀싱, 이온 토렌트 시퀀싱, 파이로시퀀싱, 라이게이션에 의한 시퀀싱, 나노포어 시퀀싱, 단일-분자 실시간 시퀀싱, 및 이들의 조합으로부터 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다. 차세대 염기서열 분석 후, FASTQ Filtration 과정에서 상기 차세대 염기서열 분석에 의해 생성된 데이터 파일 중 어댑터 상보 서열을 제거한다.3 and 4, the DNA sequence analysis method can be described. First, next-generation sequencing is performed on the library prepared by the library preparation method. In one embodiment of the present application, the next-generation sequencing is a group consisting of sequencing by synthesis, ion torrent sequencing, pyrosequencing, sequencing by ligation, nanopore sequencing, single-molecule real-time sequencing, and combinations thereof It may be selected from. After next-generation sequencing, the adapter complementary sequence is removed from the data file generated by the next-generation sequencing in the FASTQ Filtration process.

그 후, 상기 어댑터 서열이 제거된 서열을 레퍼런스 서열에 정렬한다. 상기 레퍼런스 서열은 당해 분야에서 이용 가능한 서열 데이터베이스에 저장되어 있는 서열 정보일 수 있다. 상기 리드의 정렬은 당해 분야에 알려진 서열 얼라인먼트(alignment) 도구 또는 리드 정렬을 위해 개발된 도구를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 서열 얼라인먼트 도구는 예를 들면, BWA, BarraCUDA, BBMap, BLASTN, Bowtie, NextGENe, 또는 UGENE일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. Thereafter, the sequence from which the adapter sequence has been removed is aligned with the reference sequence. The reference sequence may be sequence information stored in a sequence database available in the art. The alignment of the reads may be performed using a sequence alignment tool known in the art or a tool developed for alignment of the reads. The sequence alignment tool may be, for example, BWA, BarraCUDA, BBMap, BLASTN, Bowtie, NextGENe, or UGENE, but may not be limited thereto.

정렬 후, 각 DNA 서열에 존재하는 변이의 종류 및 비율을 확인하는 작업인 염기서열 변이정보 추출(variant calling)을 수행한다. 핵산 서열을 분석하고자 하는 목적에 따라, 필요한 변이의 종류 및 비율을 사용하여 결과를 도출할 수 있다.After alignment, nucleotide sequence mutation information extraction (variant calling), which is a task of confirming the type and ratio of mutations present in each DNA sequence, is performed. Depending on the purpose to analyze the nucleic acid sequence, the result can be derived using the type and ratio of the required mutation.

이하, 본원의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것 일뿐, 본원의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples of the present application, but the following examples are merely illustrative to aid understanding of the present application, and the contents of the present application are not limited to the following examples.

[실시예][Example]

라이브러리 제작Library creation

본 실시예에서, 분석 대상 DNA는 Genomic DNA (Qiagen사의 QIAamp DNA Mini and QIAamp DNA Blood Mini Kit 사용), 세포-유리 DNA (cell-free DNA, Qiagen 사의 QIAamp Circulating Nucleic Acid Kit 사용) 등 유사 샘플을 최소 10 ng을 사용하여 실험을 진행하였다.In this example, the DNA to be analyzed is a minimum of similar samples such as Genomic DNA (using Qiagen's QIAamp DNA Mini and QIAamp DNA Blood Mini Kit), cell-free DNA (cell-free DNA, using Qiagen's QIAamp Circulating Nucleic Acid Kit). Experiments were conducted using 10 ng.

앰플리콘 라이브러리 제작은 총 2 번의 PCR을 통해 제작되었다. 각 PCR마다 한 쌍의 프라이머 (정방향 프라이머 및 역방향 프라이머)를 통해 DNA 서열 양 말단에 NGS 장비에서 flowcell의 프라이머와 결합하는 어댑터 (adaptor)와 시퀸싱을 위한 샘플 고유 서열을 부착시켜 증폭하였다.The amplicon library was constructed through a total of 2 PCRs. Each PCR was amplified by attaching a sample unique sequence for sequencing and an adapter that binds to the primer of the flowcell in the NGS equipment at both ends of the DNA sequence through a pair of primers (forward primer and reverse primer).

먼저, 타겟 영역의 특정 영역 결합 서열이 포함된 1 차 PCR 프라이머 혼합물을 사용하여 1 차 PCR을 진행하였다. 상기 1 차 PCR 반응 혼합 용액은 총 20 uL였으며, premix 2X, DNA (10 ng), 1 차 프라이머 혼합물 (총 16 pmole)을 섞어 1 차 증폭을 진행하였다. 상기 1 차 프라이머는 절반 서열의 어댑터 (어댑터 상보 서열)와 특정 영역 결합 서열을 보유하며, 프라이머 내에 디옥시우리딘이 포함되어 있다. 본 실시예에서 사용된 상기 1 차 PCR 정방향 프라이머의 서열 (서열번호: 1) 및 역방향 프라이머의 서열 (서열번호: 2)은 하기 표 1에 나타내었다.First, a first PCR was performed using a first PCR primer mixture containing a specific region binding sequence of the target region. The first PCR reaction mixture solution was a total of 20 uL, and premix 2X, DNA (10 ng), and the first primer mixture (total 16 pmole) were mixed to perform the first amplification. The primary primer has a half-sequence adapter (adapter complementary sequence) and a specific region binding sequence, and deoxyuridine is included in the primer. The sequence of the primary PCR forward primer (SEQ ID NO: 1) and the sequence of the reverse primer (SEQ ID NO: 2) used in this Example are shown in Table 1 below.

방향direction 프라이머primer 서열(5'->3Sequence (5'->3 ')') 정방향Forward direction CACGACGCUCTTCCGATCUNNNNNNNNNUNNNNNNNNNNCACGACGCUCTTCCGATCUNNNNNNNNNUNNNNNNNNNN 역방향Reverse GACGTGTGCUCTTCCGATCUNNNNNNNNNUNNNNNNNNNNGACGTGTGCUCTTCCGATCUNNNNNNNNNUNNNNNNNNNN

상기 1 차 PCR 프라이머의 특정 영역 결합 서열은 타겟하는 영역에 따라 서열이 지정되므로, 특정한 서열이 없다.Since the specific region binding sequence of the primary PCR primer is assigned a sequence according to the target region, there is no specific sequence.

특정 영역 결합 서열의 길이는 평균적으로 20 bp 정도 되며, 짧게는 15 bp에서 길게는 30 bp까지 가능하였다. 1 차 PCR 프라이머에는 타이민(T) 대신 디옥시우리딘(dU)으로 변경되며 적게는 3 개, 많게는 서열에 존재하는 모든 타이민이 디옥시우리딘으로 변경된다. 상기 디옥시우리딘으로 변경되는 위치는 1 차 프라이머마다 다르나, 평균적으로 10 개의 서열마다 한 번씩 디옥시우리딘이 존재하게 프라이머를 제작하며, 서열에 따라 짧게는 5 개에서 15 개의 서열마다 디옥시우리딘이 존재하게 제작하였다.The length of the specific region binding sequence is about 20 bp on average, and from 15 bp to 30 bp as long as possible. In the primary PCR primer, deoxyuridine (dU) is replaced with thymine (T), and as few as 3, all thymines present in the sequence are changed to deoxyuridine. The position to be changed to the deoxyuridine is different for each primary primer, but on average, a primer is prepared so that deoxyuridine is present once every 10 sequences, depending on the sequence, as short as every 5 to 15 sequences. Uridine was made to exist.

상기 1 차 증폭에서, PCR 반응 조건은 95℃에서 1 분, 60℃에서 2 분, 72℃에서 30 초의 고정을 1회로 하여, 총 20 회를 수행하였다. 예비 변성과 최종 신장은 각각 95℃에서 10 분, 72℃에서 10 분으로 진행하였다. 상기 1 차 프라이머 혼합물은 최소 한 쌍(정방향 및 역방향 프라이머)에서, 최대 84 개 쌍(정방향 및 역방향 프라이머)의 1 차 PCR 프라이머로 구성되어 있으며, 본 실시예에서는 SNP (single nucleotide polymorphism) 위치에 대해 39 개 쌍으로 구성되었다. 상기 프라이머 개수에 상관없이, 최종 프라이머 양은 16 pmole이며, 최종 농도는 0.8 μM(16 pmole/20 μL)이었다.In the first amplification, PCR reaction conditions were 1 minute at 95°C, 2 minutes at 60°C, and 30 seconds at 72°C, and a total of 20 times were performed. Preliminary denaturation and final elongation were performed at 95°C for 10 minutes and 72°C for 10 minutes, respectively. The primary primer mixture consists of at least one pair (forward and reverse primers), and at most 84 pairs (forward and reverse primers) of primary PCR primers, and in this example, for a single nucleotide polymorphism (SNP) position It consists of 39 pairs. Regardless of the number of primers, the final primer amount was 16 pmole, and the final concentration was 0.8 μM (16 pmole/20 μL).

그 후, 1 차 PCR 생성물에 Illumina 어댑터를 포함하며, 디옥시우리딘을 포함하지 않는 2 차 프라이머, 및 우라실-DNA 글리코실레이즈 (UDG)를 넣어 2 차 증폭 반응을 진행하였다. 상기 2 차 증폭 반응의 2 차 PCR 반응 혼합 용액은 총 21.5 uL이었다. 상기 1 차 PCR 생성물, 2 차 프라이머 (10 pmole), 및 UDG (1 unit)를 섞어 2 차 PCR을 진행하였다. 상기 2 차 프라이머는 온전한 어댑터 서열 (어댑터 상보 서열 포함, 도 2의 p5 서열 및 p7 서열) 및 샘플 고유 서열이 포함되어 있다. 본 실시예에서 사용된 상기 2 차 PCR 정방향 프라이머의 서열 (서열번호: 3) 및 역방향 프라이머의 서열 (서열번호: 4)은 하기 표 2에 나타내었다.After that, a second amplification reaction was performed by adding a second primer containing an Illumina adapter and not containing deoxyuridine, and uracil-DNA glycosylation (UDG) to the first PCR product. The mixed solution of the second PCR reaction of the second amplification reaction was 21.5 uL in total. The first PCR product, the second primer (10 pmole), and UDG (1 unit) were mixed to perform the second PCR. The secondary primer contains the intact adapter sequence (including the adapter complementary sequence, p5 sequence and p7 sequence in Fig. 2) and sample-specific sequences. The sequence of the secondary PCR forward primer (SEQ ID NO: 3) and the reverse primer sequence (SEQ ID NO: 4) used in this example are shown in Table 2 below.

방향direction 프라이머primer 서열(5'->3Sequence (5'->3 ')') 정방향Forward direction AATGATACGGCGACCACCGAGATCTACACTATAGCCTACACTCTTTCCCTACACGACGCTCTTCCGATCAATGATACGGCGACCACCGAGATCTACACTATAGCCTACACTCTTTCCCTACACGACGCTCTTCCGATC 역방향Reverse CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATCGAGTAATGTGACTGGAGTTCAGACGTGTGCTCTTCCGATCTCAAGCAGAAGACGGCATACGAGATCGAGTAATGTGACTGGAGTTCAGACGTGTGCTCTTCCGATCT

상기 2 차 증폭의 PCR 반응 조건은 95℃에서 1 분, 65℃에서 1 분, 72℃에서 1 분의 고정을 1 회로 하여, 총 15 회를 수행하였다. 예비 변성과 최종 신장은 각각 95℃에서 10 분, 72℃에서 10 분으로 진행하였다. The PCR reaction conditions for the secondary amplification were 1 minute at 95°C, 1 minute at 65°C, and 1 minute at 72°C, and a total of 15 times were performed. Preliminary denaturation and final elongation were performed at 95°C for 10 minutes and 72°C for 10 minutes, respectively.

마지막으로, 2 차 PCR 생성물을 정제 후 TapeStation 4200을 이용하여 평균 약 220 bp 크기의 DNA 라이브러리가 획득된 것을 확인하였다.Finally, after purification of the secondary PCR product, it was confirmed that a DNA library having an average size of about 220 bp was obtained using TapeStation 4200.

핵산 서열 분석Nucleic acid sequence analysis

상기 앰플리콘-기반 타겟 캡쳐 방법 (amplicon-based target capture method)에 따른 PCR의 최종 산물을 Illumina사의 MiSeq 장비를 이용하여 시퀀싱 진행 후, 염기서열 정보를 가지고 있는 원자료(raw data)인 FASTQ 데이터파일을 생성하였다. FASTQ 데이터파일은 상기 최종 산물에 포함된 모든 DNA 분자 서열 및 어댑터 서열 정보를 포함하였다. After sequencing the final product of PCR according to the amplicon-based target capture method using the Illumina MiSeq equipment, a FASTQ data file that is raw data with nucleotide sequence information Was created. The FASTQ data file included all the DNA molecule sequences and adapter sequence information included in the final product.

다음으로, 상기 FASTQ 에 존재하는 모든 서열 중, 어댑터 서열을 제거한 후 DNA 분자 서열들을 인간 표준 게놈 (Human Reference Genome)에 정렬하였다. 정렬 후 각 DNA 서열에 존재하는 변이의 종류 및 비율을 확인하는 작업인 염기서열 변이정보 추출(variant calling)을 수행하였다(도 3 및 도 4). 핵산 서열을 분석하고자 하는 목적에 따라, 필요한 변이의 종류 및 비율을 사용하여 결과를 도출하였다.Next, of all the sequences present in the FASTQ, after removing the adapter sequence, DNA molecular sequences were aligned to a human reference genome. After alignment, nucleotide sequence mutation information extraction (variant calling), which is an operation to check the type and ratio of mutations present in each DNA sequence, was performed (FIGS. 3 and 4). According to the purpose of analyzing the nucleic acid sequence, the result was derived using the type and ratio of the required mutation.

도 5는, 산물의 길이를 확인하기 위하여 프라이머를 한 쌍만 사용하였을 경우, 1 차 PCR 증폭 반응 후 산물의 길이를 분석하여 나타낸 그래프이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 1 차 PCR 산물 길이의 경우 평균적으로 120 bp이었다. 이것은 상기 정방향 프라이머 및 역방향 프라이머에 존재하는 절반 서열의 어댑터 서열 및 특정 영역 서열을 포함한 길이로서, 1 차 PCR 산물 길이는 최소 105 bp에서 최대 130 bp이다. 5 is a graph showing the length of the product after the first PCR amplification reaction when only one pair of primers is used to confirm the length of the product. As shown in FIG. 5, the average length of the first PCR product was 120 bp. This is the length including the adapter sequence and the specific region sequence of the half sequence present in the forward and reverse primers, and the length of the primary PCR product is at least 105 bp and at most 130 bp.

도 6은, 산물의 길이를 확인하기 위하여 프라이머를 한 쌍만 사용하였을 경우, 1 차 및 2 차 PCR 증폭 반응 후 최종 산물의 길이를 분석하여 나타낸 그래프이다. 2 차 PCR 최종 산물 길이의 경우 평균적으로 220 bp 이었다. 이것은 상기 정방향 프라이머 및 역방향 프라이머에 존재하는 온전한 어댑터 서열, 샘플 고유 서열 및 특정 영역 서열을 포함한 길이로서, 2 차 PCR 최종 산물 길이는 최소 205 bp에서 최대 230 bp이다.6 is a graph showing the analysis of the length of the final product after the first and second PCR amplification reactions when only one pair of primers is used to check the length of the product. In the case of the final product length of the second PCR, the average was 220 bp. This is the length including the intact adapter sequence, sample specific sequence and specific region sequence present in the forward and reverse primers, and the final product length of the secondary PCR is 205 bp and maximum 230 bp.

도 7 및 도 8은, 분석 대상 DNA샘플에 우라실-DNA 글리코실레이즈 처리를 한 경우(도 7), 및 우라실-DNA 글리코실레이즈 처리를 하지 않은 경우 (도 8)의 DNA 서열 분석 결과를 나타낸 그래프이다.7 and 8 show the DNA sequence analysis results in the case where the DNA sample to be analyzed was subjected to uracil-DNA glycosylation treatment (FIG. 7) and the case where the uracil-DNA glycosylation treatment was not performed (FIG. 8). It is a graph.

도 9 및 도 10은, 블랭크 DNA 샘플에 우라실-DNA 글리코실레이즈 처리를 한 경우 (도 9), 및 우라실-DNA 글리코실레이즈 처리를 하지 않은 경우 (도 10)의 DNA 서열 분석 결과를 나타낸 그래프이다.9 and 10 are graphs showing the results of DNA sequence analysis when a blank DNA sample was subjected to uracil-DNA glycosylation treatment (FIG. 9) and no uracil-DNA glycosylation treatment (FIG. 10). to be.

상기 도 7 및 도 9에서 나타낸 바와 같이, 디옥시우리딘 (dU)을 포함하는 프라이머를 사용한 후 UDG 처리를 한 경우(도 7)에만 true PCR 밴드(~ 220 bp)가 관찰되었으며, DNA를 넣지 않은 블랭크 샘플(도 9)에서는 다이머 밴드만 관찰된 것을 확인할 수 있다.As shown in FIGS. 7 and 9, a true PCR band (~ 220 bp) was observed only when UDG treatment was performed after using a primer containing deoxyuridine (dU) (FIG. 7), and DNA was not added. It can be seen that only the dimer band was observed in the blank sample (FIG. 9).

또한, 상기 도 8 및 도 10에서 나타낸 바와 같이, UDG 처리를 하지 않았을 경우에는, DNA 샘플을 첨가하여도 nonspecific PCR 다이머 밴드가 관찰된 것을 확인할 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 8 and 10, when the UDG treatment was not performed, it can be confirmed that a nonspecific PCR dimer band was observed even when a DNA sample was added.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present application is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present application pertains will be able to understand that it is possible to easily transform it into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present application.

<110> DXOME CO., LTD. <120> PREPARING METHOD OF LIBRARY FOR NEXT GENERATION SEQUENCING USING DEOXYURIDINE <130> DP20190080KR <160> 4 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial first PCR forward primer <400> 1 cacgacgcuc ttccgatcun nnnnnnnnun nnnnnnnnn 39 <210> 2 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial first PCR reverse primer <400> 2 gacgtgtgcu cttccgatcu nnnnnnnnnu nnnnnnnnnn 40 <210> 3 <211> 69 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial second PCR forward primer <400> 3 aatgatacgg cgaccaccga gatctacact atagcctaca ctctttccct acacgacgct 60 cttccgatc 69 <210> 4 <211> 66 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial second PCR reverse primer <400> 4 caagcagaag acggcatacg agatcgagta atgtgactgg agttcagacg tgtgctcttc 60 cgatct 66 <110> DXOME CO., LTD. <120> PREPARING METHOD OF LIBRARY FOR NEXT GENERATION SEQUENCING USING DEOXYURIDINE <130> DP20190080KR <160> 4 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial first PCR forward primer <400> 1 cacgacgcuc ttccgatcun nnnnnnnnun nnnnnnnnn 39 <210> 2 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial first PCR reverse primer <400> 2 gacgtgtgcu cttccgatcu nnnnnnnnnu nnnnnnnnnn 40 <210> 3 <211> 69 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial second PCR forward primer <400> 3 aatgatacgg cgaccaccga gatctacact atagcctaca ctctttccct acacgacgct 60 cttccgatc 69 <210> 4 <211> 66 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial second PCR reverse primer <400> 4 caagcagaag acggcatacg agatcgagta atgtgactgg agttcagacg tgtgctcttc 60 cgatct 66

Claims (11)

분석 대상 이중가닥 DNA 단편에 어댑터 서열 및 디옥시우리딘을 포함하는, 1 차 프라이머 쌍을 제공하는 것;
상기 DNA 단편을 1 차 증폭하여 각 DNA 단편의 증폭산물 및 디옥시우리딘 다이머를 생성하는 것; 및
상기 생성물에 우라실-DNA 글리코실레이즈 및 2 차 프라이머 쌍을 제공하여 2 차 증폭함으로써, 상기 디옥시우리딘 다이머가 제거된 증폭산물을 생성하는 것
을 포함하는, 차세대 염기서열 분석을 위한 라이브러리 제조 방법으로서,
상기 2 차 프라이머 쌍에 포함되는 상기 프라이머들 각각은, 디옥시우리딘을 포함하지 않는 것인, 차세대 염기서열 분석을 위한 라이브러리 제조 방법.
Providing a pair of primary primers comprising an adapter sequence and deoxyuridine to the double-stranded DNA fragment to be analyzed;
First amplifying the DNA fragment to generate an amplification product and a deoxyuridine dimer of each DNA fragment; And
Providing a uracil-DNA glycosylate and a second primer pair to the product for secondary amplification, thereby producing an amplification product from which the deoxyuridine dimer has been removed
As a method for preparing a library for next-generation sequencing, including,
Each of the primers included in the secondary primer pair does not contain deoxyuridine, a method for preparing a library for next-generation sequencing.
제 1 항에 있어서,
상기 어댑터 서열을 연결하는 것은 PCR 어셈블을 이용하는 방법 또는 라이게이션을 이용하는 방법을 포함하는 것인, 차세대 염기서열 분석을 위한 라이브러리 제조 방법.
The method of claim 1,
Linking the adapter sequence will include a method using a PCR assembly or a method using ligation, a method for preparing a library for next-generation sequencing.
제 1 항에 있어서,
상기 1 차 프라이머 쌍에 포함되는 프라이머들 각각은,
상기 어댑터에 상보적인 뉴클레오타이드 서열을 갖는 어댑터 상보 서열; 및
상기 각 DNA 단편에 대해 고유한 뉴클레오타이드 서열을 갖는 특정 영역 결합 서열을 포함하는 것인, 차세대 염기서열 분석을 위한 라이브러리 제조 방법.
The method of claim 1,
Each of the primers included in the primary primer pair,
An adapter complementary sequence having a nucleotide sequence complementary to the adapter; And
A method for preparing a library for next-generation sequencing analysis, comprising a specific region binding sequence having a unique nucleotide sequence for each of the DNA fragments.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 2 차 프라이머 쌍에 포함되는 상기 프라이머들 각각은,
상기 어댑터에 상보적인 뉴클레오타이드 서열을 갖는 어댑터 상보 서열; 및
상기 각 DNA 단편마다 동일한 뉴클레오타이드 서열을 갖는 샘플 고유 서열을 포함하는 것인, 차세대 염기서열 분석을 위한 라이브러리 제조 방법.
The method of claim 1,
Each of the primers included in the secondary primer pair,
An adapter complementary sequence having a nucleotide sequence complementary to the adapter; And
A method for preparing a library for next-generation sequencing analysis, comprising a sample unique sequence having the same nucleotide sequence for each of the DNA fragments.
제 1 항에 있어서,
상기 분석 대상 이중가닥 DNA 단편들의 길이는 20 bp 내지 150 bp인,
차세대 염기서열 분석을 위한 라이브러리 제조 방법.
The method of claim 1,
The length of the double-stranded DNA fragments to be analyzed is 20 bp to 150 bp,
Library preparation method for next-generation sequencing.
제 3 항에 있어서,
상기 특정 영역 결합 서열은 10 개 내지 30 개의 뉴클레오타이드로 이루어진 것인, 차세대 염기서열 분석을 위한 라이브러리 제조 방법.
The method of claim 3,
The specific region binding sequence is composed of 10 to 30 nucleotides, a method for preparing a library for next-generation sequencing.
제 1 항에 있어서,
상기 1 차 증폭 반응 및 상기 2 차 증폭 반응의 사이클은 각각 1 회 내지 20 회 동안 수행되는 것인, 차세대 염기서열 분석을 위한 라이브러리 제조 방법.
The method of claim 1,
The cycle of the first amplification reaction and the second amplification reaction are each performed for 1 to 20 times, a method for preparing a library for next-generation sequencing.
제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 라이브러리에 대해 차세대 염기서열 분석을 수행하는 것;
상기 차세대 염기서열 분석의 생성물 중 어댑터 상보 서열을 제거하는 것; 및
상기 어댑터 상보 서열이 제거된 나머지 생성물에 대해 서열 분석을 수행하는 것을 포함하는, 차세대 염기서열 분석을 이용한 DNA 서열 분석 방법.
Performing next-generation sequencing on the library prepared by the method according to any one of claims 1 to 3 and 5 to 8;
Removing the adapter complementary sequence from the product of the next-generation sequencing; And
DNA sequence analysis method using next-generation sequencing, comprising performing sequence analysis on the remaining products from which the adapter complementary sequence has been removed.
제 9 항에 있어서,
상기 차세대 염기서열 분석은 합성에 의한 시퀀싱, 이온 토렌트 시퀀싱, 파이로시퀀싱, 라이게이션에 의한 시퀀싱, 나노포어 시퀀싱, 단일-분자 실시간 시퀀싱, 및 이들의 조합으로부터 이루어진 군에서 선택되는 것인,
차세대 염기서열 분석을 이용한 DNA 서열 분석 방법.
The method of claim 9,
The next-generation sequencing is selected from the group consisting of sequencing by synthesis, ion torrent sequencing, pyrosequencing, sequencing by ligation, nanopore sequencing, single-molecule real-time sequencing, and combinations thereof,
DNA sequence analysis method using next-generation sequencing.
제 9 항에 있어서,
상기 서열 분석은 상기 어댑터 상보 서열이 제거된 나머지 생성물을 레퍼런스 서열에 정렬하는 것을 포함하는, 차세대 염기서열 분석을 이용한 DNA 서열 분석 방법.
The method of claim 9,
The sequence analysis comprises aligning the remaining products from which the adapter complementary sequence has been removed to a reference sequence. DNA sequence analysis method using next-generation sequencing.
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