KR102375106B1 - System for detecting nucleic acid - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표적 핵산을 단일화된 특정 서열을 갖는 유니버셜 코드로 변환하여 검출 및 증폭하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 무효소 반응으로 표적 핵산을 검출하거나 검출 신호를 증폭할 수 있으며, 다양한 표적 핵산을 미리 지정해둔 유니버셜 코드로 전환/단일화할 수 있으므로, 표적 핵산 각각에 대한 프로브를 매번 새로 디자인할 필요가 없어, 복잡한 구조의 검출 시스템에 유용하게 적용할 수 있다.The present invention relates to a method for detecting and amplifying a target nucleic acid by converting it into a universal code having a unified specific sequence. Since a nucleic acid can be converted/unified into a pre-designated universal code, it is not necessary to design a new probe for each target nucleic acid every time, which can be usefully applied to a detection system having a complex structure.

Description

핵산 검출 시스템{SYSTEM FOR DETECTING NUCLEIC ACID}Nucleic acid detection system {SYSTEM FOR DETECTING NUCLEIC ACID}

본 발명은 표적 핵산을 단일화된 유니버셜 코드로 변환하여 검출 및 증폭하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to detecting and amplifying a target nucleic acid by converting it into a unified universal code.

특정한 핵산(DNA 또는 RNA) 또는 단백질을 검출하는 방법은 과학연구 분야에서 기본적으로 중요한 기술이다. 특정한 핵산 또는 단백질을 검출하고 동정할 수 있게 됨으로써, 연구자들은 어떤 유전적, 생물학적 표지가 사람의 건강상태를 나타내는 지표가 되는지를 판정할 수 있게 되었다. 이러한 핵산과 단백질을 검출하는 방법을 이용하면 시료에 존재하는 병원체 유전자의 변형, 또는 특정 유전자의 발현 등을 발견할 수 있다. 이와 같은 분자 진단은 DNA 또는 RNA 등 질병의 근본을 진단하는 것으로 감염질환, 암진단, 유전질환 및 맞춤 진단 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 대표적인 분자진단 기술로는 단시간 내에 DNA를 증폭시키는 PCR 기술이 있다 (Saiki, R., et. al. Primer-directed enzymatic amplification of DNA with a thermostable DNA polymerase. Science 239, 487-91. 1998). 그러나, 일반적인 PCR 기술은 증폭된 DNA를 확 인하기 위해서 전기 영동 방법을 사용하여야 한다. 이러한 전기 영동을 수행하기 위해서는 아가로즈 젤 (Agarose gel)을 만들고 DNA를 EtBr 등으로 염색하여 확인해야 하는 번거로움이 있어왔다. 또한, 최근에 사용되고 있는 real-time PCR 방법은 형광을 사용하기 때문에 전기 영동이 불필요하나, 고가의 사용 기기와 고가의 형광시약을 사용해야 한다 (Higuchi, R., et. al., Kinetic PCR Analysis: Real-time Monitoring of DNA Amplification Reactions. Nature Biotechnology 11, 1026 - 1030, 1993)는 문제점이 있다. 최근에 현장 진단 개념의 PCR 제품인 Cepheid사의 GeneXprt system과 시약이 개발되어 판매되고 있으나, 장비와 시약이 매우 고가이므로 일반적인 검사에서 사용하는 데는 어려움이 있다 (Helb, D., et. al., Rapid Detection of Mycobacterium tuberculosis and Rifampin Resistance by Use of On-Demand, Near-Patient Technology. J. Clin. Microbiol. 48, 229-237, 2010). 다른 방법으로, PCR 후에 젤 전기 영동 대신에 멤브 레인을 사용하여 확인하는 핵산 측면 흐름 어세이 (Nucleic Acid Lateral Flow Assay)가 있다 (Aveyard, J., et. al., One step visual detection of PCR products with gold nanoparticles and a nucleic acid lateral flow (NALF) device. Chem. Commun., 41, 4251-4253, 2007). 그러나, 젤 전기 영동 기술에 비해 복잡하여 실험실에서 제조하여 사용하기는 불가능하며, 멤브 레인에 부착된 프로브의 시퀀스는 PCR 증폭 산물에 따라서 특이적으로 결합할 수 있도록 사용하여야 하는 기술의 한계 때문에 범용으로 사용하는 데는 한계점이 있다. 특히, 이와 같은 PCR 기반의 연기서열분석법은 특정 오류에 극히 취약하고 데이터 해석과정에서 문제가 생겨 자주 심각한 오진이 있어, 혈액 속 특정 핵산 바이오마커를 이와 상보적인 서열을 만났을 때 변화를 형광, 전위차, 색변화 등으로 표현하고자 하는 연구들이 진행되고 있으나, 하지만 이 연구들의 경우는 대부분 한 번에 하나의 바이오마커를 검출해 내기 때문에 다중의 바이오마커들이 관여하는 대부분의 질병들을 효과적으로 진단하는데 어려움이 있다.A method for detecting a specific nucleic acid (DNA or RNA) or protein is a fundamentally important technique in the field of scientific research. Being able to detect and identify specific nucleic acids or proteins allows researchers to determine which genetic or biological markers are indicative of a person's health status. By using such a method for detecting nucleic acids and proteins, it is possible to detect a modification of a pathogen gene or expression of a specific gene present in a sample. Such molecular diagnosis is used to diagnose the root of diseases such as DNA or RNA, and is used in various fields such as infectious diseases, cancer diagnosis, genetic diseases, and customized diagnosis. A representative molecular diagnostic technique includes a PCR technique that amplifies DNA within a short time (Saiki, R., et. al. Primer-directed enzymatic amplification of DNA with a thermostable DNA polymerase. Science 239, 487-91. 1998). However, the general PCR technique must use the electrophoresis method to confirm the amplified DNA. In order to perform such electrophoresis, there has been troublesome to make an agarose gel and to confirm the DNA by staining it with EtBr or the like. In addition, since the recently used real-time PCR method uses fluorescence, electrophoresis is unnecessary, but expensive equipment and expensive fluorescent reagents must be used (Higuchi, R., et. al., Kinetic PCR Analysis: Real-time Monitoring of DNA Amplification Reactions (Nature Biotechnology 11, 1026 - 1030, 1993) has a problem. Recently, Cepheid's GeneXprt system and reagents, a PCR product with a point-of-care concept, have been developed and sold, but since the equipment and reagents are very expensive, it is difficult to use them in general tests (Helb, D., et. al., Rapid Detection). of Mycobacterium tuberculosis and Rifampin Resistance by Use of On-Demand, Near-Patient Technology. J. Clin. Microbiol. 48, 229-237, 2010). Alternatively, there is the Nucleic Acid Lateral Flow Assay, which uses a membrane instead of gel electrophoresis after PCR to confirm (Aveyard, J., et. al., One step visual detection of PCR products). with gold nanoparticles and a nucleic acid lateral flow (NALF) device. Chem. Commun., 41, 4251-4253, 2007). However, compared to gel electrophoresis technology, it is difficult to manufacture and use in a laboratory because it is more complicated, and the probe sequence attached to the membrane is universally used because of the limitation of the technology that must be used to specifically bind according to the PCR amplification product. There are limitations to its use. In particular, this PCR-based smoke sequencing method is extremely vulnerable to specific errors and there are frequent serious misdiagnosis due to problems in the data interpretation process. Although studies are underway to express color change, etc., most of these studies detect only one biomarker at a time, so it is difficult to effectively diagnose most diseases involving multiple biomarkers.

한편, 대중적인 암 진단 기법으로는 분자 생물학적 진단, 초음파 진단, X-Ray, MRI, CT, PET, 뼈 스캔 등 다양한 방법이 존재한다. 대부분의 암 진단 기법은 최종적으로 육안을 통해 판단하므로 방사선 필름 또는 조직 판독 과정에 큰 오류가 생길 수 있다. 즉, 암의 크기에 따라 발견되지 못하거나 단순한 염증 등을 암으로 오인하여 진단할 수 있다. MRI나 PET 등의 몇몇 방법들은 긴 측정시간이 있어야 하는데 이때 환자의 움직임과 긴장이 진단의 정확성에 영향을 미친다는 단점이 존재한다. 또한, 환자에 대한 방사선 피폭의 위험성은 피해갈 수 없는 문제이다. 따라서 더욱 확실한 암 진단을 위하여 생체검사(biopsy)를 통해 종양 조직을 직접 채취해 검사를 진행하기도 하나, 이 경우에는 일부분의 암으로 의심되는 조직만을 검사하게 되므로 전체적인 암의 양상 및 유형을 파악할 수 없다. 종양을 채취하기 위해 바늘이나 수술 요법이 사용되는 것 또한 환자에게 큰 거부감을 줄 수 있고 환자의 상태에 따라 조직 생체검사 자체가 불가능한 경우도 존재한다. 전반적으로 암을 확진하기 위해 사용되는 기존의 방법들은 비싼 비용과 환자에게 불편을 주어 주기적으로 자주 검사하기에 적합한 방법이 아닌 실정이다. 현재는 액체 생체검사를 통해 환자의 혈액, 대소변, 침 등의 체액을 통해 그 안에 있는 바이오마커를 검출하여 암을 진단하고자 하는 시도들이 점차 이루어지고 있다. 이미 암 환자의 혈액 속에는 특정한 염기서열들이 환자가 아닌 자에 비교해 굉장히 많이 존재한다는 것이 다양한 연구들을 통해 밝혀지고 있으며 이는 바이오 빅데이터의 형태로 모든 자료가 저장되고 있다. 현재 연구되고 있는 유전자 바이오마커들은 miRNA와 같은 짧은 비특이적 코딩 RNA (Small non-coding RNA: sncRNA)들이 주목받고 있다. 최근 들어 RNA, DNA 들이 서로 작용하면서 세포의 분열, 성장, 사멸, 그리고 종양 진행에 큰 영향을 주는 것으로 알려졌다. 또한, sncRNA의 프로파일링이 유전자의 유전적 변이와의 상관관계에 관한 연구들도 진행되고 있으나, 서열분석에서 주목되는 다양한 짧은 서열들에 따른 각각의 프로브를 디자인해야 하는 문제점이 있어왔다. 아울러, 인체질환은 하나의 유전자 이상이라기보다 여러 유전자의 문제로 인해 발병되는 경우가 훨씬 많기 때문에 일회 검사에 여러 개의 유전자를 확인할 수 있다면 진단의 정확성과 유용성을 향상시킬 수 있다.Meanwhile, as a popular cancer diagnosis technique, various methods such as molecular biological diagnosis, ultrasound diagnosis, X-ray, MRI, CT, PET, and bone scan exist. Since most cancer diagnosis techniques are ultimately judged by the naked eye, a large error may occur in the radiographic film or tissue reading process. That is, depending on the size of the cancer, it may not be detected or a simple inflammation may be mistakenly diagnosed as cancer. Some methods such as MRI and PET require a long measurement time, but there is a disadvantage that the patient's movement and tension affect the accuracy of diagnosis. In addition, the risk of radiation exposure to the patient is an unavoidable problem. Therefore, for a more reliable cancer diagnosis, tumor tissue is directly collected and tested through biopsy. . The use of needles or surgical therapy to extract a tumor can also cause great objection to the patient, and there are cases where tissue biopsy itself is not possible depending on the patient's condition. In general, existing methods used to confirm cancer are expensive and inconvenient to patients, so they are not suitable for periodic and frequent examinations. Currently, attempts are gradually being made to diagnose cancer by detecting biomarkers therein through body fluids such as blood, feces, and saliva through a liquid biopsy. Various studies have already revealed that specific nucleotide sequences exist in large numbers in the blood of cancer patients compared to those who are not patients, and all data is stored in the form of bio-big data. As for the genetic biomarkers currently being studied, small non-coding RNAs (sncRNAs) such as miRNAs are attracting attention. Recently, it has been known that RNA and DNA interact with each other to greatly affect cell division, growth, death, and tumor progression. In addition, although studies on the correlation between sncRNA profiling and genetic variation of genes are being conducted, there has been a problem in that each probe needs to be designed according to various short sequences that are noticed in sequencing analysis. In addition, since human diseases are more often caused by problems with multiple genes rather than a single gene abnormality, the accuracy and usefulness of diagnosis can be improved if multiple genes can be identified in a single test.

본 배경기술 부분에 기재된 상기 정보는 오직 본 발명의 배경에 대한 이해를 향상시키기 위한 것이며, 이에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 있어 이미 알려진 선행기술을 형성하는 정보를 포함하지 않을 수 있다.The information described in the background section is only for improving the understanding of the background of the present invention, and it does not include information forming prior art known to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. it may not be

본 발명의 목적은 핵산 검출 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a nucleic acid detection system.

또한, 본 발명의 목적은 핵산 검출 신호 증폭 시스템을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a nucleic acid detection signal amplification system.

또한, 본 발명의 목적은 유니버셜 코드 전환 시스템을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a universal code conversion system.

또한, 본 발명의 목적은 핵산을 검출하거나 검출 신호를 증폭하는 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a method for detecting a nucleic acid or amplifying a detection signal.

아울러, 본 발명의 목적은 핵산 검출용 바이오센서를 제공하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention to provide a biosensor for detecting nucleic acids.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 제 1 핵산 S1, 제 2 핵산 O, 제 3 핵산 F1, 제 4 핵산 S2, 제 5 핵산 U 및 제 6 핵산 F2을 포함하는 핵산 검출 시스템을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a nucleic acid detection system comprising a first nucleic acid S1, a second nucleic acid O, a third nucleic acid F1, a fourth nucleic acid S2, a fifth nucleic acid U, and a sixth nucleic acid F2.

또한, 본 발명은 제 1 핵산 S1, 제 2 핵산 O, 제 3 핵산 F1, 제 4 핵산 S2, 제 5 핵산 U 및 제 6 핵산 F2을 포함하는 핵산 검출 신호 증폭 시스템을 제공한다.In addition, the present invention provides a nucleic acid detection signal amplification system comprising a first nucleic acid S1, a second nucleic acid O, a third nucleic acid F1, a fourth nucleic acid S2, a fifth nucleic acid U, and a sixth nucleic acid F2.

또한, 본 발명은 제 1 핵산 S1, 제 2 핵산 O, 제 3 핵산 F1, 제 4 핵산 S2, 제 5 핵산 U 및 제 6 핵산 F2을 포함하는 유니버셜 코드 전환 시스템을 제공한다.The present invention also provides a universal code conversion system comprising a first nucleic acid S1, a second nucleic acid O, a third nucleic acid F1, a fourth nucleic acid S2, a fifth nucleic acid U and a sixth nucleic acid F2.

또한, 본 발명은 토홀드 매개 가닥 변위 반응을 통해 핵산을 검출하거나 검출 신호를 증폭하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for detecting a nucleic acid or amplifying a detection signal through a toehold-mediated strand displacement reaction.

아울러, 본 발명은 제 3 핵산 F1 및 제 6 핵산 F2의 혼성화물, S1O 및 S2U을 포함하는 핵산 검출용 바이오센서를 제공한다.In addition, the present invention provides a biosensor for detecting nucleic acids comprising a hybrid of a third nucleic acid F1 and a sixth nucleic acid F2, S10 and S2U.

본 발명에 따르면, 무효소 반응으로 표적 핵산을 검출하거나 검출 신호를 증폭할 수 있으며, 다양한 표적 핵산을 미리 지정해둔 유니버셜 코드로 전환/단일화할 수 있으므로, 표적 핵산 각각에 대한 프로브를 매번 새로 디자인할 필요가 없어, 복잡한 구조의 검출 시스템에 유용하게 적용할 수 있다.According to the present invention, a target nucleic acid can be detected or a detection signal can be amplified by a null reaction, and various target nucleic acids can be converted/unified into a pre-specified universal code, so that a probe for each target nucleic acid can be newly designed every time. Since there is no need, it can be usefully applied to a detection system having a complex structure.

도 1은 본 발명의 시스템의 토홀드 매개 가닥 변위 반응을 통한 서열 변환 과정을 나타낸 모식도다:
Universal code: 제 5 핵산 U;
Substrate 1: 제 1 핵산 S1;
Output: 제 2 핵산 O;
miRNA: 표적 핵산 (T);
Fuel 1: 제 3 핵산 F1;
Substrate 2: 제 4 핵산 S2; 및
Fuel 2: 제 6 핵산 F2.
도 2는 본 발명의 시스템을 구성하는 각 단계에서 핵심 구성 물질의 열역학 에너지를 비교한 도이다.
도 3은 실험 조건에서 반응 온도와 반응 시간의 변화에 따른 본 발명의 시스템의 사이클 1에서의 반응 진행정도를 확인한 전기영동 결과이다.
도 4는 본 발명의 시스템을 구성하는 핵산들의 서열 최적화를 전기영동으로 확인한 도이다.
도 5는 본 발명의 시스템에서 표적 핵산의 유니버셜 코드 (U)로의 전환 과정에서 사이클 1 및 사이클 2의 각 단계 반응 진행을 전기 영동 방법으로 확인한 결과이다.
도 6은 표적 핵산의 농도에 따른 유니버셜 코드의 반응 진행을 확인한 결과이다.
도 7은 12 종의 miRNA의 유무에 따른 본 발명의 시스템의 증폭 및 검출 결과를 형광 동역학 분석을 통해 확인한 도이다. 도 7a는 특정 표적 miRNA(miR-21)에 대한 유니버셜 코드를 가지고 12종의 miRNA에 대한 형광 검출 결과를 확인한 도이다. 도 7b는 각각의 표적 miRNA를 본 발명의 시스템을 사용하여 유니버셜 코드로 전환하고, 각각의 표적 miRNA에 대한 형광 검출 결과를 확인한 도이다.
도 8은 12 종의 miRNA에 대한 본 발명의 시스템에서 사이클 1 부분의 반응 진행도에 관한 전기영동 결과를 나타낸 도이다.
도 9는 12 종의 miRNA에 대한 본 발명의 시스템에서 사이클 2 부분의 반응 진행도에 대한 전기영동 결과를 나타낸 도이다.
도 10은 본 발명의 핵산 검출 시스템을 그래핀 바이오 센서에 응용한 것을 나타낸다. 좌측은 실시예 5의 실험 개요를 나타낸 것이며, 우측은 측정한 형광 값을 나타낸 도이다.
도 11은 본 발명의 시스템을 구성하는 제 1 핵산 S1, 제 2 핵산 O, 제 3 핵산 F1, 제 4 핵산 S2, 제 5 핵산 U 및 제 6 핵산 F2의 서열 상보 관계를 나타낸 모식도이다:
*: 서열 상보적.
1 is a schematic diagram showing the sequence conversion process through the toehold-mediated strand displacement reaction of the system of the present invention:
Universal code: fifth nucleic acid U;
Substrate 1: first nucleic acid S1;
Output: second nucleic acid O;
miRNA: target nucleic acid (T);
Fuel 1: third nucleic acid F1;
Substrate 2: fourth nucleic acid S2; and
Fuel 2: Sixth Nucleic Acid F2.
2 is a diagram comparing the thermodynamic energies of the core constituent materials in each step constituting the system of the present invention.
3 is an electrophoresis result confirming the reaction progress in Cycle 1 of the system of the present invention according to changes in reaction temperature and reaction time under experimental conditions.
4 is a diagram confirming the sequence optimization of nucleic acids constituting the system of the present invention by electrophoresis.
5 is a result of confirming the reaction progress of each step of cycle 1 and cycle 2 by the electrophoresis method in the process of converting the target nucleic acid to the universal code (U) in the system of the present invention.
6 is a result confirming the reaction progress of the universal code according to the concentration of the target nucleic acid.
7 is a diagram confirming the results of amplification and detection of the system of the present invention according to the presence or absence of 12 miRNAs through fluorescence kinetic analysis. 7a is a diagram confirming the fluorescence detection results for 12 types of miRNAs with a universal code for a specific target miRNA (miR-21). 7B is a diagram illustrating the conversion of each target miRNA into a universal code using the system of the present invention, and confirming the result of fluorescence detection for each target miRNA.
8 is a diagram showing the electrophoresis results regarding the reaction progress of the cycle 1 part in the system of the present invention for 12 miRNAs.
9 is a diagram showing the electrophoresis results for the reaction progress of the cycle 2 part in the system of the present invention for 12 miRNAs.
10 shows the application of the nucleic acid detection system of the present invention to a graphene biosensor. The left side shows the experimental outline of Example 5, and the right side shows the measured fluorescence values.
11 is a schematic diagram showing the sequence complementarity of a first nucleic acid S1, a second nucleic acid O, a third nucleic acid F1, a fourth nucleic acid S2, a fifth nucleic acid U, and a sixth nucleic acid F2 constituting the system of the present invention:
*: sequence complementary.

이하, 본 발명의 구현예로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 구현예는 본 발명에 대한 예시로 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술하는 특허청구범위의 기재 및 그로부터 해석되는 균등 범주 내에서 다양한 변형 및 응용이 가능하다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of embodiments of the present invention. However, the following embodiments are presented as examples for the present invention, and the present invention is not limited thereto, and the present invention is capable of various modifications and applications within the scope of equivalents interpreted and interpreted from the following claims. .

달리 지시되지 않는 한, 핵산은 좌측에서 우측으로 5'→3' 배향으로 기록된다. 명세서 내에서 열거된 수치 범위는 범위를 정의하는 숫자를 포함하고, 정의된 범위 내의 각각의 정수 또는 임의의 비-정수 분획을 포함한다.Unless otherwise indicated, nucleic acids are written in a 5'→3' orientation from left to right. Numerical ranges recited within the specification are inclusive of the numbers defining the range, including each integer or any non-integer fraction within the defined range.

달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 분야의 당업자가 통상적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기술된 것들과 유사하거나 등가인 임의의 방법 및 재료가 본 발명을 테스트하기 위한 실행에서 사용될 수 있지만, 바람직한 재료 및 방법이 본원에서 기술된다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Although any methods and materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice to test the present invention, the preferred materials and methods are described herein.

일 측면에서, 본 발명은 1) 핵산 서열 A1, 핵산 서열 A2, 제 1 토홀드 서열 A3, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5는 전체로서 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 A1 및 핵산 서열 A2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 1 핵산 S1(Substrat 1); 2) 핵산 서열 A4에 상보적인 서열 및 제 1 토홀드 서열 A3과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 2 핵산 O(Output); 3) 핵산 서열 A4의 일부와 상보적인 서열, 제 1 토홀드 서열 A3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 A2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 3 핵산 F1(Fuel 1); 4) 핵산 서열 B1, 핵산 서열 B2, 제 3 토홀드 서열 B3, 핵산서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5는 전체로서 제 2 핵산 O의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 B1 및 핵산 서열 B2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 4 핵산 S2(Substrate 2); 5) 핵산 서열 B4에 상보적인 서열 및 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 5 핵산 U(Universal code); 및 6) 핵산 서열 B4의 일부와 상보적인 서열, 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 B2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 6 핵산 F2(Fuel 2)를 포함하는, 핵산 검출 시스템에 관한 것이다.In one aspect, the present invention provides a method comprising: 1) a nucleic acid sequence A1, a nucleic acid sequence A2, a first toehold sequence A3, a nucleic acid sequence A4, and a second toehold sequence A5, wherein the nucleic acid sequence A4 and a second toehold sequence A5 is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence of a target nucleic acid as a whole, wherein the nucleic acid sequence A1 and the nucleic acid sequence A2 are complementary to each other to form a hairpin structure, a first nucleic acid S1 (Substrat 1); 2) a second nucleic acid O (Output) sequentially comprising a sequence complementary to the nucleic acid sequence A4 and a sequence complementary to the first toehold sequence A3; 3) a third nucleic acid F1 (Fuel 1) sequentially comprising a sequence complementary to a part of the nucleic acid sequence A4, a sequence complementary to the first toehold sequence A3, and a sequence complementary to all or part of the nucleic acid sequence A2; 4) sequentially comprising a nucleic acid sequence B1, a nucleic acid sequence B2, a third toehold sequence B3, a nucleic acid sequence B4 and a fourth toehold sequence B5, wherein the nucleic acid sequence B4 and the fourth toehold sequence B5 as a whole are the second nucleic acid O a fourth nucleic acid S2 (Substrate 2), which is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence, wherein the nucleic acid sequence B1 and the nucleic acid sequence B2 are complementary to each other to form a hairpin structure; 5) a fifth nucleic acid U (Universal code) sequentially comprising a sequence complementary to the nucleic acid sequence B4 and a sequence complementary to the third toehold sequence B3; and 6) a sixth nucleic acid F2 (Fuel 2) sequentially comprising a sequence complementary to a part of the nucleic acid sequence B4, a sequence complementary to the third toehold sequence B3, and a sequence complementary to all or part of the nucleic acid sequence B2; It relates to a nucleic acid detection system comprising:

일 구현예에서, 본 발명의 시스템은 도 11에 나타낸 각 핵산 서열들의 서열 상보 관계와 같이, T(표적 핵산)의 서열에 따라 S1, F1, O 및 S2의 제 4 토홀드 서열 B5이 변경되나, U 및 F2의 서열은 기술자가 구성한대로 고정하여 변경없이 이용할 수 있어, 표적 핵산의 서열을 U 서열로 단일화할 수 있으므로, 복잡한 구조의 핵산 검출 구조체 (예컨대, 형광나노핵산구조체)의 서열 변경없이 다양한 표적 핵산을 검출할 수 있는 장점이 있다. In one embodiment, the system of the present invention changes the fourth toehold sequence B5 of S1, F1, O and S2 according to the sequence of T (target nucleic acid), such as the sequence complementarity relationship of each nucleic acid sequence shown in FIG. 11 The sequences of , U and F2 can be fixed and used without modification as constructed by a technician, so that the sequence of the target nucleic acid can be unified with the U sequence, without changing the sequence of the nucleic acid detection construct of a complex structure (eg, fluorescent nanonucleic acid structure) It has the advantage of being able to detect various target nucleic acids.

일 측면에서, 본 발명은 1) 핵산 서열 A1, 핵산 서열 A2, 제 1 토홀드 서열 A3, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5는 전체로서 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 A1 및 핵산 서열 A2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 1 핵산 S1; 2) 핵산 서열 A4에 상보적인 서열 및 제 1 토홀드 서열 A3과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 2 핵산 O; 3) 핵산 서열 A4의 일부와 상보적인 서열, 제 1 토홀드 서열 A3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 A2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 3 핵산 F1; 4) 핵산 서열 B1, 핵산 서열 B2, 제 3 토홀드 서열 B3, 핵산서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5는 전체로서 제 2 핵산 O의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 B1 및 핵산 서열 B2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 4 핵산 S2; 5) 핵산 서열 B4에 상보적인 서열 및 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 5 핵산 U; 및 6) 핵산 서열 B4의 일부와 상보적인 서열, 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 B2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 6 핵산 F2를 포함하는, 핵산 검출 신호 증폭 시스템에 관한 것이다.In one aspect, the present invention provides a method comprising: 1) a nucleic acid sequence A1, a nucleic acid sequence A2, a first toehold sequence A3, a nucleic acid sequence A4, and a second toehold sequence A5, wherein the nucleic acid sequence A4 and a second toehold sequence A5 is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence of a target nucleic acid as a whole, wherein the nucleic acid sequence A1 and the nucleic acid sequence A2 are complementary to each other to form a hairpin structure; a first nucleic acid S1; 2) a second nucleic acid O sequentially comprising a sequence complementary to the nucleic acid sequence A4 and a sequence complementary to the first toehold sequence A3; 3) a third nucleic acid F1 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of the nucleic acid sequence A4, a sequence complementary to the first toehold sequence A3, and a sequence complementary to all or a portion of the nucleic acid sequence A2; 4) sequentially comprising a nucleic acid sequence B1, a nucleic acid sequence B2, a third toehold sequence B3, a nucleic acid sequence B4 and a fourth toehold sequence B5, wherein the nucleic acid sequence B4 and the fourth toehold sequence B5 as a whole are the second nucleic acid O a fourth nucleic acid S2 that is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence, wherein the nucleic acid sequence B1 and the nucleic acid sequence B2 are complementary to each other to form a hairpin structure; 5) a fifth nucleic acid U sequentially comprising a sequence complementary to nucleic acid sequence B4 and a sequence complementary to a third toehold sequence B3; and 6) a sixth nucleic acid F2 comprising sequentially a sequence complementary to a portion of nucleic acid sequence B4, a sequence complementary to a third toehold sequence B3 and a sequence complementary to all or a portion of nucleic acid sequence B2. It relates to a detection signal amplification system.

일 구현예에서, 본 발명의 핵산 검출 시스템은 표적 핵산의 검출 신호를 증폭하여 검출할 수 있다.In one embodiment, the nucleic acid detection system of the present invention can amplify and detect a detection signal of a target nucleic acid.

본 발명은 표적 핵산 (T)은 S1O와 토홀드 매개 가닥 변위 반응 (Toehold mediated strand displacement reaction)을 통해 상보적으로 결합한 뒤 (S1T), 제 3 핵산 F1와의 토홀드 매개 가닥 변위 반응을 통해 S1과 F1이 상보적으로 결합함으로써 표적 서열이 방출되어 재사용되므로 이의 신호가 1차 증폭되며, 표적 핵산과 S1의 결합함으로써 방출된 제 2 핵산 O이 S2U와 토홀드 매개 가닥 변위 반응을 통해 상보적으로 결합한 뒤 (S2O), 제 6 핵산 F2와의 토홀드 매개 가닥 변위 반응을 통해 S2와 F2가 상보적으로 결합함으로써 제 2 핵산 O가 방출되어 재사용되므로 이의 신호가 2차로 증폭되는 장점이 있다. In the present invention, the target nucleic acid (T) is complementary to S1O through a toehold mediated strand displacement reaction (S1T), and then with S1 through a toehold mediated strand displacement reaction with the third nucleic acid F1. Since the target sequence is released and reused by F1 complementary binding, its signal is first amplified, and the second nucleic acid O released by binding of the target nucleic acid with S1 complementarily binds with S2U through a toehold-mediated strand displacement reaction. After (S2O), the second nucleic acid O is released and reused by complementary binding of S2 and F2 through a toehold-mediated strand displacement reaction with the sixth nucleic acid F2, so that the signal thereof is amplified secondarily.

일 측면에서, 본 발명은 1) 핵산 서열 A1, 핵산 서열 A2, 제 1 토홀드 서열 A3, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5는 전체로서 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 A1 및 핵산 서열 A2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 1 핵산 S1; 2) 핵산 서열 A4에 상보적인 서열 및 제 1 토홀드 서열 A3과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 2 핵산 O; 3) 핵산 서열 A4의 일부와 상보적인 서열, 제 1 토홀드 서열 A3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 A2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 3 핵산 F1; 4) 핵산 서열 B1, 핵산 서열 B2, 제 3 토홀드 서열 B3, 핵산서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5는 전체로서 제 2 핵산 O의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 B1 및 핵산 서열 B2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 4 핵산 S2; 5) 핵산 서열 B4에 상보적인 서열 및 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 5 핵산 U; 및 6) 핵산 서열 B4의 일부와 상보적인 서열, 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 B2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 6 핵산 F2를 포함하는, 서열 단일화 시스템에 관한 것이다.In one aspect, the present invention provides a method comprising: 1) a nucleic acid sequence A1, a nucleic acid sequence A2, a first toehold sequence A3, a nucleic acid sequence A4, and a second toehold sequence A5, wherein the nucleic acid sequence A4 and a second toehold sequence A5 is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence of a target nucleic acid as a whole, wherein the nucleic acid sequence A1 and the nucleic acid sequence A2 are complementary to each other to form a hairpin structure; a first nucleic acid S1; 2) a second nucleic acid O sequentially comprising a sequence complementary to the nucleic acid sequence A4 and a sequence complementary to the first toehold sequence A3; 3) a third nucleic acid F1 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of the nucleic acid sequence A4, a sequence complementary to the first toehold sequence A3, and a sequence complementary to all or a portion of the nucleic acid sequence A2; 4) sequentially comprising a nucleic acid sequence B1, a nucleic acid sequence B2, a third toehold sequence B3, a nucleic acid sequence B4 and a fourth toehold sequence B5, wherein the nucleic acid sequence B4 and the fourth toehold sequence B5 as a whole are the second nucleic acid O a fourth nucleic acid S2 that is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence, wherein the nucleic acid sequence B1 and the nucleic acid sequence B2 are complementary to each other to form a hairpin structure; 5) a fifth nucleic acid U sequentially comprising a sequence complementary to nucleic acid sequence B4 and a sequence complementary to a third toehold sequence B3; and 6) a sixth nucleic acid F2 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of nucleic acid sequence B4, a sequence complementary to a third toehold sequence B3 and a sequence complementary to all or a portion of nucleic acid sequence B2. It is about a unified system.

일 구현예에서, 표적 서열은 첫 번째 사이클에서 제 2 핵산 O로 전환되고, 두 번째 순환에서 제 5 핵산 U (즉, 소정의 서열을 갖는 유니버셜 코드)로 전환될 수 있다 (도 1 참조).In one embodiment, the target sequence may be converted to a second nucleic acid O in a first cycle, and to a fifth nucleic acid U (ie, a universal code having a given sequence) in a second cycle (see FIG. 1 ).

본 발명은 표적에 따라 다양하게 서로 상이한 염기서열을 표적 서열 (T)과는 완전히 무관하게 단일화된 서열을 갖는 유니버셜 코드(U)로 변환하여, 상기 유니버셜 코드에 대한 검출 시스템을 사용하여 다양한 염기서열을 검출할 수 있는 장점이 있다.The present invention converts various different nucleotide sequences depending on the target into a universal code (U) having a single sequence completely independent of the target sequence (T), and uses the detection system for the universal code to various nucleotide sequences It has the advantage of being able to detect

일 측면에서, 본 발명은 1) 핵산 서열 A1, 핵산 서열 A2, 제 1 토홀드 서열 A3, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5는 전체로서 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 A1 및 핵산 서열 A2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 1 핵산 S1; 2) 핵산 서열 A4에 상보적인 서열 및 제 1 토홀드 서열 A3과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 2 핵산 O; 3) 핵산 서열 A4의 일부와 상보적인 서열, 제 1 토홀드 서열 A3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 A2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 3 핵산 F1; 4) 핵산 서열 B1, 핵산 서열 B2, 제 3 토홀드 서열 B3, 핵산서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5는 전체로서 제 2 핵산 O의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 B1 및 핵산 서열 B2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 4 핵산 S2; 5) 핵산 서열 B4에 상보적인 서열 및 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 5 핵산 U; 및 6) 핵산 서열 B4의 일부와 상보적인 서열, 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 B2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 6 핵산 F2를 포함하는, 핵산 검출용 조성물에 관한 것이다.In one aspect, the present invention provides a method comprising: 1) a nucleic acid sequence A1, a nucleic acid sequence A2, a first toehold sequence A3, a nucleic acid sequence A4, and a second toehold sequence A5, wherein the nucleic acid sequence A4 and a second toehold sequence A5 is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence of a target nucleic acid as a whole, wherein the nucleic acid sequence A1 and the nucleic acid sequence A2 are complementary to each other to form a hairpin structure; a first nucleic acid S1; 2) a second nucleic acid O sequentially comprising a sequence complementary to the nucleic acid sequence A4 and a sequence complementary to the first toehold sequence A3; 3) a third nucleic acid F1 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of the nucleic acid sequence A4, a sequence complementary to the first toehold sequence A3, and a sequence complementary to all or a portion of the nucleic acid sequence A2; 4) sequentially comprising a nucleic acid sequence B1, a nucleic acid sequence B2, a third toehold sequence B3, a nucleic acid sequence B4 and a fourth toehold sequence B5, wherein the nucleic acid sequence B4 and the fourth toehold sequence B5 as a whole are the second nucleic acid O a fourth nucleic acid S2 that is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence, wherein the nucleic acid sequence B1 and the nucleic acid sequence B2 are complementary to each other to form a hairpin structure; 5) a fifth nucleic acid U sequentially comprising a sequence complementary to nucleic acid sequence B4 and a sequence complementary to a third toehold sequence B3; and 6) a sixth nucleic acid F2 comprising sequentially a sequence complementary to a portion of nucleic acid sequence B4, a sequence complementary to a third toehold sequence B3 and a sequence complementary to all or a portion of nucleic acid sequence B2. It relates to a composition for detection.

일 구현예에서, 표적 핵산은 생체 내 짧은 miRNA와 같은 바이오마커일 수 있으며, 액체 생검 내의 유전자 바이오마커일 수 있고, miRNA와 같은 짧은 비특이적 코딩 RNA (Small non-coding RNA: sncRNA)일 수 있다.In one embodiment, the target nucleic acid may be a biomarker such as a short miRNA in vivo, a genetic biomarker in a liquid biopsy, or a small non-coding RNA (sncRNA) such as a miRNA.

일 구현예에서, 제 2 핵산 O 및 제 1 핵산 S1가 상보적으로 결합하여 이중 가닥 (S1O)을 형성하고, 및 제 5 핵산 U 및 제 4 핵산 S2와 상보적으로 결합하여 이중 가닥 (S2U)을 형성하고 있을 수 있다.In one embodiment, the second nucleic acid O and the first nucleic acid S1 complementarily bind to form a double strand (S10), and complementarily bind with the fifth nucleic acid U and the fourth nucleic acid S2 to form a double strand (S2U) may be forming.

일 구현예에서, S1O에서 제 2 토홀드 서열 A5, 및 S2U에서 제 4 토홀드 서열 B5는 단일가닥으로 노출되어 있을 수 있다.In one embodiment, the second toehold sequence A5 in S10 and the fourth toehold sequence B5 in S2U may be exposed as a single strand.

일 구현예에서, 제 2 토홀드 서열 A5 또는 제 4 토홀드 서열 B5는 4 내지 8개의 뉴클레오티드를 포함할 수 있다.In one embodiment, the second toehold sequence A5 or the fourth toehold sequence B5 may comprise 4 to 8 nucleotides.

일 구현예에서, 제 3 핵산 F1 또는 제 6 핵산 F2가 헤어핀 구조를 가질 수 있다.In one embodiment, the third nucleic acid F1 or the sixth nucleic acid F2 may have a hairpin structure.

일 구현예에서, 제 3 핵산 F1 또는 제 6 핵산 F2의 줄기(stem) 부분(헤어핀 구조의 이중결합 부분이 6 내지 12개의 뉴클레오티드를 포함할 수 있다.In one embodiment, the stem portion of the third nucleic acid F1 or the sixth nucleic acid F2 (the double bond portion of the hairpin structure may include 6 to 12 nucleotides).

일 구현예에서, 제 1 토홀드 서열 A3 또는 제 3 토홀드 서열 B3는 4 내지 12 개의 뉴클레오티드를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first toehold sequence A3 or the third toehold sequence B3 may comprise 4 to 12 nucleotides.

일 구현예에서, 제 1 핵산 S1이 소광물질(quencher)을 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment, the first nucleic acid S1 may further comprise a quencher.

일 구현예에서, 소광물질은 답실(Dabcyl), TAMRA, Eclipse, DDQ, QSY, 블랙베리 퀸처(Blackberry Quencher), 블랙홀 퀸처(Black Hole Quencher), Qxl, 아이오와 블랙(Iowa black) FQ, 아이오와 블랙 RQ, IRDye QC-1 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.In one embodiment, the quencher is Dabcyl, TAMRA, Eclipse, DDQ, QSY, Blackberry Quencher, Black Hole Quencher, Qxl, Iowa black FQ, Iowa black RQ , may be one or more selected from the group IRDye QC-1.

일 구현예에서, 제 2 핵산 O 및 제 5 핵산 U이 형광물질을 포함할 수 있다.In one embodiment, the second nucleic acid O and the fifth nucleic acid U may include a fluorescent material.

일 구현예에서, 형광물질은 플루오레신(fluorescein), 플루오레신 클로로트리아지닐(fluorescein chlorotriazinyl), 로다민 그린(rhodamine green), 로다민 레드(rhodamine red), 테트라메틸로다민(tetramethylrhodamine), FITC, 오레곤 그린(Oregon green), 알렉사 플루오로(Alexa Fluor), FAM, JOE, ROX, HEX, 텍사스 레드(Texas Red), TET, TRITC, TAMRA, 시아닌(Cyanine) 계열 염료 및 씨아디카르보시아닌(thiadicarbocyanine)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.In one embodiment, the fluorescent material is fluorescein, fluorescein chlorotriazinyl, rhodamine green, rhodamine red, tetramethylrhodamine, FITC, Oregon green, Alexa Fluor, FAM, JOE, ROX, HEX, Texas Red, TET, TRITC, TAMRA, Cyanine-based dyes and thiadicarbocyanine (thiadicarbocyanine) may be at least one selected from the group consisting of.

일 구현예에서, 무효소 및 자가조립을 특징으로 하는 토홀드 매개 가닥 변위 반응을 통해 방출된 제 5 핵산 U로서 표적 핵산의 존재 신호를 증폭할 수 있다.In one embodiment, it is possible to amplify the signal of the presence of a target nucleic acid as a fifth nucleic acid U released through a toehold mediated strand displacement reaction characterized by nulls and self-assembly.

일 구현예에서, 제 5 핵산 U 검출용 조성물을 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment, a composition for detecting the fifth nucleic acid U may be further included.

일 구현예에서, 제 5 핵산 U에 상보적인 핵산 및 형광물질을 포함하는 단일가닥 프로브를 포함하는 형광핵산나노구조체, 및 그래핀 옥사이드를 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment, it may further include a fluorescent nucleic acid nanostructure comprising a single-stranded probe comprising a nucleic acid complementary to the fifth nucleic acid U and a fluorescent substance, and graphene oxide.

일 구현예에서, 제 5 핵산 U의 검출용 조성물은 제 5 핵산 U에 상보적인 핵산서열, 상기 핵산서열 및 상보적인 서열의 단편을 특이적으로 인식하는 프라미어 쌍, 또는 프로브, 또는 프라이머쌍 및 프로브를 포함할 수 있다.In one embodiment, the composition for detecting the fifth nucleic acid U is a nucleic acid sequence complementary to the fifth nucleic acid U, a primer pair that specifically recognizes the nucleic acid sequence and a fragment of the complementary sequence, or a probe, or a primer pair, and It may include a probe.

일 구현예에서, 제 5 핵산 U의 검출은 중합효소연쇄반응, 실시간 RT-PCR (Real-time RT-PCR), 역전사 중합효소연쇄반응, 경쟁적 중합효소연쇄반응(Competitive RT-PCR), Nuclease 보호 분석(RNase, S1 nuclease assay), in situ 교잡법, 핵산 마이크로어레이, 노던블랏, DNA 칩을 포함하는 분석 방법으로 검출될 수 있으나, 제 5 핵산 U에 상보적인 핵산 및 형광물질을 포함하는 단일가닥 프로브를 포함하는 형광핵산나노구조체, 및 그래핀 옥사이드를 포함하는 핵산 검출용 형광핵산나노구조체-그래핀 옥사이드 복합체로 검출하는 것이 더욱 바람직하다.In one embodiment, the detection of the fifth nucleic acid U is polymerase chain reaction, real-time RT-PCR, reverse transcription polymerase chain reaction, competitive polymerase chain reaction (Competitive RT-PCR), nuclease protection Analysis (RNase, S1 nuclease assay), in situ hybridization, nucleic acid microarray, Northern blot, can be detected by an analysis method including a DNA chip, but a single strand comprising a nucleic acid complementary to the fifth nucleic acid U and a fluorescent material It is more preferable to detect with a fluorescent nucleic acid nanostructure including a probe, and a fluorescent nucleic acid nanostructure for nucleic acid detection including graphene oxide-graphene oxide complex.

일 구현예에서, 핵산 검출용 형광핵산나노구조체-그래핀 옥사이드 복합체는 형광공명에너지전이(fluorescence resonance energy transfer) 현상으로 형광을 검출할 수 있다.In one embodiment, the fluorescent nucleic acid nanostructure for nucleic acid detection-graphene oxide complex can detect fluorescence by a fluorescence resonance energy transfer phenomenon.

본 발명에서 사용된 용어, "형광나노핵산구조체"는 타겟 핵산에 상보적인 핵산 및 형광물질을 포함하는 단일가닥 프로브, 상기 프로브들로 이루어진 구조체 또는 타겟 핵산과 결합된 상기 프로브들을 포함한다. As used herein, the term "fluorescent nanonucleic acid construct" includes a single-stranded probe comprising a nucleic acid and a fluorescent substance complementary to a target nucleic acid, a construct composed of the probes, or the probes bound to a target nucleic acid.

본 발명에서 용어, "형광핵산나노구조체/그래핀 옥사이드 복합체" 또는 "그래핀 형광핵산나노구조체"는 상기 형광핵산나노구조체가 그래핀 옥사이드 상에 부착된 구조체 또는 복합체를 말한다.As used herein, the term "fluorescent nucleic acid nanostructure/graphene oxide complex" or "graphene fluorescent nucleic acid nanostructure" refers to a structure or complex in which the fluorescent nucleic acid nanostructure is attached on graphene oxide.

본 발명에서 용어, "프로브"란 mRNA와 특이적 결합을 이룰 수 있는 짧게는 수 염기 내지 길게는 수백 염기에 해당하는 RNA 또는 DNA 등의 핵산 단편을 의미하며 라벨링 되어 있어서 특정 핵산의 존재 유무를 확인할 수 있다. 프로브는 올리고 뉴클레오타이드(oligonucleotide) 프로브, 단쇄 DNA(single stranded DNA) 프로브, 이중쇄 DNA(double stranded DNA) 프로브, RNA 프로브 등의 형태로 제작될 수 있으나, 본 발명에서는 단일가닥 핵산을 의미한다.As used herein, the term "probe" refers to a nucleic acid fragment such as RNA or DNA corresponding to several bases to several hundred bases as short as possible to achieve specific binding to mRNA, and is labeled to check the presence or absence of a specific nucleic acid. can The probe may be manufactured in the form of an oligonucleotide probe, a single-stranded DNA probe, a double-stranded DNA probe, an RNA probe, or the like, but in the present invention, it refers to a single-stranded nucleic acid.

일 구현예에서, 핵산 검출용 형광핵산나노구조체-그래핀 옥사이드 복합체는 표적 a에 대해 전환되어 방출된 유니버셜 코드 A에 상보적인 핵산 및 형광물질을 포함하는 제 1 단일가닥 프로브; 표적 b에 대해 전환되어 방출된 유니버셜 코드 B에 상보적인 핵산 및 형광물질을 포함하는 제 2 단일가닥 프로브; 표적 c에 대해 전환되어 방출된 유니버셜 코드 C에 상보적인 핵산 및 형광물질을 포함하는 제 3 단일가닥 프로브; 및 상기 제 1 단일가닥 프로브와 상보적인 서열, 제 2 단일가닥 프로브와 상보적인 서열 및 제 3 단일가닥 프로브와 상보적인 서열로 이루어진 제 4 단일가닥 프로브를 포함할 수 있다.In one embodiment, the fluorescent nucleic acid nanostructure for nucleic acid detection-graphene oxide complex comprises a first single-stranded probe comprising a nucleic acid and a fluorescent substance complementary to the universal code A converted and released for the target a; a second single-stranded probe comprising a nucleic acid complementary to the universal code B and a fluorescent substance converted and released for the target b; a third single-stranded probe comprising a nucleic acid and a fluorescent substance complementary to the universal code C converted and released for the target c; and a fourth single-stranded probe comprising a sequence complementary to the first single-stranded probe, a sequence complementary to the second single-stranded probe, and a sequence complementary to the third single-stranded probe.

일 구현예에서, 상기 단일가닥 프로브들에 포함된 형광물질들은 서로 다른 파장대의 형광물질일 수 있다.In one embodiment, the fluorescent materials included in the single-stranded probes may be fluorescent materials of different wavelength bands.

일 구현예에서, 핵산 검출용 형광핵산나노구조체-그래핀 옥사이드 복합체 형광핵산나노구조체는 제 1 단일가닥 프로브, 제 2 단일가닥 프로브 및 제 3 단일가닥 프로브 중 어느 하나가 그래핀 옥사이드에 부착된, 그래핀 옥사이드 상에서 역사면체형 구조일 수 있다. In one embodiment, the fluorescent nucleic acid nanostructure for nucleic acid detection-graphene oxide complex fluorescent nucleic acid nanostructure has any one of a first single-stranded probe, a second single-stranded probe, and a third single-stranded probe attached to graphene oxide, It may have a tetrahedral structure on graphene oxide.

일 구현예에서, 핵산 검출용 형광핵산나노구조체-그래핀 옥사이드 복합체 형광핵산나노구조체는 형광핵산나노구조체의 제 1 단일가닥 프로브, 제 2 단일가닥 프로브 및 제 3 단일가닥 프로브가 그래핀 옥사이드에 부착된, 형광핵산나노구조체는 그래핀 옥사이드 상에서 삼각기둥형 구조일 수 있다.In one embodiment, the fluorescent nucleic acid nanostructure for nucleic acid detection-graphene oxide complex fluorescent nucleic acid nanostructure has a first single-stranded probe, a second single-stranded probe and a third single-stranded probe of the fluorescent nucleic acid nanostructure attached to graphene oxide The fluorescent nucleic acid nanostructure may have a triangular columnar structure on graphene oxide.

일 구현예에서, 핵산 검출용 형광핵산나노구조체-그래핀 옥사이드 복합체 형광핵산나노구조체는 제 1 단일가닥 프로브, 제 2 단일가닥 프로브 및 제 3 단일가닥 프로브가 그래핀 옥사이드에 부착된, 그래핀 옥사이드 상에서 삼각기둥형 구조일 수 있다.In one embodiment, the fluorescent nucleic acid nanostructure for nucleic acid detection-graphene oxide complex fluorescent nucleic acid nanostructure has a first single-stranded probe, a second single-stranded probe and a third single-stranded probe attached to graphene oxide, graphene oxide It may have a triangular prism structure.

일 구현예에서, 그래핀 옥사이드(Graphene Oxide: GO)는 형광제한화학물질(Universal Quencher: UQ)로서 형광공명에너지 전이에 의한 형광을 선택적으로 차단할 수 있으며, 타겟 핵산과 본 발명의 단일가닥 프로브가 결합하여 이중결합을 형성하면 프로브 (또는 형광나노핵산구조체)가 그래핀 옥사이드로부터 거리가 멀어져 형광물질의 발광이 검출될 수 있다. 즉, 그래핀 옥사이드는 이중가닥 염기서열보다 단일가닥 염기서열과 더 쉽게 부착되는 고유한 특성과 형광공명에너지전이에 따라 그래핀 옥사이드와 형광나노핵산구조체의 형광물질의 거리가 가까워지면 형광이 차단되며, 거리가 멀어지면 다시 형광이 검출될 수 있는 특성을 이용하여, 형광 물질이 포함된 프로브들에 다중의 타겟 염기서열들이 프로브들의 각각에 상보적인 서열과 결합해 이중결합을 형성하면 그래핀 옥사이드로부터 거리가 멀어지게 되어 형광을 발광함으로써, 다중 타겟을 한 번에 인식하고 정량할 수 있다.In one embodiment, graphene oxide (GO) is a fluorescence-limiting chemical (Universal Quencher: UQ) that can selectively block fluorescence by fluorescence resonance energy transfer, and the target nucleic acid and the single-stranded probe of the present invention When a double bond is formed by bonding, the probe (or fluorescent nanonucleic acid structure) moves away from the graphene oxide, so that the emission of the fluorescent material can be detected. That is, graphene oxide is more easily attached to a single-stranded base sequence than a double-stranded base sequence, and according to the fluorescence resonance energy transfer, when the distance between the graphene oxide and the fluorescent material of the fluorescent nanonucleic acid structure is close, the fluorescence is blocked. , using the property that fluorescence can be detected again when the distance increases, multiple target nucleotide sequences in probes containing a fluorescent material combine with a sequence complementary to each of the probes to form a double bond from graphene oxide By emitting fluorescence as the distance increases, multiple targets can be recognized and quantified at once.

일 구현예에서, 표적 핵산이 제 1 핵산 S1의 제 2 토홀드 서열 A5와 상보적으로 결합하면 분지점 이동(branch migration) 반응을 통해 제 2 핵산 O를 방출시키고 제 1 토홀드 서열 A3가 노출되며; 표적 핵산과 결합한 제 1 핵산 S1의 제 1 토홀드 서열 A3과 제 3 핵산 F1이 결합하여 분지점 이동 반응을 통해 표적 핵산을 방출시키고; 방출된 제 2 핵산 O가 제 4 핵산 S2의 제 4 토홀드 서열 B5와 상보적으로 결합하여 분지점 이동 반응을 통해 제 5 핵산 U를 방출시키며; 제 2 핵산 O와 결합한 제 4 핵산 S2의 제 3 토홀드 서열 B3와 제 6 핵산 F2가 결합하여 분지점 이동 반응을 통해 제 2 핵산 O를 방출시킬 수 있다.In one embodiment, when the target nucleic acid is complementary to the second threshold sequence A5 of the first nucleic acid S1, the second nucleic acid O is released through a branch migration reaction and the first threshold sequence A3 is exposed become; the first toehold sequence A3 of the first nucleic acid S1 bound to the target nucleic acid binds to the third nucleic acid F1 to release the target nucleic acid through a branch point shift reaction; the released second nucleic acid O complementarily binds to the fourth threshold sequence B5 of the fourth nucleic acid S2 to release the fifth nucleic acid U through a branch point shift reaction; The third toehold sequence B3 of the fourth nucleic acid S2 bound to the second nucleic acid O may be bound to the sixth nucleic acid F2 to release the second nucleic acid O through a branch point shift reaction.

일 구현예에서, 상기에서 방출된 표적 핵산이 상보적으로 결합하여 이중 가닥을 형성하고 있는 제 2 핵산 O 및 제 1 핵산 S1 (S1O)의 제 2 토홀드 서열 A5와 재반응되고, 상기에서 방출된 제 2 핵산 O가 상보적으로 결합하여 이중 가닥을 형성하고 있는 제 4 핵산 S2 및 제 5 핵산 U (S2U)의 제 4 토홀드 서열 B5와 재반응될 수 있다.In one embodiment, the released target nucleic acid is re-reacted with the second toehold sequence A5 of the second nucleic acid O and the first nucleic acid S1 (S10), which are complementary to form a double strand, and are released from the above The second nucleic acid O may be re-reacted with the fourth toehold sequence B5 of the fourth nucleic acid S2 and the fifth nucleic acid U (S2U) that are complementary to each other to form a double strand.

일 측면에서, 본 발명은 1) 핵산 서열 A1, 핵산 서열 A2, 제 1 토홀드 서열 A3, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5는 전체로서 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 A1 및 핵산 서열 A2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 1 핵산 S1; 2) 핵산 서열 A4에 상보적인 서열 및 제 1 토홀드 서열 A3과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 2 핵산 O; 3) 핵산 서열 A4의 일부와 상보적인 서열, 제 1 토홀드 서열 A3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 A2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 3 핵산 F1; 4) 핵산 서열 B1, 핵산 서열 B2, 제 3 토홀드 서열 B3, 핵산서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5는 전체로서 제 2 핵산 O의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 B1 및 핵산 서열 B2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 4 핵산 S2; 5) 핵산 서열 B4에 상보적인 서열 및 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 5 핵산 U; 및 6) 핵산 서열 B4의 일부와 상보적인 서열, 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 B2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 6 핵산 F2를 포함하는, 표적 핵산 검출용 키트에 관한 것이다.In one aspect, the present invention provides a method comprising: 1) a nucleic acid sequence A1, a nucleic acid sequence A2, a first toehold sequence A3, a nucleic acid sequence A4, and a second toehold sequence A5, wherein the nucleic acid sequence A4 and a second toehold sequence A5 is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence of a target nucleic acid as a whole, wherein the nucleic acid sequence A1 and the nucleic acid sequence A2 are complementary to each other to form a hairpin structure; a first nucleic acid S1; 2) a second nucleic acid O sequentially comprising a sequence complementary to the nucleic acid sequence A4 and a sequence complementary to the first toehold sequence A3; 3) a third nucleic acid F1 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of the nucleic acid sequence A4, a sequence complementary to the first toehold sequence A3, and a sequence complementary to all or a portion of the nucleic acid sequence A2; 4) sequentially comprising a nucleic acid sequence B1, a nucleic acid sequence B2, a third toehold sequence B3, a nucleic acid sequence B4 and a fourth toehold sequence B5, wherein the nucleic acid sequence B4 and the fourth toehold sequence B5 as a whole are the second nucleic acid O a fourth nucleic acid S2 that is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence, wherein the nucleic acid sequence B1 and the nucleic acid sequence B2 are complementary to each other to form a hairpin structure; 5) a fifth nucleic acid U sequentially comprising a sequence complementary to nucleic acid sequence B4 and a sequence complementary to a third toehold sequence B3; and 6) a sixth nucleic acid F2 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of nucleic acid sequence B4, a sequence complementary to a third toehold sequence B3 and a sequence complementary to all or a portion of nucleic acid sequence B2. It relates to a kit for detecting nucleic acids.

일 측면에서, 본 발명은 1) 핵산 서열 A1, 핵산 서열 A2, 제 1 토홀드 서열 A3, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5는 전체로서 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 A1 및 핵산 서열 A2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 1 핵산 S1; 2) 핵산 서열 A4에 상보적인 서열 및 제 1 토홀드 서열 A3과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 2 핵산 O; 3) 핵산 서열 A4의 일부와 상보적인 서열, 제 1 토홀드 서열 A3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 A2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 3 핵산 F1; 4) 핵산 서열 B1, 핵산 서열 B2, 제 3 토홀드 서열 B3, 핵산서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5는 전체로서 제 2 핵산 O의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 B1 및 핵산 서열 B2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 4 핵산 S2; 5) 핵산 서열 B4에 상보적인 서열 및 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 5 핵산 U; 및 6) 핵산 서열 B4의 일부와 상보적인 서열, 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 B2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 6 핵산 F2를 포함하는, 핵산 검출 신호 증폭용 조성물 또는 키트에 관한 것이다.In one aspect, the present invention provides a method comprising: 1) a nucleic acid sequence A1, a nucleic acid sequence A2, a first toehold sequence A3, a nucleic acid sequence A4, and a second toehold sequence A5, wherein the nucleic acid sequence A4 and a second toehold sequence A5 is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence of a target nucleic acid as a whole, wherein the nucleic acid sequence A1 and the nucleic acid sequence A2 are complementary to each other to form a hairpin structure; a first nucleic acid S1; 2) a second nucleic acid O sequentially comprising a sequence complementary to the nucleic acid sequence A4 and a sequence complementary to the first toehold sequence A3; 3) a third nucleic acid F1 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of the nucleic acid sequence A4, a sequence complementary to the first toehold sequence A3, and a sequence complementary to all or a portion of the nucleic acid sequence A2; 4) sequentially comprising a nucleic acid sequence B1, a nucleic acid sequence B2, a third toehold sequence B3, a nucleic acid sequence B4 and a fourth toehold sequence B5, wherein the nucleic acid sequence B4 and the fourth toehold sequence B5 as a whole are the second nucleic acid O a fourth nucleic acid S2 that is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence, wherein the nucleic acid sequence B1 and the nucleic acid sequence B2 are complementary to each other to form a hairpin structure; 5) a fifth nucleic acid U sequentially comprising a sequence complementary to nucleic acid sequence B4 and a sequence complementary to a third toehold sequence B3; and 6) a sixth nucleic acid F2 comprising sequentially a sequence complementary to a portion of nucleic acid sequence B4, a sequence complementary to a third toehold sequence B3 and a sequence complementary to all or a portion of nucleic acid sequence B2. It relates to a composition or kit for amplifying a detection signal.

일 측면에서, 본 발명은 1) 핵산 서열 A1, 핵산 서열 A2, 제 1 토홀드 서열 A3, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5는 전체로서 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 A1 및 핵산 서열 A2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 1 핵산 S1; 2) 핵산 서열 A4에 상보적인 서열 및 제 1 토홀드 서열 A3과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 2 핵산 O; 3) 핵산 서열 A4의 일부와 상보적인 서열, 제 1 토홀드 서열 A3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 A2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 3 핵산 F1; 4) 핵산 서열 B1, 핵산 서열 B2, 제 3 토홀드 서열 B3, 핵산서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5는 전체로서 제 2 핵산 O의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 B1 및 핵산 서열 B2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 4 핵산 S2; 5) 핵산 서열 B4에 상보적인 서열 및 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 5 핵산 U; 및 6) 핵산 서열 B4의 일부와 상보적인 서열, 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 B2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 6 핵산 F2를 포함하고, 토홀드 매개 가닥 변위 반응을 통해 표적 핵산을 소정의 유니버셜 코드(universal code)인 제 5 핵산 U로 전환하는, 유니버셜 코드 전환용 조성물에 관한 것이다.In one aspect, the present invention provides a method comprising: 1) a nucleic acid sequence A1, a nucleic acid sequence A2, a first toehold sequence A3, a nucleic acid sequence A4, and a second toehold sequence A5, wherein the nucleic acid sequence A4 and a second toehold sequence A5 is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence of a target nucleic acid as a whole, wherein the nucleic acid sequence A1 and the nucleic acid sequence A2 are complementary to each other to form a hairpin structure; a first nucleic acid S1; 2) a second nucleic acid O sequentially comprising a sequence complementary to the nucleic acid sequence A4 and a sequence complementary to the first toehold sequence A3; 3) a third nucleic acid F1 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of the nucleic acid sequence A4, a sequence complementary to the first toehold sequence A3, and a sequence complementary to all or a portion of the nucleic acid sequence A2; 4) sequentially comprising a nucleic acid sequence B1, a nucleic acid sequence B2, a third toehold sequence B3, a nucleic acid sequence B4 and a fourth toehold sequence B5, wherein the nucleic acid sequence B4 and the fourth toehold sequence B5 as a whole are the second nucleic acid O a fourth nucleic acid S2 that is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence, wherein the nucleic acid sequence B1 and the nucleic acid sequence B2 are complementary to each other to form a hairpin structure; 5) a fifth nucleic acid U sequentially comprising a sequence complementary to nucleic acid sequence B4 and a sequence complementary to a third toehold sequence B3; and 6) a sixth nucleic acid F2 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of nucleic acid sequence B4, a sequence complementary to a third toehold sequence B3, and a sequence complementary to all or a portion of nucleic acid sequence B2, It relates to a composition for universal code conversion, which converts a target nucleic acid into a fifth nucleic acid U, which is a predetermined universal code, through a hold-mediated strand displacement reaction.

일 구현예에서, 제 1 핵산 S1, 제 2 핵산 O, 제 3 핵산 F1 및 제 4 핵산 S2의 제 4 토홀드 서열 B5를 표적 핵산에 따라 변경될 수 있으며, 제 6 핵산 F2 및 제 5 핵산 U는 표적 핵산과 상관없이 소정의 서열로 고정될 수 있다.In one embodiment, the fourth threshold sequence B5 of the first nucleic acid S1, the second nucleic acid O, the third nucleic acid F1 and the fourth nucleic acid S2 may be changed according to the target nucleic acid, and the sixth nucleic acid F2 and the fifth nucleic acid U may be fixed to a predetermined sequence irrespective of the target nucleic acid.

일 측면에서, 본 발명은 1) 핵산 서열 A1, 핵산 서열 A2, 제 1 토홀드 서열 A3, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5는 전체로서 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 A1 및 핵산 서열 A2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 1 핵산 S1; 2) 핵산 서열 A4에 상보적인 서열 및 제 1 토홀드 서열 A3과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 2 핵산 O; 3) 핵산 서열 A4의 일부와 상보적인 서열, 제 1 토홀드 서열 A3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 A2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 3 핵산 F1; 4) 핵산 서열 B1, 핵산 서열 B2, 제 3 토홀드 서열 B3, 핵산서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5는 전체로서 제 2 핵산 O의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 B1 및 핵산 서열 B2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 4 핵산 S2; 5) 핵산 서열 B4에 상보적인 서열 및 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 5 핵산 U; 및 6) 핵산 서열 B4의 일부와 상보적인 서열, 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 B2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 6 핵산 F2를 포함하고, 토홀드 매개 가닥 변위 반응을 통해 표적 핵산을 소정의 유니버셜 코드인 제 5 핵산 U로 전환하는, 유니버셜 코드 전환 키트에 관한 것이다.In one aspect, the present invention provides a method comprising: 1) a nucleic acid sequence A1, a nucleic acid sequence A2, a first toehold sequence A3, a nucleic acid sequence A4, and a second toehold sequence A5, wherein the nucleic acid sequence A4 and a second toehold sequence A5 is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence of a target nucleic acid as a whole, wherein the nucleic acid sequence A1 and the nucleic acid sequence A2 are complementary to each other to form a hairpin structure; a first nucleic acid S1; 2) a second nucleic acid O sequentially comprising a sequence complementary to the nucleic acid sequence A4 and a sequence complementary to the first toehold sequence A3; 3) a third nucleic acid F1 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of the nucleic acid sequence A4, a sequence complementary to the first toehold sequence A3, and a sequence complementary to all or a portion of the nucleic acid sequence A2; 4) sequentially comprising a nucleic acid sequence B1, a nucleic acid sequence B2, a third toehold sequence B3, a nucleic acid sequence B4 and a fourth toehold sequence B5, wherein the nucleic acid sequence B4 and the fourth toehold sequence B5 as a whole are the second nucleic acid O a fourth nucleic acid S2 that is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence, wherein the nucleic acid sequence B1 and the nucleic acid sequence B2 are complementary to each other to form a hairpin structure; 5) a fifth nucleic acid U sequentially comprising a sequence complementary to nucleic acid sequence B4 and a sequence complementary to a third toehold sequence B3; and 6) a sixth nucleic acid F2 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of nucleic acid sequence B4, a sequence complementary to a third toehold sequence B3, and a sequence complementary to all or a portion of nucleic acid sequence B2, To a universal code conversion kit, which converts a target nucleic acid into a fifth nucleic acid U, which is a predetermined universal code, through a hold-mediated strand displacement reaction.

일 측면에서, 본 발명은 1) 본 발명의 핵산 검출 시스템에서 제 1 핵산 S1의 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열로 변경하고, 이에 따라 제 2 핵산 O, 제 3 핵산 F1 및 제 4 핵산 S2의 제 4 토홀드 서열 B5를 변경하고; 및 2) 토홀드 매개 가닥 변위 반응을 통해 방출된 제 5 핵산 U를 검출하는 것을 포함하는, 핵산의 검출을 증폭하는 방법에 관한 것이다.In one aspect, the present invention provides 1) a nucleic acid sequence A4 and a second threshold sequence A5 of the first nucleic acid S1 in the nucleic acid detection system of the present invention are changed to a complementary sequence capable of binding to all or part of a target nucleic acid sequence, thereby altering the fourth toehold sequence B5 of the second nucleic acid O, the third nucleic acid F1 and the fourth nucleic acid S2; and 2) detecting a fifth nucleic acid U released via a toehold mediated strand displacement reaction.

일 구현예에서, 제 6 핵산 F2 및 유니버셜 코드인 제 5 핵산 U는 서열 고정된 소정의 핵산일 수 있다. In one embodiment, the sixth nucleic acid F2 and the fifth nucleic acid U, which is the universal code, may be a sequence-fixed predetermined nucleic acid.

일 구현예에서, 방출된 제 5 핵산 U에 특이적인 형광핵산나노구조체 및 그래핀 옥사이드를 이용하여 방출된 제 5 핵산 U를 검출할 수 있다.In one embodiment, the released fifth nucleic acid U can be detected using a fluorescent nucleic acid nanostructure specific for the released fifth nucleic acid U and graphene oxide.

일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 유니버셜 코드 전환 시스템을 이용한 서열 단일화 방법에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a sequence unification method using the universal code conversion system of the present invention.

일 측면에서, 본 발명은 제 3 핵산 F1 및 제 6 핵산 F2의 혼성화물; 제 2 핵산 O 및 제 1 핵산 S1가 상보적으로 결합한 이중 가닥 (S1O); 및 제 5 핵산 U 및 제 4 핵산 S2와 상보적으로 결합한 이중 가닥 (S2U)을 포함하는 표적 핵산 검출용 바이오센서에 관한 것이다.In one aspect, the present invention provides a hybrid product of a third nucleic acid F1 and a sixth nucleic acid F2; a double strand (S10) to which a second nucleic acid O and a first nucleic acid S1 are complementarily bound; And it relates to a biosensor for detecting a target nucleic acid comprising a double-stranded (S2U) complementary to the fifth nucleic acid U and the fourth nucleic acid S2.

일 구현예에서, 제 5 핵산 U에 상보적인 핵산 및 형광물질을 포함하는 단일가닥 프로브를 포함하는 형광핵산나노구조체, 및 그래핀 옥사이드를 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment, it may further include a fluorescent nucleic acid nanostructure comprising a single-stranded probe comprising a nucleic acid complementary to the fifth nucleic acid U and a fluorescent substance, and graphene oxide.

일 측면에서, 본 발명은 표 1의 miRNA들 각각에 대한 핵산 검출 또는 검출 신호를 증폭하는 시스템에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a system for amplifying a nucleic acid detection or detection signal for each of the miRNAs of Table 1.

일 구현예에서, 각 miRNA들 각각에 대한 제 1 핵산 S1, 제 2 핵산 O, 제 3 핵산 F1, 제 4 핵산 S2, 제 5 핵산 U 및 제 6 핵산 F2는 표 3에 표시한 것과 같을 수 있다. In one embodiment, the first nucleic acid S1, the second nucleic acid O, the third nucleic acid F1, the fourth nucleic acid S2, the fifth nucleic acid U and the sixth nucleic acid F2 for each of the miRNAs may be as shown in Table 3 .

일 구현예에서, 표 3에 표시된 서열의 핵산 검출 또는 검출 신호 증폭 시스템은 암 특이적일 수 있다.In one embodiment, the nucleic acid detection or detection signal amplification system of the sequence shown in Table 3 may be cancer specific.

하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail through the following examples. However, the following examples are only intended to embody the contents of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

실시예 1. 유니버셜 코드 변환 시스템 제작 및 최적화Example 1. Universal Code Conversion System Fabrication and Optimization

1-1. 유니버셜 코드 변환 시스템 구성1-1. Universal Code Conversion System Configuration

miR-21을 표적으로 하여 이를 특정 서열을 갖는 유니버셜 코드(universal code)로의 변환을 통해 표적서열의 증폭 및 검출을 위하여, 발판 매개 가닥 변위 반응 (Toehold mediated strand displacement reaction) (Yurke, Bernard (2000). "A DNA-fuelled molecular machine made of DNA". Nature. 406 (6796): 605-8. 참조)을 기반으로 2 사이클로 이루어진 유니버셜 코드 변환 시스템을 제작하였다. 구체적으로, 유니버셜 코드 변환 시스템은 두 개의 사이클 시스템에 의해 진행되는데, 타겟인 miRNA는 우선 첫 번째 사이클 시스템을 통해 Substrate 1(S1) 에 붙어있던 Output 서열로 전환되고, 두 번째 사이클 시스템으로 이동해 Substrate 2(S2) 에 붙어있는 유니버셜 코드 (U)의 형태로 전환되며, 각각의 순환에서 타겟 (Target)은 Fuel 서열에 의해 재사용될 수 있게 되는 시스템이다. 즉, 사이클 1에서는 상보적으로 결합된 S1(Substrate 1)과 Output 서열 (original strand)의 toehold 부분 (output 서열이 결합되지 않은 S1의 3' 부분, miRNA toehold)에 표적 서열인 miR-21가 invading strand로서 input되어 Output 서열이 사이클 2로 넘어가고; S1과 결합된 표적 서열은 Fuel 1 toehold 부분 (표적 서열인 miRNA의 3'과 S1 서열이 결합하지 않은 부분, Fuel toehold)에 Fuel 1 서열 (F1)이 invading strand로서 input됨으로써 S1로부터 떨어져 나오며; 및 다시 S1과 Output 서열이 결합된 구조에 다시 invading strand로서 input되어 재활용된다 (도 1의 Cycle 1). 또한, 사이클 2에서는 S2 서열 (Substrate 2)와 상보적으로 결합된 Universal code의 toehold 부분 (Universal code가 결합되지 않은 S2 서열의 3' 부분)에 사이클 1에서 넘어온 Output 서열이 invading strand로서 input되어 Universal code가 S2에서 떨어져 나오고; 및 S2와 결합된 Output 서열의 Fuel 2 toehold 부분 (Output 서열의 3'과 S2 서열이 결합하지 않은 부분)에 Fuel 2 서열 (F2)이 invading strand로서 input됨으로써 Output 서열이 S2에서 떨어져 나와 다시 S2와 상보적으로 결합된 Universal code에서 toehold 부분에 다시 input되어 재활용된다 (도 1의 Cycle 2). 이를 위해, 표 1에 기재된 서열의 miR-21에 대한 S1 및 S2, Output (O), Fuel 1 및 2 (F1 및 F2), 및 유니버셜 코드 (universal code, U)를 누펙 (Nupack) 프로그램을 통해 열역학적 반응 관계를 고려하여 디자인하였으며 (도 2), 서열의 최적화 실험을 위해 여러 조건의 서열들을 디자인하였다 (표 2). 디자인하여 제작된 서열들은 TE 버퍼 상에서 보관하였고, S1 및 Output, S2 및 유니버셜 코드를 Bio Rad MyCycler Thermal Cycler PCR (Bio Rad, Hercules, California, USA)을 이용해 염 농도 200 mM의 TE 버퍼 상에서 이중 가닥 형태로 결합시켰다.To amplify and detect the target sequence by targeting miR-21 and converting it into a universal code having a specific sequence, a scaffold mediated strand displacement reaction (Yurke, Bernard (2000)) Based on "A DNA-fuelled molecular machine made of DNA". Nature. 406 (6796): 605-8.), a universal code conversion system consisting of two cycles was fabricated. Specifically, the universal code conversion system proceeds by a two-cycle system, where the target miRNA is first converted to the output sequence attached to Substrate 1 (S1) through the first cycle system, and then moves to the second cycle system and moves to Substrate 2 It is converted into the form of the universal code (U) attached to (S2), and in each cycle, the target is a system that can be reused by the fuel sequence. That is, in Cycle 1, the target sequence, miR-21, is invading the toehold part of the complementary bound S1 (Substrate 1) and the output sequence (original strand) (the 3' part of S1 to which the output sequence is not bound, miRNA toehold). input as a strand and the output sequence goes to cycle 2; The target sequence bound to S1 is separated from S1 as the Fuel 1 sequence (F1) is input as an invading strand to the Fuel 1 toehold part (the part where the 3' of the target sequence miRNA and the S1 sequence is not bound, Fuel toehold); And again, it is input as an invading strand to the structure in which S1 and the output sequence are combined and recycled (Cycle 1 in FIG. 1). In addition, in cycle 2, the output sequence transferred from cycle 1 is input as an invading strand to the toehold part of the universal code complementary to the S2 sequence (Substrate 2) (the 3' part of the S2 sequence that is not bound to the universal code). code comes off S2; And the Fuel 2 sequence (F2) is input as an invading strand to the Fuel 2 toehold portion of the Output sequence coupled with S2 (the portion where the 3' and S2 sequences of the Output sequence are not coupled), so that the Output sequence is separated from S2 and re-combined with S2 In the complementary combined universal code, it is input again to the toehold part and recycled (Cycle 2 in FIG. 1). For this, S1 and S2, Output (O), Fuel 1 and 2 (F1 and F2), and universal code (U) for miR-21 of the sequence shown in Table 1 through the Nupack program It was designed in consideration of the thermodynamic reaction relationship (FIG. 2), and sequences under various conditions were designed for sequence optimization experiments (Table 2). The designed and manufactured sequences were stored in TE buffer, and S1, Output, S2, and universal codes were double-stranded in TE buffer with a salt concentration of 200 mM using Bio Rad MyCycler Thermal Cycler PCR (Bio Rad, Hercules, California, USA). was combined with

miRNAmiRNA 5'-Sequence-3'5'-Sequence-3' SEQ ID No.SEQ ID No. miR-200b-3pmiR-200b-3p UAA UAC UGC CUG GUA AUG AUG AUAA UAC UGC CUG GUA AUG AUG A 1One miR-200cmiR-200c UAA UAC UGC CGG GUA AUG AUG GAUAA UAC UGC CGG GUA AUG AUG GA 22 miR-let 7 amiR-let 7a UGA GGU AGU AGG UUG UAU AGU U UGA GGU AGU AGG UUG UAU AGU U 33 miR-let 7 cmiR-let 7 c UGA GGU AGU AGG UUG UAU GGU U UGA GGU AGU AGG UUG UAU GGU U 44 miR-let 7 dmiR-let 7d AGA GGU AGU AGG UUG CAU AGU U AGA GGU AGU AGG UUG CAU AGU U 55 miR-let 7 fmiR-let 7 f UGA GGU AGU AGA UUG UAU AGU U UGA GGU AGU AGA UUG UAU AGU U 66 miR-191miR-191 CAA CGG AAU CCC AAA AGC AGC UGCAA CGG AAU CCC AAA AGC AGC UG 77 miR-26amiR-26a UUC AAG UAA UCC AGG AUA GGC UUUC AAG UAA UCC AGG AUA GGC U 88 miR-342-3pmiR-342-3p UCU CAC ACA GAA AUC GCA CCC GUUCU CAC ACA GAA AUC GCA CCC GU 99 miR-1826miR-1826 AUU GAU CAU CGA CAC UUC GAA CGC AAUAUU GAU CAU CGA CAC UUC GAA CGC AAU 1010 miR-1979miR-1979 CUC CCA CUG CUU CAC UUG ACU ACUC CCA CUG CUU CAC UUG ACU A 1111 miR-21miR-21 UAG CUU AUC AGA CUG AUG UUG A UAG CUU AUC AGA CUG AUG UUG A 1212

*miR-21의 경우, 3'-말단에 Cy3 염료를 부착하여 본 발명 시스템의 초기 경향성을 확인함*In the case of miR-21, the initial tendency of the system of the present invention was confirmed by attaching a Cy3 dye to the 3'-end.

Name of strandName of strand versionversion 5'-Sequence-3'5'-Sequence-3' SEQ ID
No.
SEQ ID
No.
O
(output)
O
(output)
m 8 toeholdm 8 toehold CAG ACT GAT GTT GAA GTA CCC CAG TGT TCAG ACT GAT GTT GAA GTA CCC CAG TGT T 1313
m 10 toeholdm 10 toehold GAC TGA TGT TGA AGT ACC CCA GTG TTGAC TGA TGT TGA AGT ACC CCA GTG TT 1414 m 12 toeholdm 12 toehold CTG ATG TTG AAG TAC CCC AGT GTTCTG ATG TTG AAG TAC CCC AGT GTT 1515 F1
(Fuel 1)
F1
(Fuel 1)
No loop 8 stemNo loop 8 stem GAC TGA TGT TGA AGT ACC GAC GTA CGGAC TGA TGT TGA AGT ACC GAC GTA CG 1616
loop 8 stemloop 8 stem GAC TGA TGT TGA AGT ACC GAC GTA CGT ATA CGT ACGGAC TGA TGT TGA AGT ACC GAC GTA CGT ATA CGT ACG 1717 No loop 10 stemNo loop 10 stem GAC TGA TGT TGA AGT ACC CAG ACG TAC GGAC TGA TGT TGA AGT ACC CAG ACG TAC G 1818 loop 10 stemloop 10 stem GAC TGA TGT TGA AGT ACC CAG ACG TAC GTA TAC GTA CGGAC TGA TGT TGA AGT ACC CAG ACG TAC GTA TAC GTA CG 1919 S1
(substrate 1)
S1
(substrate 1)
8 stem8 stem GAC GTA CGT ATA CGT ACG TCG GTA CTT CAA CAT CAG TCT GAT AAG CTAGAC GTA CGT ATA CGT ACG TCG GTA CTT CAA CAT CAG TCT GAT AAG CTA 2020
10 stem10 stem CAG ACG TAC GTA TAC GTA CGT CTG GGT ACT TCA ACA TCA GTC TGA TAA GCT ACAG ACG TAC GTA TAC GTA CGT CTG GGT ACT TCA ACA TCA GTC TGA TAA GCT A 2121 O
(output)
O
(output)
F 4 toeholdF 4 toehold GAC TGA TGT TGA AGT A CCA GTG TTGAC TGA TGT TGA AGT A CCA GTG TT 2222
F 6 toeholdF 6 toehold GAC TGA TGT TGA AGT ACC CCA GTG TTGAC TGA TGT TGA AGT ACC CCA GTG TT 2323 F 8 toeholdF 8 toehold GAC TGA TGT TGA AGT ACC GA CCA GTG TTGAC TGA TGT TGA AGT ACC GA CCA GTG TT 2424 F1
(Fuel 1)
F1
(Fuel 1)
F 4 toeholdF 4 toehold GAC TGA TGT TGA AGT A CAG ACG TAC GTA TAC GTA CGGAC TGA TGT TGA AGT A CAG ACG TAC GTA TAC GTA CG 2525
F 6 toeholdF 6 toehold GAC TGA TGT TGA AGT ACC CAG ACG TAC GTA TAC GTA CGGAC TGA TGT TGA AGT ACC CAG ACG TAC GTA TAC GTA CG 2626 F 8 toeholdF 8 toehold GAC TGA TGT TGA AGT ACC GA CAG ACG TAC GTA TAC GTA CGGAC TGA TGT TGA AGT ACC GA CAG ACG TAC GTA TAC GTA CG 2727 S1
(substrate 1)
S1
(substrate 1)
F 4 toeholdF 4 toehold CAG ACG TAC GTA TAC GTA CGT CTG T ACT TCA ACA TCA GTC TGA TAA GCT ACAG ACG TAC GTA TAC GTA CGT CTG T ACT TCA ACA TCA GTC TGA TAA GCT A 2828
F 6 toeholdF 6 toehold CAG ACG TAC GTA TAC GTA CGT CTG GGT ACT TCA ACA TCA GTC TGA TAA GCT ACAG ACG TAC GTA TAC GTA CGT CTG GGT ACT TCA ACA TCA GTC TGA TAA GCT A 2929 F 8 toeholdF 8 toehold CAG ACG TAC GTA TAC GTA CGT CTG TC GGT ACT TCA ACA TCA GTC TGA TAA GCT ACAG ACG TAC GTA TAC GTA CGT CTG TC GGT ACT TCA ACA TCA GTC TGA TAA GCT A 3030

실시예 2. 유니버셜 코드 서열 최적화Example 2. Universal Code Sequence Optimization

유니버셜 코드 서열의 최적화를 위해, 상기에서 제작한 miR-21에 대한 S1 및 S2, Output, Fuel 1 및 2, 및 유니버셜 코드 (universal code, U)들 (표 2)에서 Output의 toehold 서열 (Output이 결합하지 않은 S1의 단일가닥 부분으로서 miRNA가 들어오는 부분, 도 3a의 하단에 표시)의 갯수 (4, 6 또는 8개), Fuel 서열의 고리 유무, stem의 수, 및 S1의 Fuel toehold 서열 (타겟 서열과 S1이 결합되지 않아 단일 서열이 드러나 있어 Fuel 1이 들어오는 부분, 도 3c 하단에 표시)의 갯수에 따른 반응 차이를 전기영동으로 확인하였다. 전기 영동은 15% 폴리 아크릴 아마이드 겔 (poly acryl amide gel)에 시료를 로딩하고 Bio Rad PowerPac basic (Bio Rad, Hercules, CA, USA)과 Bio Rad CRITERION Cell (Bio Rad, Hercules, California, USA)을 이용해 110V, 1시간 동안 TBE 버퍼 조건 하에서 시행하였으며, 전기 영동 시 온도는 4℃를 유지하였다. 각각의 시료는 몰 농도를 기준으로 200 nM 상태에서 반응이 이루어졌고 반응 시간 및 온도는 6 시간, 25℃로 설정하였다. 전기영동시 각 시료는 10 μ의 부피로 로딩되었으며 무게로는 시료당 30 ~ 50 ng씩 로딩되었다. 전기 영동을 마친 폴리 아크릴 아마이드 겔은 겔레드를 이용해 30분간 염색하였으며 FluoroBox (NEO Science, Seoul, Korea)를 이용해 이미지를 얻었고, 반응 진행의 정량적인 분석은 이미지제이(Imagej) 툴을 사용하여 전기 영동 밴드의 세기를 분석하였다. 실험 조건 부분에서 반응 온도나 시간 유니버셜 코드 시스템의 구성물들 간의 비율에 대한 최적화를 실행한 결과, 반응 온도 조건에서 cycle 1의 반응 진행이 확인되었는데, 37.5℃ 이상에서는 1번 열에서도 S1F1 밴드가 선명히 나타났고, 2번 열 및 3번 열의 경우 온도가 높아질수록 반응 진행도가 높아질 수는 있는 것으로 보였으나 큰 차이가 없는 것으로 나타나 25℃에서 실험을 진행하였다 (도 3a). 또한, 반응 시간에 대해서는 시간 이후부터 3번 열에서 거의 대부분이 S1F1 밴드로 전환되었음이 확인되어, 이후의 실험에서도 6시간 반응 진행 이후 측정하였다 (도 3b). 아울러, 전기 영동 이미지를 통한 반응 진행도는 이미지 제이 프로그램을 이용해 얻은 밴드의 강도를 하기의 수학식 1을 이용해 분석하였다.For the optimization of the universal code sequence, the toehold sequence of the Output in S1 and S2, Output, Fuel 1 and 2, and universal codes (U) (Table 2) for miR-21 prepared above (Table 2) The single-stranded portion of S1 that is not bound, the portion into which the miRNA enters, shown at the bottom of Figure 3a) the number (4, 6 or 8), the presence or absence of a ring of the Fuel sequence, the number of stems, and the Fuel toehold sequence of S1 (target A single sequence was revealed because the sequence and S1 were not combined, so the difference in the reaction according to the number of parts where Fuel 1 entered (shown at the bottom of FIG. 3c) was confirmed by electrophoresis. For electrophoresis, the sample was loaded on 15% poly acryl amide gel, and Bio Rad PowerPac basic (Bio Rad, Hercules, CA, USA) and Bio Rad CRITERION Cell (Bio Rad, Hercules, California, USA) were used. It was carried out under TBE buffer conditions for 1 hour at 110 V using the electrophoresis, and the temperature was maintained at 4 °C during electrophoresis. Each sample was reacted at 200 nM based on the molar concentration, and the reaction time and temperature were set to 6 hours and 25°C. During electrophoresis, each sample was loaded in a volume of 10 μ, and 30 to 50 ng of each sample was loaded by weight. After electrophoresis, the polyacrylamide gel was stained with Gel Red for 30 minutes and images were obtained using FluoroBox (NEO Science, Seoul, Korea). For quantitative analysis of the reaction progress, electrophoresis was performed using the Imagej tool. The band strength was analyzed. As a result of optimizing the reaction temperature or the ratio between the components of the time universal code system in the experimental condition, the reaction progress of cycle 1 was confirmed under the reaction temperature condition. In the case of rows 2 and 3, it seemed that the reaction progress could increase as the temperature increased, but there was no significant difference, so the experiment was conducted at 25° C. (FIG. 3a). In addition, as for the reaction time, it was confirmed that almost all of them were converted to the S1F1 band in column 3 after the time, and the reaction time was also measured after the reaction progressed for 6 hours ( FIG. 3b ). In addition, the reaction progress through the electrophoresis image was analyzed using Equation 1 below for the intensity of the band obtained using the image J program.

Figure 112020102912483-pat00001
Figure 112020102912483-pat00001

A = (반응 진행시킨 시료의 결과물 밴드 강도) / (결과물 밴드 대조군의 밴드 강도); 및A = (intensity of the resulting band of the sample in which the reaction was performed) / (band intensity of the resultant band of the control group); and

B = (반응 진행시킨 시료의 반응 전 밴드 강도) / (반응 전 밴드 대조군의 밴드 강도).B = (band intensity before the reaction of the sample in which the reaction was performed) / (band intensity of the control band before the reaction).

그 결과, toehold 서열의 개수가 4개일 때는 S1O-S1m 반응이 거의 일어나지 않았으나, 6개에서 S1O-S1F1가 약 19% 및 S1m-S1F1가 약 47%로 나타났고, 8개에서 S1O-S1F1가 42% 및 S1m-S1F1가 58%로 나타났다 (도 4a). 또한, Fuel 서열에 고리가 없을 때 S1O-S1F1 반응 진행이 매우 잘 일어났고 stem의 갯수가 8개 일 때 (S1O-S1F1 14% 및 S1m-S1F1 22%)보다 10개일 때 (S1O-S1F1 13% 및 S1m-S1F1 37%)가 반응이 좀 더 안정적으로 진행되는 것으로 나타났다 (도 4b). 아울러, S1O-S1F1 및 S1m-S1F1의 반응 진행이 S1의 Fuel toehold 갯수가 4개일 때 각각 9% 및 37%이고, 6개일 때 10% 및 41%, 8개일 때 14% 및 42%로 나타났다 (도 4c). 이에, Fuel 서열은 고리 구조에 stem 서열 10개, toehold 서열 부분은 6개로 선정하였다.As a result, when the number of toehold sequences was 4, S10-S1m reaction hardly occurred, but S10-S1F1 was about 19% and S1m-S1F1 was about 47% in 6, and S10-S1F1 was 42 in 8. % and S1m-S1F1 were found to be 58% (Fig. 4a). In addition, when there was no ring in the fuel sequence, the S1O-S1F1 reaction proceeded very well, and when the number of stems was 8 (S1O-S1F1 14% and S1m-S1F1 22%), when there were 10 (S1O-S1F1 13%) and S1m-S1F1 37%) showed that the reaction proceeded more stably ( FIG. 4b ). In addition, the reaction progress of S1O-S1F1 and S1m-S1F1 was 9% and 37%, respectively, when the number of fuel toeholds of S1 was 4, 10% and 41% when 6, and 14% and 42% when 8 ( Fig. 4c). Accordingly, the fuel sequence was selected as 10 stem sequences and 6 toehold sequences in the ring structure.

실시예 3. 유니버셜 코드 전환 확인Example 3. Confirmation of Universal Code Conversion

본 발명의 유니버셜 코드 전환 과정에서 Cycle 1 및 Cycle 2의 각 단계에서 농도별 반응 진행을 전기 영동 방법으로 확인하고, 검출 한계를 하기의 수학식 2로 계산하였으며, 검출 신호 증폭률을 하기 수학식 3으로 계산하였다.In the universal code conversion process of the present invention, the reaction progress by concentration in each step of Cycle 1 and Cycle 2 was confirmed by the electrophoresis method, the detection limit was calculated by the following Equation 2, and the detection signal amplification rate was calculated as the following Equation 3 Calculated.

Figure 112020102912483-pat00002
Figure 112020102912483-pat00002

s = standard deviation of the response; 및s = standard deviation of the response; and

S = slope of the calibration curve (linear).S = slope of the calibration curve (linear).

Figure 112020102912483-pat00003
Figure 112020102912483-pat00003

그 결과, 단계별로 농도에 대한 반응 진행은 정비례 관계에 있는 것으로 나타났으며, 반응 속도에 따른 차이가 있으나 시간이 지남에 따라 반응 진행이 전체적으로 S 자형을 그림이 확인되었다 (도 5). 구체적으로, 도 5의 전기 영동 이미지 1 및 2번 열은 다음 단계 타겟으로의 전환을 나타내고, 3 및 4번 열은 타겟 유무에 따른 반응 차이를 나타내며, 이미지 제이 툴로 밴드 강도를 측정하고 상기 수학식 1으로 계산했을 때 도 5a의 1번 열에서 반응 진행은 약 73%, 2번 열에서는 약 94%가 진행된 것으로 나타났으며, 5b의 1번 열에서 약 93%, 2번 열의 경우 69% 가 진행된 것으로 나타났다. 또한, 도 5a의 3 및 4번 열에서 타겟에 의한 반응 차이는 82%로, 도 5b의 3 및 4번 열에서는 64%의 반응 진행 차이가 확인되었다. 아울러, miRNA 농도에 따른 유니버셜 코드의 반응 진행을 확인한 결과, Cycle 1에서 6시간 기준 평균적으로 약 3.95 배, Cycle 2에서 약 1.24 배 증폭되는 것으로 확인되었으며, 전체 순환 에서는 6시간 기준 평균 2.13 배 증폭되나, 12시간까지 반응을 진행하면 4.13 배까지 증폭률이 증가하는 것으로 나타났다 (도 6). 이를 통해, 두 개의 Cycle이 모두 돌아가면서 전체 반응 시간이 증가하게 된 것으로 보이며, 시스템의 검출 한계는 18.5 nM로 계산되었다.As a result, the progress of the reaction with respect to the concentration was shown to be in a direct proportional relationship with each step, and although there was a difference according to the reaction rate, it was confirmed that the reaction progress as a whole over time had an S-shaped figure (FIG. 5). Specifically, columns 1 and 2 of the electrophoretic image of FIG. 5 show the transition to the next stage target, columns 3 and 4 show the difference in response depending on the presence or absence of the target, and the band intensity is measured with the Image J tool, and the above equation When calculated as 1, it was found that about 73% of the reaction proceeded in column 1 of FIG. 5a, and about 94% progressed in column 2 of FIG. 5b, and about 93% in column 1 of FIG. appeared to have progressed. In addition, a difference in reaction progress by the target in columns 3 and 4 of FIG. 5A was 82%, and in columns 3 and 4 of FIG. 5B, a difference in reaction progress of 64% was confirmed. In addition, as a result of confirming the reaction progress of the universal code according to the miRNA concentration, it was confirmed that the average amplification was about 3.95 times in Cycle 1 for 6 hours and about 1.24 times in Cycle 2, and in the entire cycle, it was amplified by an average of 2.13 times based on 6 hours. , it was found that the amplification rate increased by 4.13 times when the reaction was carried out for up to 12 hours (FIG. 6). Through this, it seems that the overall reaction time increased as both cycles were rotated, and the detection limit of the system was calculated to be 18.5 nM.

실시예 4. 다양한 표적 RNA에 대한 적용Example 4. Application to various target RNAs

유니버셜 코드 시스템의 특이성을 확인하기 위하여, 상기 표 1의 miRNA들에 대한 S1 및 S2, Output, Fuel 1 및 2, 및 유니버셜 코드 (universal code, U)들을 상기 실시예들에서와 같이 제작하였다 (표 3). 이 후, miR-21의 유니버셜 코드에 대해 총 12종의 miRNA를 주입하였을 때의 반응 진행을 형광으로 분석하였다. 구체적으로, 형광 샘플은 200 mM 염 농도의 TE 버퍼 상에서 반응을 진행시켰고, 형광 동역학측정을 위해 SpectraMax M5 microplate reader (Molecular Devices, Sunnyvale, California, USA)를 사용해 12시간 동안 FAM (Fluorescein phosphoramidite, 여기 파장 485nm, 방출 파장 525nm), Cy 3 (Cyanine-3, 여기 파장 540nm, 방출 파장 570nm) 및 Cy 5 (Cyanine-5, 여기 파장 640nm, 방출 파장 670nm) 조건에서 각 형광의 변화를 확인하였다. 시료 당 100 nM 농도, 100 μ의 부피로 실험되었으며 모든 실험은 같은 조건에서 같은 실험자에 의해 3회 실험되었다. 각 사이클 시스템의 반응은 각각 S1O 서열 (S1 서열과 O 서열이 결합된 상태)에 타겟 miRNA인 miR-21 및 F1을 주입하거나, S2U 서열 (S1 서열과 U 서열이 결합된 상태)에 O 및 F2를 주입하는 형태로 이루어졌다. 전체 사이클 시스템의 경우 S1O 및 S2U를 동시에 포함하고 있는 시료에 F1, F2 및 농도별 miRNA를 주입하는 방식으로 이루어졌다. 최종적으로 12종에 대한 유니버셜 코드 전환 확인에서는 S1O, S2U, F1 및 F2가 모두 있는 상황에서 miRNA를 넣었을 때와 넣지 않았을 때, 소광체가 달린 S2를 다시 넣어준 상태에서 차광 되는 양을 통해 유니버셜 코드의 전환이 확인되었다. 아울러, 상기 12종의 각 miRNA들에 대한 유니버셜 코드 변환 시스템의 Cycle 1 부분의 반응 진행도와 Cycle 2 부분의 반응 진행도를 전기영동으로 상기 실시예 2 및 3에서와 같이 확인하였다.In order to confirm the specificity of the universal code system, S1 and S2, Output, Fuel 1 and 2, and universal codes (U) for the miRNAs in Table 1 were prepared as in the Examples (Table 1). 3). Thereafter, reaction progress when a total of 12 types of miRNAs were injected against the universal code of miR-21 was analyzed by fluorescence. Specifically, the fluorescence sample was reacted in TE buffer with 200 mM salt concentration, and FAM (Fluorescein phosphoramidite, excitation wavelength) was used for 12 hours using a SpectraMax M5 microplate reader (Molecular Devices, Sunnyvale, California, USA) to measure fluorescence kinetics. 485 nm, emission wavelength 525 nm), Cy 3 (Cyanine-3, excitation wavelength 540 nm, emission wavelength 570 nm), and Cy 5 (Cyanine-5, excitation wavelength 640 nm, emission wavelength 670 nm) conditions were confirmed. Each sample was tested at a concentration of 100 nM and a volume of 100 μ, and all experiments were performed three times by the same experimenter under the same conditions. The reaction of each cycle system is to inject the target miRNAs miR-21 and F1 into the S10 sequence (the state in which the S1 sequence and the O sequence are combined), respectively, or the O and F2 sequences in the S2U sequence (the state where the S1 sequence and the U sequence are combined), respectively. was made in the form of injection. In the case of the whole cycle system, it was done by injecting F1, F2, and miRNA by concentration into a sample containing S10 and S2U at the same time. Finally, in the confirmation of universal code conversion for 12 species, in the presence of S1O, S2U, F1 and F2, when miRNA was inserted and when not, and when S2 with a quencher was put back in, the amount of light blocked through the amount of universal code The conversion was confirmed. In addition, the reaction progress of the Cycle 1 part of the universal code conversion system for each of the 12 miRNAs and the reaction progress of the Cycle 2 part were confirmed as in Examples 2 and 3 by electrophoresis.

miRNAmiRNA Strand nameStrand name 5'-Sequence-3'5'-Sequence-3' SEQ ID
No.
SEQ ID
No.
miR-
200b-3p
miR-
200b-3p
S1 S1
substrate 1)substrate 1)
CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT TCA TCA TTA CCA GGC AGT ATT ACAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT TCA TCA TTA CCA GGC AGT ATT A 3131
O O
(output)(output)
TGG TAA TGA TGA AGT ACC CCA GTG TT TGG TAA TGA TGA AGT ACC CCA GTG TT 3232
F1 F1
(fuel 1)(fuel 1)
TGG TAA TGA TGA AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACGTGG TAA TGA TGA AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG 3333
S2 S2
(substrate 2)(substrate 2)
(Quencher/normal) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CTT CAT CAT T ( Quencher/normal ) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CTT CAT CAT T 3434
miR-
200c
miR-
200c
S1 S1
(substrate 1)(substrate 1)
CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT TCC ATC ATT ACC CGG CAG TAT TCAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT TCC ATC ATT ACC CGG CAG TAT T 3535
O O
(output)(output)
GGT AAT GAT GGA AGT ACC CCA GTG TTGGT AAT GAT GGA AGT ACC CCA GTG TT 3636
F1 F1
(fuel 1)(fuel 1)
GGT AAT GAT GGA AGT ACC CAG ACG TAC GTA TAC GTA CGGGT AAT GAT GGA AGT ACC CAG ACG TAC GTA TAC GTA CG 3737
S2 S2
(substrate 2)(substrate 2)
(Quencher/normal) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CT TCCATCAT( Quencher/normal ) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CT TCCATCAT 3838
miR-
let 7a
miR-
let 7a
S1 S1
(substrate 1)(substrate 1)
CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT AAC TAT ACA ACC TAC TAC CTC ACAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT AAC TAT ACA ACC TAC TAC CTC A 3939
O O
(output)(output)
GGT TGT ATA GTT AGT ACC CCA GTG TT GGT TGT ATA GTT AGT ACC CCA GTG TT 4040
F1 F1
(fuel 1)(fuel 1)
GGT TGT ATA GTT AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACGGGT TGT ATA GTT AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG 4141
S2 S2
(substrate 2)(substrate 2)
(Quencher/normal) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CTA ACT ATA C( Quencher/normal ) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CTA ACT ATA C 4242
miR-
let 7c
miR-
let 7c
S1 S1
(substrate 1)(substrate 1)
CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT AAC CAT ACA ACC TAC TAC CTC ACAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT AAC CAT ACA ACC TAC TAC CTC A 4343
O O
(output)(output)
GGT TGT ATG GTT AGT ACC CCA GTG TT GGT TGT ATG GTT AGT ACC CCA GTG TT 4444
F1 F1
(fuel 1)(fuel 1)
GGT TGT ATG GTT AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACGGGT TGT ATG GTT AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG 4545
S2 S2
(substrate 2)(substrate 2)
(Quencher/normal) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CTA ACC ATA C( Quencher/normal ) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CTA ACC ATA C 4646
miR-
let 7d
miR-
let 7d
S1 S1
(substrate 1)(substrate 1)
CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT AAC TAT GCA ACC TAC TAC CTC TCAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT AAC TAT GCA ACC TAC TAC CTC T 4747
O O
(output)(output)
GGT TGC ATA GTT AGT ACC CCA GTG TT GGT TGC ATA GTT AGT ACC CCA GTG TT 4848
F1 F1
(fuel 1)(fuel 1)
GGT TGC ATA GTT AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACGGGT TGC ATA GTT AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG 4949
S2 S2
(substrate 2)(substrate 2)
(Quencher/normal) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CTA ACC ATA C( Quencher/normal ) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CTA ACC ATA C 5050
miR-
let 7f
miR-
let 7f
S1 S1
(substrate 1)(substrate 1)
CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT AAC TAT ACA ATC TAC TAC CTC ACAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT AAC TAT ACA ATC TAC TAC CTC A 5151
O O
(output)(output)
GAU UGU AUA GUU AGT ACC CCA GTG TT GAU UGU AUA GUU AGT ACC CCA GTG TT 5252
F1 F1
(fuel 1)(fuel 1)
GAU UGU AUA GUU AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACGGAU UGU AUA GUU AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG 5353
S2 S2
(substrate 2)(substrate 2)
(Quencher/normal) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CTA ACT ATA C( Quencher/normal ) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CTA ACT ATA C 5454
miR-
191
miR-
191
S1 S1
(substrate 1)(substrate 1)
CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT CAG CTG CTT TTG GGA TTC CGT TCAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT CAG CTG CTT TTG GGA TTC CGT T 5555
O O
(output)(output)
CAA AAG CAG CTG AGT ACC CCA GTG TT CAA AAG CAG CTG AGT ACC CCA GTG TT 5656
F1 F1
(fuel 1)(fuel 1)
CAA AAG CAG CTG AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACGCAA AAG CAG CTG AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG 5757
S2 S2
(substrate 2)(substrate 2)
(Quencher/normal) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CTC AGC TGC T( Quencher/normal ) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CTC AGC TGC T 5858
miR-
26a
miR-
26a
S1 S1
(substrate 1)(substrate 1)
CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT AGC CTA TCC TGG ATT ACT TGA ACAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT AGC CTA TCC TGG ATT ACT TGA A 5959
O O
(output)(output)
CCA GGA TAG GCT AGT ACC CCA GTG TT CCA GGA TAG GCT AGT ACC CCA GTG TT 6060
F1 F1
(fuel 1)(fuel 1)
CCA GGA TAG GCT AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACGCCA GGA TAG GCT AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG 6161
S2 S2
(substrate 2)(substrate 2)
(Quencher/normal) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CT AGC CTA TC( Quencher/normal ) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CT AGC CTA TC 6262
miR-
342-3p
miR-
342-3p
S1 S1
(substrate 1)(substrate 1)
CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT ACG GGT GCG ATT TCT GTG TGA GCAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT ACG GGT GCG ATT TCT GTG TGA G 6363
O O
(output)(output)
AAT CGC ACC CGT AGT ACC CCA GTG TT AAT CGC ACC CGT AGT ACC CCA GTG TT 6464
F1 F1
(fuel 1)(fuel 1)
AAT CGC ACC CGT AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACGAAT CGC ACC CGT AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG 6565
S2 S2
(substrate 2)(substrate 2)
(Quencher/normal) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CT ACG GGT GC( Quencher/normal ) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CT ACG GGT GC 6666
miR-
1826
miR-
1826
S1 S1
(substrate 1)(substrate 1)
CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT ATT GCG TTC GAA GTG TCG ATG ACAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT ATT GCG TTC GAA GTG TCG ATG A 6767
O O
(output)(output)
TTC GAA CGC AAT AGT ACC CCA GTG TTTTC GAA CGC AAT AGT ACC CCA GTG TT 6868
F1 F1
(fuel 1)(fuel 1)
TTC GAA CGC AAT AGT ACC CAG ACG TAC GTA TAC GTA CGTTC GAA CGC AAT AGT ACC CAG ACG TAC GTA TAC GTA CG 6969
S2 S2
(substrate 2)(substrate 2)
(Quencher/normal) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CT ATTGCGTT( Quencher/normal ) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CT ATTGCGTT 7070
miR-
1979
miR-
1979
S1 S1
(substrate 1)(substrate 1)
CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT TAG TCA AGT GAA GCA GTG GGA GCAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT TAG TCA AGT GAA GCA GTG GGA G 7171
O O
(output)(output)
TTC ACT TGA CTA AGT ACC CCA GTG TTTTC ACT TGA CTA AGT ACC CCA GTG TT 7272
F1 F1
(fuel 1)(fuel 1)
TTC ACT TGA CTA AGT ACC CAG ACG TAC GTA TAC GTA CG TTC ACT TGA CTA AGT ACC CAG ACG TAC GTA TAC GTA CG 7373
S2 S2
(substrate 2)(substrate 2)
(Quencher/normal) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CT TAGTCA AG( Quencher/normal ) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CT TAGTCA AG 7474
miR-21miR-21 S1 S1
(substrate 1)(substrate 1)
(Quencher/normal) - CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT TCA ACA TCA GTC TG ATA AGC TA ( Quencher/normal ) - CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG TCT G GGT ACT TCA ACA TCA GTC TG ATA AGC TA 7575
O O
(output)(output)
GAC TGA TGT TGA AGT ACC CCA GTG TT - (FAM/normal)GAC TGA TGT TGA AGT ACC CCA GTG TT - ( FAM/normal ) 7676
F1 F1
(fuel 1)(fuel 1)
GAC TGA TGT TGA AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACGGAC TGA TGT TGA AGT ACC CAG ACG TAC G TAT A CGT ACG 7777
S2 S2
(substrate 2)(substrate 2)
(Quencher/normal) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CT TCA ACA TC( Quencher/normal ) - GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GAC C ACA CCA AAC ACT GGG GTA CT TCA ACA TC 7878
UniversalUniversal UU
(universal code)(universal code)
T ACC CCA GTG TT TGG TGT GTTT - (Cy5/normal)T ACC CCA GTG TT TGG TGT GTTT - ( Cy5/normal ) 7979
F2 (fuel 2)F2 (fuel 2) T ACC CCA GTG TT TGG TGT GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA GT ACC CCA GTG TT TGG TGT GGT CTA GGA A TAT A TTC CTA G 8080

그 결과, miR-21의 유니버셜 코드에 다른 miRNA를 주입했을 때와 비교하여 miR-21을 주입하였을 때가 평균 약 7배 이상의 반응 진행 차이가 발생하였다 (도 7a). 이는 특정 표적에 대한 유니버셜 코드가 해당 표적에 특이적인 검출능을 갖는다는 것을 의미한다. 이에 따른 유의성 분석을 위해 T검정을 진행했으며, 모든 miRNA에 대해 p-값 0.01 이하로 유의성이 있음을 확인하였다.As a result, compared to when other miRNAs were injected into the universal code of miR-21, when miR-21 was injected, there was an average of about 7-fold or more difference in reaction progress ( FIG. 7a ). This means that the universal code for a specific target has a detectability specific to the target. A T-test was performed to analyze the significance accordingly, and it was confirmed that there was significance with a p-value of 0.01 or less for all miRNAs.

또한, 최종적으로 12종 각각의 표적 miRNA에 대한 유니버셜 코드 시스템에 의한 유니버셜 코드로의 전환 및 검출능을 확인한 결과, 각각의 코드 시스템에 맞추어 miRNA를 주입한 시료와 주입하지 않은 시료의 형광 데이터가 확연히 구분 가능한 결과 차이를 나타냈으며 T 검정을 통한 유의성 검사에서도 모두 유의미한 차이를 보여주었다 (도 7b). 추가로 각각의 표적 miRNA에 대한 유니버셜 코드 시스템의 전기영동 결과에서도 12종의 표적 miRNA 각각이 단일화된 서열을 갖는 유니버셜 코드로 잘 전환되는 것으로 나타났다 (도 8 및 9).In addition, as a result of confirming the conversion and detection ability of the universal code system to the universal code system for each of the 12 target miRNAs, the fluorescence data of the sample injected with miRNA and the sample without the injection according to each coding system were clearly confirmed. A discriminable result difference was shown, and both showed a significant difference in the significance test through the T test (FIG. 7b). In addition, the electrophoresis results of the universal code system for each target miRNA also showed that each of the 12 target miRNAs was well converted into a universal code having a single sequence ( FIGS. 8 and 9 ).

실시예 5. 유니버셜 코드의 핵산 검출용 그래핀 센서Example 5 Graphene Sensor for Nucleic Acid Detection of Universal Code

다음으로, 상기 유니버셜 코드를 사용한 본 발명의 핵산 검출용 그래핀 센서를 사용하여 농도에 따른 형광 값을 확인하였다. 샘플은 200 mM 염 농도의 TE 완충액으로, 핵산 검출 시스템의 농도가 각각 100 nM이 되도록 샘플을 준비하고, 표적 핵산(EGFR del 19 돌연변이체)을 첨가한 후, 30분간 인큐베이션하였다. TNT 시스템 (그래핀 바이오센서)을 동일 농도로 주입 후 산화 그래핀 첨가하였다. 그 후, SpectraMax M5 마이크로 플레이트를 사용하여 FAM (Fluorescein phosphoramide, 여기 파장 485nm, 방출 파장 525nm)으로 형광 값을 측정하였다. 사용된 표적 핵산(EGFR del 19 돌연변이체) 및 TNT 시스템의 각각의 프로브 서열은 표 4와 같다.Next, the fluorescence value according to the concentration was confirmed using the graphene sensor for nucleic acid detection of the present invention using the universal code. Samples were prepared in a TE buffer with a salt concentration of 200 mM, so that the concentration of the nucleic acid detection system was 100 nM, respectively, and the target nucleic acid (EGFR del 19 mutant) was added, followed by incubation for 30 minutes. After the TNT system (graphene biosensor) was injected at the same concentration, graphene oxide was added. Thereafter, fluorescence values were measured by FAM (Fluorescein phosphoramide, excitation wavelength 485 nm, emission wavelength 525 nm) using a SpectraMax M5 microplate. Table 4 shows the target nucleic acid (EGFR del 19 mutant) used and the respective probe sequences of the TNT system.

도 10에 도시된 것과 같이, 타겟 농도를 5, 10, 20, 50, 100, 150 및 200 nM으로 변경함에 따라 형광 값이 sigmoidal 형으로 증가하는 것을 확인하였으며, 이는 표적의 형태가 성공적으로 변환되고 일부 증폭되었음을 의미한다.As shown in FIG. 10 , it was confirmed that the fluorescence value increased to the sigmoidal type as the target concentration was changed to 5, 10, 20, 50, 100, 150 and 200 nM, which resulted in the successful conversion of the target shape and It means some amplification.

miRNAmiRNA Strand nameStrand name 5'-Sequence-3'5'-Sequence-3' SEQ ID
No.
SEQ ID
No.
EGFR del 19EGFR del 19 S1 S1
(substrate 1)(substrate 1)
CAG ACG TAC GTA TAC GTA CGT CTG GGT ACT GGA GAT GTC TTG ATA GCG ACG GCAG ACG TAC GTA TAC GTA CGT CTG GGT ACT GGA GAT GTC TTG ATA GCG ACG G 8181
OO
(output)(output)
CAA GAC ATC TCC AGT ACC CCA GTG TTCAA GAC ATC TCC AGT ACC CCA GTG TT 8282
F1 (fuel 1)F1 (fuel 1) CAA GAC ATC TCC AGT ACC CAG ACG TAC GTA TAC GTA CGCAA GAC ATC TCC AGT ACC CAG ACG TAC GTA TAC GTA CG 8383 S2 (substrate 2)S2 (substrate 2) GGT CTA GGA ATA TAT TCC TAG ACC ACA CCA AAC ACT GGG GTA CTG GAG ATG TGGT CTA GGA ATA TAT TCC TAG ACC ACA CCA AAC ACT GGG GTA CTG GAG ATG T 8484 T (target-T (target-
EGFR del 19)EGFR del 19)
CCG TCG CTA TCA AGA CAT CTC CCCG TCG CTA TCA AGA CAT CTC C 8585
TNT systemTNT system P1 P1
(pole 1)(pole 1)
ACG GTT GTA CGT ACT AAG CTC AGT CTA TAA ACA CAC CAA ACA CTG GGG TAG ACA CCG GAA CCA AGA CAG CCA CAC GGC GAC AAC AGA AGG TAACG GTT GTA CGT ACT AAG CTC AGT CTA TAA ACA CAC CAA ACA CTG GGG TAG ACA CCG GAA CCA AGA CAG CCA CAC GGC GAC AAC AGA AGG TA 8686
P2 P2
(pole 2)(pole 2)
TAC TTA CCG TGT CTG TGT TGG CCT GTT CCA TCA TAT TTG GCA GGT TTT TCT ACC TTC CGC CGG AAC GCC GGA ACA AGA AGA ACA AGT AGC CGTAC TTA CCG TGT CTG TGT TGG CCT GTT CCA TCA TAT TTG GCA GGT TTT TCT ACC TTC CGC CGG AAC GCC GGA ACA AGA AGA ACA AGT AGC CG 8787
P3 (pole 3)P3 (pole 3) GGA CGA ACT TCA TAT CGC ATG TAC AGG AAT GTT GCT TCT CTT AAT TCC TTC GGC TAC CGG ACC AGC ACC AAG GCG AGA ACA AGA ACG GTG TC -FAM GGA CGA ACT TCA TAT CGC ATG TAC AGG AAT GTT GCT TCT CTT AAT TCC TTC GGC TAC CGG ACC AGC ACC AAG GCG AGA ACA AGA ACG GTG TC -FAM 8888 C (cap)C (cap) TAT GAA GTT CGT CCA TAG ACT GAG CTT AGT ACG TAC AAC CGT GAA CAG GCC AAC ACA GAC ACG GTA AGT ATC CTG TAC ATG CGATAT GAA GTT CGT CCA TAG ACT GAG CTT AGT ACG TAC AAC CGT GAA CAG GCC AAC ACA GAC ACG GTA AGT ATC CTG TAC ATG CGA 8989

<110> Progeneer Inc. <120> SYSTEM FOR DETECTING NUCLEIC ACID <130> P20-B262 <150> KR 2019-0122875 <151> 2019-10-04 <160> 89 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 22 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200b-3p <400> 1 uaauacugcc ugguaaugau ga 22 <210> 2 <211> 23 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200c <400> 2 uaauacugcc ggguaaugau gga 23 <210> 3 <211> 22 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7 a <400> 3 ugagguagua gguuguauag uu 22 <210> 4 <211> 22 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7 c <400> 4 ugagguagua gguuguaugg uu 22 <210> 5 <211> 22 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7 d <400> 5 agagguagua gguugcauag uu 22 <210> 6 <211> 22 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7 f <400> 6 ugagguagua gauuguauag uu 22 <210> 7 <211> 23 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-191 <400> 7 caacggaauc ccaaaagcag cug 23 <210> 8 <211> 22 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-26a <400> 8 uucaaguaau ccaggauagg cu 22 <210> 9 <211> 23 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-342-3p <400> 9 ucucacacag aaaucgcacc cgu 23 <210> 10 <211> 27 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-1826 <400> 10 auugaucauc gacacuucga acgcaau 27 <210> 11 <211> 22 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-1979 <400> 11 cucccacugc uucacuugac ua 22 <210> 12 <211> 22 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-21 <400> 12 uagcuuauca gacugauguu ga 22 <210> 13 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Output(O)-m 8 toehold <400> 13 cagactgatg ttgaagtacc ccagtgtt 28 <210> 14 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Output(O)-m 10 toehold <400> 14 gactgatgtt gaagtacccc agtgtt 26 <210> 15 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Output(O)-m 12 toehold <400> 15 ctgatgttga agtaccccag tgtt 24 <210> 16 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Fuel 1-No loop 8 stem <400> 16 gactgatgtt gaagtaccga cgtacg 26 <210> 17 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Fuel 1-loop 8 stem <400> 17 gactgatgtt gaagtaccga cgtacgtata cgtacg 36 <210> 18 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Fuel 1-No loop 10 stem <400> 18 gactgatgtt gaagtaccca gacgtacg 28 <210> 19 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Fuel 1-loop 10 stem <400> 19 gactgatgtt gaagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210> 20 <211> 48 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Substrate 1-8 stem <400> 20 gacgtacgta tacgtacgtc ggtacttcaa catcagtctg ataagcta 48 <210> 21 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Substrate 1-10 stem <400> 21 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact tcaacatcag tctgataagc ta 52 <210> 22 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Output-F 4 toehold <400> 22 gactgatgtt gaagtaccag tgtt 24 <210> 23 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Output-F 6 toehold <400> 23 gactgatgtt gaagtacccc agtgtt 26 <210> 24 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Output-F 8 toehold <400> 24 gactgatgtt gaagtaccga ccagtgtt 28 <210> 25 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Fuel 1-F 4 toehold <400> 25 gactgatgtt gaagtacaga cgtacgtata cgtacg 36 <210> 26 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Fuel 1-F 6 toehold <400> 26 gactgatgtt gaagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210> 27 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Fuel 1-F 8 toehold <400> 27 gactgatgtt gaagtaccga cagacgtacg tatacgtacg 40 <210> 28 <211> 50 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Substrate 1-F 4 toehold <400> 28 cagacgtacg tatacgtacg tctgtacttc aacatcagtc tgataagcta 50 <210> 29 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Substrate 1-F 6 toehold <400> 29 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact tcaacatcag tctgataagc ta 52 <210> 30 <211> 54 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Substrate 1-F 8 toehold <400> 30 cagacgtacg tatacgtacg tctgtcggta cttcaacatc agtctgataa gcta 54 <210> 31 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200b-3p_S1 <400> 31 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact tcatcattac caggcagtat ta 52 <210> 32 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200b-3p_O <400> 32 tggtaatgat gaagtacccc agtgtt 26 <210> 33 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200b-3p_F1 <400> 33 tggtaatgat gaagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210> 34 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200b-3p_S2 <400> 34 ggtctaggaa tatattccta gaccacacca aacactgggg tacttcatca tt 52 <210> 35 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200c_S1 <400> 35 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact tccatcatta cccggcagta tt 52 <210> 36 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200c_O <400> 36 ggtaatgatg gaagtacccc agtgtt 26 <210> 37 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200c_F1 <400> 37 ggtaatgatg gaagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210> 38 <211> 52 <212> DNA <213> 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tctgggtact tcaacatcag tctgataagc ta 52 <210> 22 <211> 24 <212> DNA <213 > Artificial Sequence <220> <223> Output-F 4 toehold <400> 22 gactgatgtt gaagtaccag tgtt 24 <210> 23 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Output-F 6 toehold <400> 23 gactgatgtt gaagtacccc agtgtt 26 <210> 24 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial S equence <220> <223> Output-F 8 toehold <400> 24 gactgatgtt gaagtaccga ccagtgtt 28 <210> 25 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Fuel 1-F 4 toehold < 400> 25 gactgatgtt gaagtacaga cgtacgtata cgtacg 36 <210> 26 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Fuel 1-F 6 toehold <400> 26 gactgatgtt gaagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210> 27 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Fuel 1-F 8 toehold <400> 27 gactgatgtt gaagtaccga cagacgtacg tatacgtacg 40 <210> 28 <211> 50 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Substrate 1-F 4 toehold <400> 28 cagacgtacg tatacgtacg tctgtacttc aacatcagtc tgataagcta 50 <210> 29 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Substrate 1-F 6 toehold <400> 29 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact tcaacatcag tctgataagc ta 52 <210> 30 <211> 54 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Substrate 1-F 8 toehold <400> 30 cagacgtacg tatacgtacg tcttgt agtctgataa gcta 54 <210> 31 <211> 52 <212 > DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200b-3p_S1 <400> 31 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact tcatcattac caggcagtat ta 52 <210> 32 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> < 223> miR-200b-3p_O <400> 32 tggtaatgat gaagtacccc agtgtt 26 <210> 33 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200b-3p_F1 <400> 33 tggtaatgat gaagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210> 34 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200b-3p_S2 <400> 34 ggtctaggaa tatattccta gaccacacca aacactgggg tacttcatca tt 52 <210> 35 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200c_S1 <400> 35 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact tcagta <ttt 52 > 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200c_O <400> 36 ggtaatgatg gaagtacccc agtgtt 26 <210> 37 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223 > miR-200c_F1 <400> 37 ggtaatgatg gaagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210> 38 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-200c_S2 <400> 38 ggttctaggaa tatattccta gaccac acca aacactgggg <210> 39 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7a_S1 <400> 39 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact aactatacaa cctactacct ca 52 <210> 40 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7a_O <400> 40 ggttgtatag ttagtacccc agtgtt 26 <210> 41 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7a_F1 <400> 41 ggttgtatag ttagtaccca gacgtacgta t acgtacg 38 <210> 42 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7a_S2 <400> 42 ggtctaggaa tatattccta gaccacacca aacactgggg tactaactat ac 52 <210> 43 <211> 52 <212 > DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7c_S1 <400> 43 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact aaccatacaa cctactacct ca 52 <210> 44 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223 > miR-let 7c_O <400> 44 ggttgtatgg ttagtacccc agtgtt 26 <210> 45 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7c_F1 <400> 45 ggttgtatgg ttagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 < 210> 46 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7c_S2 <400> 46 ggtctaggaa tatattccta gaccacacca aacactgggg tactaaccat ac 52 <210> 47 <211> 52 <212> DNA < 213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7d_S1 <400> 47 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact aactatgcaa cctactacct ct 52 <210> 48 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR- let 7d_O <400> 48 ggttgcatag ttagtacccc agtgtt 26 <210> 49 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7d_F1 <400> 49 ggttgcatag ttagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210> 50 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> < 223> miR-let 7d_S2 <400> 50 ggtctaggaa tatattccta gaccacacca aacactgggg tactaaccat ac 52 <210> 51 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7f_S1 <400> 51 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact aactatacaa tctactacct ca 52 <210> 52 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7f_O <400> 52 gauuguauag uuagtacccc agtgtt 26 <210> 53 <211> 38 <212 > DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-let 7f_F1 <400> 53 gauuguauag uuagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210> 54 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR -let 7f_S2 <400> 54 ggtctaggaa tatattccta gaccacacca aacactgggg tactaactat ac 52 <210> 55 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-191_S1 <400> 55 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact cagctgcttt tt 52 > 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-191_O <400> 56 caaaagcagc tgagtacccc agtgtt 26 <210> 57 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223 > miR-191_F1 <400> 57 caaaagcagc tgagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210> 58 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-191_S2 <400> 58 ggtctaggaa tatattccta gaccacacca aacactgggg tactcagctgggg <210> 59 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-26a_S1 <400> 59 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact agcctatcct ggattacttg aa 52 <210> 60 <211> 26 <212> DNA < 213> Artificial Sequence <220> <223> miR-26a_O <400> 60 ccaggatagg ctagtacccc agtgtt 26 <210> 61 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-26a_F1 <400> 61 ccaggatagg ctagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <2 10> 62 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-26a_S2 <400> 62 ggtctaggaa tatattccta gaccacacca aacactgggg tactagccta tc 52 <210> 63 <211> 52 <212> DNA <213 > Artificial Sequence <220> <223> miR-342-3p_S1 <400> 63 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact acgggtgcga tttctgtgtg ag 52 <210> 64 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR- 342-3p_O <400> 64 aatcgcaccc gtagtacccc agtgtt 26 <210> 65 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-342-3p_F1 <400> 65 aatcgcaccc gtagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210 > 66 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-342-3p_S2 <400> 66 ggtctaggaa tatattccta gaccacacca aacactgggg tactacgggt gc 52 <210> 67 <211> 52 <212> DNA < 213> Artificial Sequence <220> <223> miR-1826_S1 <400> 67 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact attgcgttcg aagtgtcgat ga 52 <210> 68 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-1826_O <400> 68 ttcgaacgca atagtacccc agtgtt 26 <210> 69 <211> 38 <212> DNA <213> A rtificial Sequence <220> <223> miR-1826_F1 <400> 69 ttcgaacgca atagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210> 70 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-1826_S2 <400> 70 ggtctaggaa tatattccta gaccacacca aacactgggg tactattgcg tt 52 <210> 71 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-1979_S1 <400> 71 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact tag211 <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-1979_S1 <400> 71 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact <211> > 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-1979_O <400> 72 ttcacttgac taagtacccc agtgtt 26 <210> 73 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223 > miR-1979_F1 <400> 73 ttcacttgac taagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210> 74 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-1979_S2 <400> 74 ggtctaggaa tatattccta gaccacacca aacactgggg tacttagtca ag 52 <210> 75 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-21_S1 <400> 75 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact tcaacatcag tctga < 76211> 52 <212> > 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-21_O <400> 76 gactgatgtt gaagtacccc agtgtt 26 <210> 77 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223 > miR-21_F1 <400> 77 gactgatgtt gaagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210> 78 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> miR-21_S2 <400> 78 ggtctaggaa tatattccta gaccac acca aacactgg gg <210> 79 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Universal_U <400> 79 taccccagtg tttggtgtgt tt 22 <210> 80 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence < 220> <223> Universal_F2 <400> 80 taccccagtg tttggtgtgg tctaggaata tattcctag 39 <210> 81 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EGFR del 19-S1 <400> 81 cagacgtacg tatacgtacg tctgggtact ggagatgtct tgatagcgac gg 52 < 210> 82 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EGFR del 19-O <400> 82 caagacatct ccagtacccc agtgtt 26 <210> 83 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EGFR del 19-F1 <400> 83 caagacatct ccagtaccca gacgtacgta tacgtacg 38 <210> 84 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EGFR del 19-S2 <400> 84 ggtctaggaa tatattccta gaccacacca aacactgggg tactggagat gt 52 <210> 85 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EGFR del 19-Target <400> 85 ccgtcgctat caagacatct cc 22 <210> 86 <211> 92 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TNT-P1 <400> 86 acggttgtac gtactaagct cagtctataa acacaccaaa cactggggta gacaccggaa 60 ccaagacagc cacacggcga caacagaagg ta 92 <210> 92 <212> DNA <211> 92 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TNT-P1 <400> 86 Artificial Sequence <220> <223> TNT-P2 <400> 87 tacttaccgt gtctgtgttg gcctgttcca tcatatttgg caggtttttc taccttccgc 60 cggaacgccg gaacaagaag aacaagtagc cg 92 <210> 88 <211> < 92 <220> Artificial Sequence <220> DNA TNT-P3 <400> 88 ggacgaactt catatcgcat gtacaggaat gttgcttctc ttaattcctt cggctaccgg 60 accagcacca aggcgagaac aagaacggtg tc 92 <210> 89 <211> 84 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> T NT gtccatagac tgagcttagt acgtacaacc gtgaacaggc caacacagac 60acggtaagta tcctgtacat gcga 84

Claims (29)

1) 핵산 서열 A1, 핵산 서열 A2, 제 1 토홀드 서열 A3, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5는 전체로서 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 A1 및 핵산 서열 A2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 1 핵산 S1(Substrat 1);
2) 핵산 서열 A4에 상보적인 서열 및 제 1 토홀드 서열 A3과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 2 핵산 O(Output);
3) 핵산 서열 A4의 일부와 상보적인 서열, 제 1 토홀드 서열 A3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 A2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 3 핵산 F1(Fuel 1);
4) 핵산 서열 B1, 핵산 서열 B2, 제 3 토홀드 서열 B3, 핵산서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5는 전체로서 제 2 핵산 O의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 B1 및 핵산 서열 B2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 4 핵산 S2(Substrate 2);
5) 핵산 서열 B4에 상보적인 서열 및 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 5 핵산 U(Universal code); 및
6) 핵산 서열 B4의 일부와 상보적인 서열, 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 B2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 6 핵산 F2(Fuel 2)를 포함하는, 표적 핵산 검출용 조성물.
1) sequentially comprising a nucleic acid sequence A1, a nucleic acid sequence A2, a first toehold sequence A3, a nucleic acid sequence A4 and a second toehold sequence A5, wherein the nucleic acid sequence A4 and the second toehold sequence A5 as a whole are all of the target nucleic acid or a first nucleic acid S1 (Substrat 1) that is a complementary sequence capable of binding to a partial sequence, wherein the nucleic acid sequence A1 and the nucleic acid sequence A2 are complementary to each other to form a hairpin structure;
2) a second nucleic acid O (Output) sequentially comprising a sequence complementary to the nucleic acid sequence A4 and a sequence complementary to the first toehold sequence A3;
3) a third nucleic acid F1 (Fuel 1) sequentially comprising a sequence complementary to a part of the nucleic acid sequence A4, a sequence complementary to the first toehold sequence A3, and a sequence complementary to all or part of the nucleic acid sequence A2;
4) sequentially comprising a nucleic acid sequence B1, a nucleic acid sequence B2, a third toehold sequence B3, a nucleic acid sequence B4 and a fourth toehold sequence B5, wherein the nucleic acid sequence B4 and the fourth toehold sequence B5 as a whole are the second nucleic acid O a fourth nucleic acid S2 (Substrate 2), which is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence, wherein the nucleic acid sequence B1 and the nucleic acid sequence B2 are complementary to each other to form a hairpin structure;
5) a fifth nucleic acid U (Universal code) sequentially comprising a sequence complementary to the nucleic acid sequence B4 and a sequence complementary to the third toehold sequence B3; and
6) a sixth nucleic acid F2 (Fuel 2) comprising sequentially a sequence complementary to a part of the nucleic acid sequence B4, a sequence complementary to the third toehold sequence B3, and a sequence complementary to all or a part of the nucleic acid sequence B2; A composition for detecting a target nucleic acid.
제 1항에 있어서, 제 2 핵산 O 및 제 1 핵산 S1가 상보적으로 결합하여 이중 가닥 (S1O)을 형성하고, 및 제 5 핵산 U 및 제 4 핵산 S2와 상보적으로 결합하여 이중 가닥 (S2U)을 형성하고 있는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The method of claim 1, wherein the second nucleic acid O and the first nucleic acid S1 complementarily bind to form a double strand (S10), and complementarily bind with the fifth nucleic acid U and the fourth nucleic acid S2 to form a double strand (S2U) ) forming a composition for detecting a target nucleic acid.
제 1항에 있어서, 제 2 토홀드 서열 A5 및 제 4 토홀드 서열 B5는 단일가닥으로 노출되어 있는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The composition for detecting a target nucleic acid according to claim 1, wherein the second toehold sequence A5 and the fourth toehold sequence B5 are exposed as single strands.
제 1항에 있어서, 제 2 토홀드 서열 A5 또는 제 4 토홀드 서열 B5는 4 내지 8개의 뉴클레오티드를 포함하는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The composition for detecting a target nucleic acid according to claim 1, wherein the second toehold sequence A5 or the fourth toehold sequence B5 comprises 4 to 8 nucleotides.
제 1항에 있어서, 제 3 핵산 F1 또는 제 6 핵산 F2가 헤어핀 구조를 가지는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The composition for detecting a target nucleic acid according to claim 1, wherein the third nucleic acid F1 or the sixth nucleic acid F2 has a hairpin structure.
제 5항에 있어서, 제 3 핵산 F1 또는 제 6 핵산 F2의 줄기(stem) 부분이 6 내지 12개의 뉴클레오티드를 포함하는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The composition for detecting a target nucleic acid according to claim 5, wherein the stem portion of the third nucleic acid F1 or the sixth nucleic acid F2 contains 6 to 12 nucleotides.
제 1항에 있어서, 제 1 토홀드 서열 A3 또는 제 3 토홀드 서열 B3는 4 내지 12 개의 뉴클레오티드를 포함하는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The composition for detecting a target nucleic acid according to claim 1, wherein the first toehold sequence A3 or the third toehold sequence B3 comprises 4 to 12 nucleotides.
제 1항에 있어서, 표적 핵산이 제 1 핵산 S1의 제 2 토홀드 서열 A5와 상보적으로 결합하면 분지점 이동(branch migration) 반응을 통해 제 2 핵산 O를 방출시키고 제 1 토홀드 서열 A3가 노출되는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The method according to claim 1, wherein when the target nucleic acid is complementary to the second toehold sequence A5 of the first nucleic acid S1, the second nucleic acid O is released through a branch migration reaction, and the first toehold sequence A3 is exposed, a composition for detecting a target nucleic acid.
제 8항에 있어서, 표적 핵산과 결합한 제 1 핵산 S1의 제 1 토홀드 서열 A3과 제 3 핵산 F1이 결합하여 분지점 이동 반응을 통해 표적 핵산을 방출시키는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The composition for detecting a target nucleic acid according to claim 8, wherein the first toehold sequence A3 of the first nucleic acid S1 bound to the target nucleic acid and the third nucleic acid F1 bind to release the target nucleic acid through a branch point shift reaction.
제 9항에 있어서, 방출된 표적 핵산이 상보적으로 결합하여 이중 가닥을 형성하고 있는 제 2 핵산 O 및 제 1 핵산 S1 (S1O)의 제 2 토홀드 서열 A5와 재반응되는, 표적 핵산 검출용 조성물.
10. The method according to claim 9, wherein the released target nucleic acid is re-reacted with the second toehold sequence A5 of the second nucleic acid O and the first nucleic acid S1 (S10) that are complementary to form a double strand. composition.
제 8항에 있어서, 방출된 제 2 핵산 O가 제 4 핵산 S2의 제 4 토홀드 서열 B5와 상보적으로 결합하여 분지점 이동 반응을 통해 제 5 핵산 U를 방출시키는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The composition for detecting a target nucleic acid according to claim 8, wherein the released second nucleic acid O binds complementary to the fourth toehold sequence B5 of the fourth nucleic acid S2 to release the fifth nucleic acid U through a branch point shift reaction.
제 11항에 있어서, 제 2 핵산 O와 결합한 제 4 핵산 S2의 제 3 토홀드 서열 B3와 제 6 핵산 F2가 결합하여 분지점 이동 반응을 통해 제 2 핵산 O를 방출시키는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The composition for detecting a target nucleic acid according to claim 11, wherein the third toehold sequence B3 of the fourth nucleic acid S2 bound to the second nucleic acid O binds to the sixth nucleic acid F2 to release the second nucleic acid O through a branch point shift reaction. .
제 12항에 있어서, 방출된 제 2 핵산 O가 상보적으로 결합하여 이중 가닥을 형성하고 있는 제 4 핵산 S2 및 제 5 핵산 U (S2U)의 제 4 토홀드 서열 B5와 재반응되는, 표적 핵산 검출용 조성물.
13. The target nucleic acid according to claim 12, wherein the released second nucleic acid O is re-reacted with the fourth toehold sequence B5 of the fourth nucleic acid S2 and the fifth nucleic acid U (S2U), which are complementarily bound to form a double strand. composition for detection.
제 1항에 있어서, 토홀드 매개 가닥 변위 반응 (Toehold mediated strand displacement reaction)을 통해 방출된 제 5 핵산 U로서 표적 핵산의 검출 신호를 증폭하는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The composition for detecting a target nucleic acid according to claim 1, wherein the detection signal of the target nucleic acid is amplified as the fifth nucleic acid U released through a toehold mediated strand displacement reaction.
제 14항에 있어서, 무효소 자가조립으로 표적 핵산의 검출 신호를 증폭하는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The composition for detecting a target nucleic acid according to claim 14, wherein the detection signal of the target nucleic acid is amplified by self-assembly of the ineffective element.
제 1항에 있어서, 제 1 핵산 S1이 소광물질(quencher)을 추가로 포함하는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The composition for detecting a target nucleic acid according to claim 1, wherein the first nucleic acid S1 further comprises a quencher.
제 16항에 있어서, 소광물질은 답실(Dabcyl), TAMRA, Eclipse, DDQ, QSY, 블랙베리 퀸처(Blackberry Quencher), 블랙홀 퀸처(Black Hole Quencher), Qxl, 아이오와 블랙(Iowa black) FQ, 아이오와 블랙 RQ, IRDye QC-1 군으로부터 선택된 하나 이상인, 표적 핵산 검출용 조성물.
17. The method of claim 16, wherein the quencher is Dabcyl, TAMRA, Eclipse, DDQ, QSY, Blackberry Quencher, Black Hole Quencher, Qxl, Iowa black FQ, Iowa black RQ, at least one selected from the group IRDye QC-1, a composition for detecting a target nucleic acid.
제 1항에 있어서, 제 2 핵산 O 및 제 5 핵산 U이 형광물질을 포함하는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The composition for detecting a target nucleic acid according to claim 1, wherein the second nucleic acid O and the fifth nucleic acid U contain a fluorescent substance.
제 18항에 있어서, 형광물질은 플루오레신(fluorescein), 플루오레신 클로로트리아지닐(fluorescein chlorotriazinyl), 로다민 그린(rhodamine green), 로다민 레드(rhodamine red), 테트라메틸로다민(tetramethylrhodamine), FITC, 오레곤 그린(Oregon green), 알렉사 플루오로(Alexa Fluor), FAM, JOE, ROX, HEX, 텍사스 레드(Texas Red), TET, TRITC, TAMRA, 시아닌(Cyanine) 계열 염료 및 씨아디카르보시아닌(thiadicarbocyanine)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인, 표적 핵산 검출용 조성물.
The method of claim 18, wherein the fluorescent material is fluorescein, fluorescein chlorotriazinyl, rhodamine green, rhodamine red, or tetramethylrhodamine. , FITC, Oregon green, Alexa Fluor, FAM, JOE, ROX, HEX, Texas Red, TET, TRITC, TAMRA, Cyanine-based dyes and Ciadicarbosy At least one selected from the group consisting of thiadicarbocyanine, a composition for detecting a target nucleic acid.
제 1항에 있어서, 제 5 핵산 U에 상보적인 핵산 및 형광물질을 포함하는 단일가닥 프로브를 포함하는 형광핵산나노구조체, 및 그래핀 옥사이드를 추가로 포함하는, 표적 핵산 검출용 조성물.
The composition for detecting a target nucleic acid according to claim 1, further comprising a fluorescent nucleic acid nanostructure comprising a single-stranded probe comprising a nucleic acid complementary to the fifth nucleic acid U and a fluorescent substance, and graphene oxide.
1) 핵산 서열 A1, 핵산 서열 A2, 제 1 토홀드 서열 A3, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5는 전체로서 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 A1 및 핵산 서열 A2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 1 핵산 S1;
2) 핵산 서열 A4에 상보적인 서열 및 제 1 토홀드 서열 A3과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 2 핵산 O;
3) 핵산 서열 A4의 일부와 상보적인 서열, 제 1 토홀드 서열 A3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 A2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 3 핵산 F1;
4) 핵산 서열 B1, 핵산 서열 B2, 제 3 토홀드 서열 B3, 핵산서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5는 전체로서 제 2 핵산 O의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 B1 및 핵산 서열 B2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 4 핵산 S2;
5) 핵산 서열 B4에 상보적인 서열 및 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 5 핵산 U; 및
6) 핵산 서열 B4의 일부와 상보적인 서열, 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 B2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 6 핵산 F2를 포함하는, 표적 핵산 검출용 키트.
1) sequentially comprising a nucleic acid sequence A1, a nucleic acid sequence A2, a first toehold sequence A3, a nucleic acid sequence A4 and a second toehold sequence A5, wherein the nucleic acid sequence A4 and the second toehold sequence A5 as a whole are all of the target nucleic acid or a first nucleic acid S1 that is a complementary sequence capable of binding to a partial sequence, wherein the nucleic acid sequence A1 and the nucleic acid sequence A2 are complementary to each other to form a hairpin structure;
2) a second nucleic acid O sequentially comprising a sequence complementary to the nucleic acid sequence A4 and a sequence complementary to the first toehold sequence A3;
3) a third nucleic acid F1 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of the nucleic acid sequence A4, a sequence complementary to the first toehold sequence A3, and a sequence complementary to all or a portion of the nucleic acid sequence A2;
4) sequentially comprising a nucleic acid sequence B1, a nucleic acid sequence B2, a third toehold sequence B3, a nucleic acid sequence B4 and a fourth toehold sequence B5, wherein the nucleic acid sequence B4 and the fourth toehold sequence B5 as a whole are the second nucleic acid O a fourth nucleic acid S2 that is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence, wherein the nucleic acid sequence B1 and the nucleic acid sequence B2 are complementary to each other to form a hairpin structure;
5) a fifth nucleic acid U sequentially comprising a sequence complementary to nucleic acid sequence B4 and a sequence complementary to a third toehold sequence B3; and
6) a target nucleic acid comprising a sixth nucleic acid F2 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of nucleic acid sequence B4, a sequence complementary to a third toehold sequence B3 and a sequence complementary to all or a portion of nucleic acid sequence B2 detection kit.
1) 핵산 서열 A1, 핵산 서열 A2, 제 1 토홀드 서열 A3, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5는 전체로서 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 A1 및 핵산 서열 A2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 1 핵산 S1;
2) 핵산 서열 A4에 상보적인 서열 및 제 1 토홀드 서열 A3과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 2 핵산 O;
3) 핵산 서열 A4의 일부와 상보적인 서열, 제 1 토홀드 서열 A3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 A2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 3 핵산 F1;
4) 핵산 서열 B1, 핵산 서열 B2, 제 3 토홀드 서열 B3, 핵산서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5는 전체로서 제 2 핵산 O의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 B1 및 핵산 서열 B2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 4 핵산 S2;
5) 핵산 서열 B4에 상보적인 서열 및 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 5 핵산 U; 및
6) 핵산 서열 B4의 일부와 상보적인 서열, 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 B2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 6 핵산 F2를 포함하고, 토홀드 매개 가닥 변위 반응을 통해 표적 핵산을 소정의 유니버셜(universal) 코드인 제 5 핵산 U로 전환하는, 유니버셜 코드 전환용 조성물.
1) sequentially comprising a nucleic acid sequence A1, a nucleic acid sequence A2, a first toehold sequence A3, a nucleic acid sequence A4 and a second toehold sequence A5, wherein the nucleic acid sequence A4 and the second toehold sequence A5 as a whole are all of the target nucleic acid or a first nucleic acid S1 that is a complementary sequence capable of binding to a partial sequence, wherein the nucleic acid sequence A1 and the nucleic acid sequence A2 are complementary to each other to form a hairpin structure;
2) a second nucleic acid O sequentially comprising a sequence complementary to the nucleic acid sequence A4 and a sequence complementary to the first toehold sequence A3;
3) a third nucleic acid F1 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of the nucleic acid sequence A4, a sequence complementary to the first toehold sequence A3, and a sequence complementary to all or a portion of the nucleic acid sequence A2;
4) sequentially comprising a nucleic acid sequence B1, a nucleic acid sequence B2, a third toehold sequence B3, a nucleic acid sequence B4 and a fourth toehold sequence B5, wherein the nucleic acid sequence B4 and the fourth toehold sequence B5 as a whole are the second nucleic acid O a fourth nucleic acid S2 that is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence, wherein the nucleic acid sequence B1 and the nucleic acid sequence B2 are complementary to each other to form a hairpin structure;
5) a fifth nucleic acid U sequentially comprising a sequence complementary to nucleic acid sequence B4 and a sequence complementary to a third toehold sequence B3; and
6) a sixth nucleic acid F2 comprising sequentially a sequence complementary to a portion of nucleic acid sequence B4, a sequence complementary to a third toehold sequence B3, and a sequence complementary to all or a portion of nucleic acid sequence B2; A composition for universal code conversion, which converts a target nucleic acid into a fifth nucleic acid U, which is a predetermined universal code, through a mediated strand displacement reaction.
제 22항에 있어서, 제 1 핵산 S1, 제 2 핵산 O, 제 3 핵산 F1 및 제 4 핵산 S2의 제 4 토홀드 서열 B5를 표적 핵산에 따라 변경되는, 유니버셜 코드 전환용 조성물.
The composition for universal code conversion according to claim 22, wherein the fourth nucleic acid sequence B5 of the first nucleic acid S1, the second nucleic acid O, the third nucleic acid F1 and the fourth nucleic acid S2 is changed according to the target nucleic acid.
제 22항에 있어서, 제 6 핵산 F2 및 제 5 핵산 U는 표적 핵산과 상관없이 소정의 서열로 고정되는, 유니버셜 코드 전환용 조성물.
The composition for universal code conversion according to claim 22, wherein the sixth nucleic acid F2 and the fifth nucleic acid U are fixed to a predetermined sequence regardless of the target nucleic acid.
1) 핵산 서열 A1, 핵산 서열 A2, 제 1 토홀드 서열 A3, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5는 전체로서 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 A1 및 핵산 서열 A2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 1 핵산 S1;
2) 핵산 서열 A4에 상보적인 서열 및 제 1 토홀드 서열 A3과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 2 핵산 O;
3) 핵산 서열 A4의 일부와 상보적인 서열, 제 1 토홀드 서열 A3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 A2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 3 핵산 F1;
4) 핵산 서열 B1, 핵산 서열 B2, 제 3 토홀드 서열 B3, 핵산서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5는 전체로서 제 2 핵산 O의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 B1 및 핵산 서열 B2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하는 제 4 핵산 S2;
5) 핵산 서열 B4에 상보적인 서열 및 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 5 핵산 U; 및
6) 핵산 서열 B4의 일부와 상보적인 서열, 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 B2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는 제 6 핵산 F2를 포함하고,
토홀드 매개 가닥 변위 반응을 통해 표적 핵산을 소정의 유니버셜 코드인 제 5 핵산 U로 전환하는, 유니버셜 코드 전환 키트.
1) sequentially comprising a nucleic acid sequence A1, a nucleic acid sequence A2, a first toehold sequence A3, a nucleic acid sequence A4 and a second toehold sequence A5, wherein the nucleic acid sequence A4 and the second toehold sequence A5 as a whole are all of the target nucleic acid or a first nucleic acid S1 that is a complementary sequence capable of binding to a partial sequence, wherein the nucleic acid sequence A1 and the nucleic acid sequence A2 are complementary to each other to form a hairpin structure;
2) a second nucleic acid O sequentially comprising a sequence complementary to the nucleic acid sequence A4 and a sequence complementary to the first toehold sequence A3;
3) a third nucleic acid F1 sequentially comprising a sequence complementary to a portion of the nucleic acid sequence A4, a sequence complementary to the first toehold sequence A3, and a sequence complementary to all or a portion of the nucleic acid sequence A2;
4) sequentially comprising a nucleic acid sequence B1, a nucleic acid sequence B2, a third toehold sequence B3, a nucleic acid sequence B4 and a fourth toehold sequence B5, wherein the nucleic acid sequence B4 and the fourth toehold sequence B5 as a whole are the second nucleic acid O a fourth nucleic acid S2 that is a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence, wherein the nucleic acid sequence B1 and the nucleic acid sequence B2 are complementary to each other to form a hairpin structure;
5) a fifth nucleic acid U sequentially comprising a sequence complementary to nucleic acid sequence B4 and a sequence complementary to a third toehold sequence B3; and
6) a sixth nucleic acid F2 comprising sequentially a sequence complementary to a portion of nucleic acid sequence B4, a sequence complementary to a third toehold sequence B3, and a sequence complementary to all or a portion of nucleic acid sequence B2,
A universal code conversion kit for converting a target nucleic acid into a fifth nucleic acid U, which is a predetermined universal code, through a toehold-mediated strand displacement reaction.
1) 제 21항의 표적 핵산 검출용 키트에서 제 1 핵산 S1의 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열로 변경하고, 이에 따라 제 2 핵산 O, 제 3 핵산 F1 및 제 4 핵산 S2의 제 4 토홀드 서열 B5를 변경하며; 및
2) 토홀드 매개 가닥 변위 반응을 통해 방출된 제 5 핵산 U를 검출하는 것을 포함하는, 표적 핵산을 검출하는 방법.
1) In the kit for detecting a target nucleic acid according to claim 21, the nucleic acid sequence A4 and the second toehold sequence A5 of the first nucleic acid S1 are changed to a complementary sequence capable of binding to all or part of the target nucleic acid sequence, and thus the second nucleic acid O; altering the fourth toehold sequence B5 of the third nucleic acid F1 and the fourth nucleic acid S2; and
2) A method of detecting a target nucleic acid, comprising detecting a fifth nucleic acid U released via a toehold mediated strand displacement reaction.
제 26항에 있어서, 방출된 제 5 핵산 U에 특이적인 형광핵산나노구조체 및 그래핀 옥사이드를 이용하여 방출된 제 5 핵산 U를 검출하는, 표적 핵산을 검출하는 방법.
The method of claim 26, wherein the released fifth nucleic acid U is detected using a fluorescent nucleic acid nanostructure specific for the released fifth nucleic acid U and graphene oxide.
제 3 핵산 F1 및 제 6 핵산 F2의 혼성화물;
제 2 핵산 O 및 제 1 핵산 S1가 상보적으로 결합한 이중 가닥 (S1O); 및
제 5 핵산 U 및 제 4 핵산 S2와 상보적으로 결합한 이중 가닥 (S2U)을 포함하는 표적 핵산 검출용 바이오센서로,
상기 제1핵산 S1은 핵산 서열 A1, 핵산 서열 A2, 제 1 토홀드 서열 A3, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 A4 및 제 2 토홀드 서열 A5는 전체로서 표적 핵산의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 A1 및 핵산 서열 A2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하고;
상기 제2 핵산 O는 핵산 서열 A4에 상보적인 서열 및 제 1 토홀드 서열 A3과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하며;
상기 제3핵산 F1은 핵산 서열 A4의 일부와 상보적인 서열, 제 1 토홀드 서열 A3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 A2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하고;
상기 제4핵산 S2는 핵산 서열 B1, 핵산 서열 B2, 제 3 토홀드 서열 B3, 핵산서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5를 순차적으로 포함하되, 핵산 서열 B4 및 제 4 토홀드 서열 B5는 전체로서 제 2 핵산 O의 전부 또는 일부 서열과 결합 가능한 상보 서열이며, 핵산 서열 B1 및 핵산 서열 B2는 서로 상보적으로 결합하여 헤어핀 구조를 형성하고;
상기 제5핵산 U는 핵산 서열 B4에 상보적인 서열 및 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열을 순차적으로 포함하며;
상기 제6 핵산 F2는 핵산 서열 B4의 일부와 상보적인 서열, 제 3 토홀드 서열 B3에 상보적인 서열 및 핵산 서열 B2의 전부 또는 일부 서열과 상보적인 서열을 순차적으로 포함하는, 표적 핵산 검출용 바이오센서.
a hybrid of a third nucleic acid F1 and a sixth nucleic acid F2;
a double strand (S10) to which the second nucleic acid O and the first nucleic acid S1 are complementary; and
A biosensor for detecting a target nucleic acid comprising a double strand (S2U) complementary to a fifth nucleic acid U and a fourth nucleic acid S2,
wherein the first nucleic acid S1 sequentially comprises a nucleic acid sequence A1, a nucleic acid sequence A2, a first threshold sequence A3, a nucleic acid sequence A4 and a second threshold sequence A5, wherein the nucleic acid sequence A4 and the second threshold sequence A5 as a whole a complementary sequence capable of binding to all or part of a sequence of a target nucleic acid, wherein the nucleic acid sequence A1 and the nucleic acid sequence A2 are complementary to each other to form a hairpin structure;
said second nucleic acid O sequentially comprises a sequence complementary to nucleic acid sequence A4 and a sequence complementary to first toehold sequence A3;
the third nucleic acid F1 sequentially comprises a sequence complementary to a part of nucleic acid sequence A4, a sequence complementary to the first toehold sequence A3, and a sequence complementary to all or part of the nucleic acid sequence A2;
wherein the fourth nucleic acid S2 sequentially comprises a nucleic acid sequence B1, a nucleic acid sequence B2, a third threshold sequence B3, a nucleic acid sequence B4 and a fourth threshold sequence B5, wherein the nucleic acid sequence B4 and the fourth threshold sequence B5 as a whole a complementary sequence capable of binding to all or part of the sequence of the second nucleic acid O, wherein the nucleic acid sequence B1 and the nucleic acid sequence B2 are complementary to each other to form a hairpin structure;
the fifth nucleic acid U sequentially comprises a sequence complementary to the nucleic acid sequence B4 and a sequence complementary to the third toehold sequence B3;
The sixth nucleic acid F2 is a sequence complementary to a portion of the nucleic acid sequence B4, a sequence complementary to the third toehold sequence B3, and a sequence complementary to all or a portion of the nucleic acid sequence B2. Target nucleic acid detection bio sensor.
제 28항에 있어서, 제 5 핵산 U에 상보적인 핵산 및 형광물질을 포함하는 단일가닥 프로브를 포함하는 형광핵산나노구조체, 및 그래핀 옥사이드를 추가로 포함하는 표적 핵산 검출용 바이오센서.
The biosensor for detecting a target nucleic acid according to claim 28, further comprising a fluorescent nucleic acid nanostructure comprising a single-stranded probe comprising a nucleic acid complementary to the fifth nucleic acid U and a fluorescent substance, and graphene oxide.
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