KR102604416B1 - Method for gene analysis using guide rna - Google Patents
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Abstract
본 명세서에서는, 개체로부터 분리된 생물학적 시료 내에 포함되어 있는 cfDNA 중 표적 DNA를 포함하는 cfDNA를 제 1 증폭하는 단계, 증폭된 표적 DNA를 포함하는 cfDNA가 Cas9 단백질 및 가이드 RNA와 복합체를 형성하도록 혼합하는 단계, 혼합된 복합체로부터 표적 DNA를 포획(capture)하는 단계, 가열을 통하여 복합체에 포함되어 있는 Cas9 단백질을 변성시켜 포획된 표적 DNA를 용출(elution)시키는 단계, 용출된 표적 DNA만을 포집하여 표적 DNA를 농축(enrichement)시키는 단계, 및 농축된 표적 DNA를 제 2 증폭하는 단계를 포함하는, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법을 제공한다.In the present specification, the steps of first amplifying cfDNA containing target DNA among cfDNA contained in a biological sample isolated from an individual, mixing the cfDNA containing the amplified target DNA to form a complex with Cas9 protein and guide RNA. Step, capturing the target DNA from the mixed complex, denaturing the Cas9 protein contained in the complex through heating to elute the captured target DNA, capturing only the eluted target DNA to target DNA Provided is a genetic analysis method using guide RNA, comprising enriching and second amplifying the enriched target DNA.
Description
본 발명은 가이드 RNA를 이용하여, 표적하고자 하는 유전자를 농축함으로써, 표적 유전자에 대한 측정 감도가 향상된 새로운 유전자 분석 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a new gene analysis method with improved measurement sensitivity for target genes by concentrating genes to be targeted using guide RNA.
암은 여전히 전세계적으로 높은 사망원인이나, 조기에 발견할 경우, 사망률이 감소됨에 따라, 암의 조기 진단에 대한 중요성이 부각되고 있다. 나아가, 조기 진단뿐만 아니라 치료 과정에서 암의 상태 및 재발 가능성을 확인할 수 있는 암의 진단 또한 암 치료에 있어 중요할 수 있다. Cancer is still a high cause of death worldwide, but as the mortality rate decreases when detected early, the importance of early diagnosis of cancer is emerging. Furthermore, early diagnosis as well as cancer diagnosis that can check the condition and possibility of recurrence during the treatment process may be important in cancer treatment.
현재 이러한 암 진단의 표준방법으로 생체에서 조직 일부를 채취하여 현미경으로 검사하는 조직생체검사(tissue biopsy, 조직 생검)가 수행되고 있다. 그러나, 조직생체검사는 내시경이나 바늘 등의 외과용 수술도구를 이용하여 침습적으로 수행되기 때문에, 환자에게 고통 및 부담이 가중될 수 있으며, 의사에게도 위험 부담이 크다. 또한, 종양(암)의 위치, 크기 및 환자의 상태에 따라 조직생체검사를 시행할 수 없을 수 있어, 진단 자체가 제한적으로 수행되어 왔다. Currently, the standard method for diagnosing such cancer is tissue biopsy, which involves collecting a portion of tissue from a living body and examining it under a microscope. However, since tissue biopsies are performed invasively using surgical tools such as endoscopes or needles, pain and burden may increase for the patient and the risk is high for the doctor. In addition, tissue biopsy may not be performed depending on the location and size of the tumor (cancer) and the patient's condition, so the diagnosis itself has been limited.
이에, 전술한 조직생체검사의 단점을 극복하기 위할 수 있는, 액체 생체 검사(liquid biopsy, 액체 생검)가 주목을 받고 있다. 액체 생검은 종양으로부터 혈액 내로 방출된 세포, DNA 및 RNA 등을 체액을 통하여 검사하는 방법으로서, 간편하고 빠르게 비침습적으로 검사할 수 있다. 특히, 액체 생검은 종양 세포 특유의 바이오 마커를 분석함으로써, 위양성(false positive) 판명 가능성도 낮으며, 발생 및 전이 등의 다양한 암의 상태 또한 관찰이 가능하다.Accordingly, liquid biopsy, which can overcome the disadvantages of the tissue biopsy described above, is attracting attention. Liquid biopsy is a method of examining cells, DNA, and RNA released into the blood from a tumor through body fluids, and can be tested simply, quickly, and non-invasively. In particular, liquid biopsy analyzes biomarkers unique to tumor cells, so the possibility of false positives is low, and various cancer states such as development and metastasis can also be observed.
한편, 액체-생체검사와 관련하여, 종양으로부터 혈류로 방출되어, 체내 혈액 내 존재하는 세포 유리 DNA(cell-free DNA, cfDNA)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 혈액, 혈장 또는 소변 등의 다양한 생물학적 시료에서 유래된 cfDNA를 분리하고 검출하는 기술이 발전함에 따라, 액체 생체 검사가 암 위험군 환자의 모니터링에 있어서 보다 효과적이고 신뢰할 수 있는 도구가 될 것이다.Meanwhile, in relation to liquid biopsy, research is being actively conducted on cell-free DNA (cfDNA) that is released from tumors into the bloodstream and exists in the body's blood. As technologies for isolating and detecting cfDNA derived from various biological samples such as blood, plasma, or urine advance, liquid biopsies will become a more effective and reliable tool for monitoring patients at risk for cancer.
현재까지 다양한 연구에서, 진행성 췌장암, 폐암, 난소 암, 대장 암, 방광암, 위 식도암, 유방암, 흑색종, 간세포 암, 전립선 암 및 두경부 암을 포함하는 다양한 암을 가진 환자의 50% 이상 암 유래 cfDNA 즉, 순환 종양 핵산(circulating tumor DNA, ctDNA)이 확인되었다. 나아가, 전이성 대장암 환자를 대상으로 한 유전자 임상 진단에서 KRAS 유전자 변이 검출에 대한 cfDNA의 민감도는 87.2%였고, 특이도는 99.2%였다.In various studies to date, more than 50% of patients with a variety of cancers, including advanced pancreatic cancer, lung cancer, ovarian cancer, colorectal cancer, bladder cancer, gastroesophageal cancer, breast cancer, melanoma, hepatocellular carcinoma, prostate cancer, and head and neck cancer, have cancer-derived cfDNA. In other words, circulating tumor DNA (ctDNA) was confirmed. Furthermore, the sensitivity of cfDNA for detecting KRAS gene mutation in genetic clinical diagnosis for patients with metastatic colorectal cancer was 87.2%, and the specificity was 99.2%.
이와 같은 연구들은 cfDNA 및 ctDNA 분석을 통한 암 진단의 가능성을 보여줌으로써, cfDNA 내 암 유래 유전자인 ctDNA는 차세대 바이오 마커로 각광받고 있다. 이에, 액체 생검에서 ctDNA를 통한 다양한 암의 진단이 시도되고 있다.As these studies show the possibility of cancer diagnosis through cfDNA and ctDNA analysis, ctDNA, a cancer-derived gene in cfDNA, is attracting attention as a next-generation biomarker. Accordingly, attempts are being made to diagnose various cancers through ctDNA in liquid biopsy.
발명의 배경이 되는 기술은 본 발명에 대한 이해를 보다 용이하게 하기 위해 작성되었다. 발명의 배경이 되는 기술에 기재된 사항들이 선행기술로 존재한다고 인정하는 것으로 이해되어서는 안 된다. The technology behind the invention has been written to facilitate easier understanding of the invention. It should not be understood as an admission that matters described in the technology underlying the invention exist as prior art.
한편, 전술한 순환 종양 핵산(circulating tumor DNA, ctDNA)을 통한, 암 진단은 많은 한계점을 가지고 있다. 보다 구체적으로, cfDNA는 노화 과정에서 자연스러운 유전자 변이가 발생할 수 있다. 또한, 암의 진행 정도가 중기 이상인 경우에는, 액체 생검 내 ct DNA가 보다 많이 존재하여 이를 통한 암의 진단이 가능하지만, 암 발병 초기 및 치료 후, 환자의 액체 생검에 존재하는 대부분의 cfDNA는 정상 체세포 유래되고 종양세포에서 유래된 순환 종양 핵산(circulating tumor DNA, ctDNA)는 cfDNA 내에 매우 낮은 수준(%)으로 존재한다. 따라서, 검체에서 추출되는 cfDNA의 핵산 농도가 낮고, cfDNA 내에 ctDNA가 낮은 분율(%)로 존재하므로, 현재의 시퀀싱 기술만으로는 cfDNA에 포함되어 있는 ctDNA를 측정하기에는 검사 방법의 검출 민감도의 한계에 의한 어려움이 있다.Meanwhile, cancer diagnosis using the aforementioned circulating tumor DNA (ctDNA) has many limitations. More specifically, cfDNA can undergo natural genetic mutations during the aging process. In addition, when the cancer progresses to the intermediate stage or higher, more ct DNA is present in the liquid biopsy, making it possible to diagnose cancer. However, in the early stages of cancer development and after treatment, most cfDNA present in the patient's liquid biopsy is normal. Circulating tumor DNA (ctDNA), derived from somatic cells and tumor cells, is present at very low levels (%) in cfDNA. Therefore, since the nucleic acid concentration of cfDNA extracted from the sample is low and ctDNA is present in a low percentage (%) within cfDNA, it is difficult to measure ctDNA contained in cfDNA using only current sequencing technology due to limitations in the detection sensitivity of the test method. There is.
이에, 극미량으로 액체 생검내에 포함되어 있는 ctDNA를 측정하기 위하여, 현재에는 환자의 혈액 샘플을 다량으로 뽑아서 시료 내 cfDNA의 함량에 대한 한계점을 극복하고자 하지만, 이는 환자에게 부담이 될 수 있다.Accordingly, in order to measure ctDNA contained in a liquid biopsy in very small amounts, a large amount of blood samples from the patient are currently drawn to overcome the limitation of the content of cfDNA in the sample, but this may be a burden to the patient.
따라서, 환자의 검체에서 획득된 소량의 cfDNA 내 낮은 비율(%)로 존재하는 ctDNA를 통하여 향상된 검출 민감도 및 특이도를 보일 수 있는 새로운 방법이 요구되고 있는 실정이다. Therefore, there is a need for a new method that can show improved detection sensitivity and specificity through ctDNA present at a low percentage (%) in a small amount of cfDNA obtained from a patient's sample.
한편, 본 발명의 발명자들은 전술한 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 유전자가위(RNA-guided CRISPR)(clustered regularly interspaced short palindrome repeats)-연관된 뉴클레아제 Cas 단백질에 기반된 유전체 교정(genome editing)을 주목하였다. 전술한 유전자가위 기술은, 표적 넛-아웃 전사 활성화 및 가이드 RNA(single guide RNA, sgRNA)를 이용하여, 특정 DNA 부위를 절단하여 사용하는 편집 기술을 의미로서, 줄기세포 또는 체세포에서 유전병의 원인이 되는 돌연변이의 교정, 항암 세포 치료제와 같이 다양한 분야에서 활용될 수 있다.Meanwhile, the inventors of the present invention used genome editing based on RNA-guided CRISPR (clustered regularly interspaced short palindrome repeats)-related nuclease Cas protein as a method to solve the above-mentioned problem. I paid attention. The above-mentioned gene scissors technology refers to an editing technology that uses targeted nut-out transcription activation and guide RNA (single guide RNA, sgRNA) to cut a specific DNA region, and is used to determine the cause of genetic diseases in stem cells or somatic cells. It can be used in various fields such as correction of mutations and anti-cancer cell therapy.
이때, 유전자가위를 이용하여 특정 DNA를 절단할 때, Cas 단백질 즉, Cas9 뉴클레아제는 가이드 RNA의 서열에 의해 특정된 DNA 표적 서열을 인식하여 절단한다. 이러한 유전자가위를 이용한 방법은, 전술한 바와 같이 특정 유전자를 편집하고자 하는 목적으로 이용되어 왔다.At this time, when cutting specific DNA using genetic scissors, the Cas protein, that is, Cas9 nuclease, recognizes and cuts the DNA target sequence specified by the sequence of the guide RNA. This method using gene scissors has been used for the purpose of editing specific genes, as described above.
그러나, 본 발명의 발명자들은 유전자가위를 이용한 방법에서 특히, Cas9 뉴클레아제 및 가이드 RNA가 표적 유전자 부위를 정확하게 인식한 뒤, 결합할 수 있다는 것에 더욱 주목하였고, 이를 유전자 증폭과 함께 이용할 경우, 측정하고자 하는 표적 유전자를 보다 효과적으로 검출될 수 있음을 발견하였다.However, the inventors of the present invention paid more attention to the fact that in the method using gene scissors, Cas9 nuclease and guide RNA can accurately recognize and then bind to the target gene region, and when used in combination with gene amplification, measurement It was discovered that the desired target gene could be detected more effectively.
보다 구체적으로, 본 발명의 발명자들은, 전술한 Cas9 뉴클레아제 및 가이드 RNA를 통하여, 검출하고자하는 핵산 내의 표적을 선택적으로 포획(Target capture) 및 농축(Target enrichment)시킬 경우, cfDNA뿐만 아니라 cfDNA 내에 존재하는 극미량의 ctDNA에서도 효과적으로 표적 유전자가 검출될 수 있음을 발견하였다.More specifically, the inventors of the present invention, when selectively capturing and enriching a target in a nucleic acid to be detected through the Cas9 nuclease and guide RNA described above, not only cfDNA but also cfDNA. It was discovered that target genes can be effectively detected even in extremely small amounts of ctDNA.
더욱이, 본 발명의 발명자들은, Cas9 뉴클레아제 및 가이드 RNA를 이용하여 표적 DNA를 선택적으로 포획(Target capture) 및 농축 (Target enrichment)시킬 수 있는 특정 조건을 발견하였다. 즉, 본 발명의 발명자들은 Cas9 뉴클레아제 및 가이드 RNA를 이용한 표적 DNA의 포획 및 농축에 있어, 이의 효과가 가장 극대화될 수 있는 조건을 확립하였다. . Moreover, the inventors of the present invention discovered specific conditions that enable selective capture and enrichment of target DNA using Cas9 nuclease and guide RNA. In other words, the inventors of the present invention established conditions in which the effect can be maximized when capturing and concentrating target DNA using Cas9 nuclease and guide RNA. .
이에, 본 발명의 발명자들은 개체로부터 분리된 생물학적 시료 즉, 액체 생검에 포함되어 있는 극미량의 시료를 1 차로 증폭한 뒤, 유전자 가위를 접목시켜 표적 유전자의 검출 효율을 향상시킨 새로운 유전자 분석 방법을 제공하고자 하였다..Accordingly, the inventors of the present invention have provided a new genetic analysis method that improves the detection efficiency of target genes by first amplifying a trace amount of a biological sample isolated from an individual, that is, a very small amount of sample contained in a liquid biopsy, and then applying genetic scissors. I wanted to do it...
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 개체로부터 분리된 생물학적 시료 내에 포함되어 있는 cfDNA 중 표적 DNA를 포함하는 cfDNA를 제 1 증폭하는 단계, 증폭된 표적 DNA를 포함하는 cfDNA가 Cas9 단백질 및 가이드 RNA와 복합체를 형성하도록 혼합하는 단계, 혼합된 복합체로부터 표적 DNA를 포획(capture)하는 단계, 가열을 통하여 복합체에 포함되어 있는 Cas9 단백질을 변성시켜 포획된 표적 DNA를 용출(elution)시키는 단계, 용출된 표적 DNA만을 포집하여 표적 DNA를 농축(enrichement)시키는 단계, 및 농축된 표적 DNA를 제 2 증폭하는 단계를 포함하는, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법을 제공한다.In order to solve the problems described above, according to one embodiment of the present invention, the present invention includes the steps of first amplifying cfDNA containing target DNA among cfDNA contained in a biological sample isolated from an individual, the amplified target Step of mixing cfDNA containing DNA to form a complex with Cas9 protein and guide RNA, capturing target DNA from the mixed complex, denaturing the Cas9 protein contained in the complex through heating to capture the captured target Provides a genetic analysis method using guide RNA, comprising the steps of eluting DNA, collecting only the eluted target DNA to enrich the target DNA, and secondly amplifying the enriched target DNA. do.
이때, 본 발명의 특징에 따르면, 생물학적 시료는, 혈액, 소변, 흉수, 분변, 객담, 복강액, 모유, 뇌척수액, 침, 림프액 및 기관 세척액으로 이루어진 그룹 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 액체 생검으로 사용될 수 있는, 다양한 시료를 모두 포함할 수 있다.At this time, according to the features of the present invention, the biological sample may include, but is limited to, at least one of the group consisting of blood, urine, pleural fluid, feces, sputum, peritoneal fluid, breast milk, cerebrospinal fluid, saliva, lymphatic fluid, and tracheal lavage fluid. This is not necessarily the case, and can include all of the various samples that can be used as liquid biopsies.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 증폭은, PCR에 의하여 수행되며, PCR은, 역전사(reverse transcription) 중합효소 연쇄반응(RT-PCR), 멀티플렉스(multiplex) PCR, 실시간(real-time) PCR, 어셈블리(Assembly) PCR, 퓨전(Fusion) PCR, 리가아제 연쇄 반응(Ligase chain reaction; LCR) 및 ddPCR(Droplet-digital PCR) 중 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 전술한 PCR 기반으로, 유전자를 증폭시킬 수 있는 다양한 방법을 모두 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, amplification is performed by PCR, which includes reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), multiplex PCR, real-time PCR, It may be at least one of Assembly PCR, Fusion PCR, Ligase chain reaction (LCR), and Droplet-digital PCR (ddPCR), but is not limited thereto. Based on the above-described PCR, It can include all of the various methods that can amplify genes.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 가이드 RNA는, 폴리뉴클레오티드로 이루어진 crRNA(CRISPR RNA)를 포함하는 이중 RNA (dual guide RNA) 또는 sgRNA (single-chain guide RNA)일 수 있다.According to another feature of the present invention, the guide RNA may be a dual guide RNA (dual guide RNA) or sgRNA (single-chain guide RNA) including a crRNA (CRISPR RNA) made of polynucleotides.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 가이드 RNA는 3' 말단에 결합된 비오틴을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 자성 비드 복합체와 결합 또는 연결될 수 있는 다양한 가교 물질이 3' 말단에 결합되어 사용될 수 있다. 나아가, 가이드 RNA는 전술한 비오틴을 결합시키기 위하여, 바이오티닐레이션(biotinylation) 또는 나노패턴 고정(nanopatterned anchoring) 단계가 수행된, 가이드 RNA일 수 있다.According to another feature of the present invention, the guide RNA may include biotin bound to the 3' end, but is not limited thereto, and various cross-linking substances that can bind or connect to the magnetic bead complex are bound to the 3' end. can be used Furthermore, the guide RNA may be a guide RNA in which a biotinylation or nanopatterned anchoring step has been performed to bind the biotin described above.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, Cas9 단백질은, Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9), Streptococcus thermophilus Cas9 (StCas9), Streptococcus pasteurianus (SpaCas9), Campylobacter jejuni Cas9 (CjCas9), Staphylococcus aureus (SaCas9), Francisella novicida Cas9 (FnCas9), Neisseria cinerea Cas9 (NcCas9), Neisseria meningitis Cas9 (NmCas9) Prevotella 및 Francisella 1(Cpf1) 중 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, PAM을 인식하여, 표적 DNA 서열로 가이드 RNA와 이동할 수 있는 다양한 단백질을 모두 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the Cas9 protein is Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9), Streptococcus thermophilus Cas9 (StCas9), Streptococcus pasteurianus (SpaCas9), Campylobacter jejuni Cas9 (CjCas9), Staphylococcus aureus (SaCas9), Francisella novicida Cas9 ( FnCas9), Neisseria cinerea Cas9 (NcCas9), Neisseria meningitis Cas9 (NmCas9), but is not limited to at least one of Prevotella and Francisella 1 (Cpf1), and can recognize PAM and move with the guide RNA to the target DNA sequence. It can contain all the various proteins available.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 혼합하는 단계는, Cas9 단백질 및 가이드 RNA를 혼합하는 단계, 혼합된 Cas9 및 가이드 RNA에 증폭된 cfDNA를 첨가하여 복합체(complex)를 형성하도록 혼합하는 단계, 및 복합체에 자성 비드 복합체를 첨가하는 단계를 포함할 수 있다. According to another feature of the present invention, the mixing step includes mixing Cas9 protein and guide RNA, adding amplified cfDNA to the mixed Cas9 and guide RNA and mixing to form a complex, and complex It may include adding a magnetic bead complex.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 자성 비드 복합체는, 아비딘, 스트렙타비딘, 뉴트라비딘 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 자성 비드에 코팅되거나 결합되어, RNA 말단에 결합되어 있는 가교 물질 즉, 비오틴과 결합할 수 있는 다양한 물질을 모두 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the magnetic bead complex may include at least one of avidin, streptavidin, and neutravidin, but is not limited thereto, and is coated or bound to the magnetic bead and bound to the end of RNA. It can include all cross-linking substances, that is, various substances that can bind to biotin.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 자성 비드 복합체는, 가이드 RNA의 3' 말단에 결합된 비오틴에 결합할 수 있다.According to another feature of the present invention, the magnetic bead complex can bind to biotin bound to the 3' end of the guide RNA.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 포획하는 단계는, 마그네틱 솔팅(magnetic sorting) 또는 유세포 솔팅(flow cytometric sorting)에 의하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 가이드 RNA의 말단에 결합되어 있는 자성 비드를 이용하여, 이를 포획 및 선별할 수 있는 다양한 방법을 모두 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the capturing step may be performed by magnetic sorting or flow cytometric sorting, but is not limited thereto, and is not limited to magnetic sorting coupled to the end of the guide RNA. Using beads, various methods for capturing and selecting them can be included.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 가열은, 60 내지 70 ℃에서 수행될 수 있으나, 바람직하게는 65 ℃일 수 있다.According to another feature of the present invention, heating may be performed at 60 to 70 °C, but is preferably 65 °C.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 2 증폭하는 단계는, 증폭이 ddPCR에 의하여 수행될 경우, 농축된 표적 DNA를 희석(dilution)하는 단계를 포함할 수 있으며, 이때, 희석은 농축된 표적 DNA를 PCR 반응 버퍼에 100배 이상 희석하여 수행될 수 있으나, 바람직하게는 약 1000배일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여, Cas9 단백질, 표적 RNA의 종류 및 샘플의 양에 따라 다양하게 설정될 수 있다.According to another feature of the present invention, the second amplification step may include the step of diluting the concentrated target DNA when the amplification is performed by ddPCR, where the dilution is the concentrated target DNA. It may be performed by diluting the PCR reaction buffer by more than 100 times, preferably about 1000 times, but is not limited thereto, and according to a person skilled in the art, the type of Cas9 protein and target RNA And it can be set in various ways depending on the amount of sample.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 2 증폭하는 단계 이후, 표적 DNA의 발현 수준에 따라, 표적 DNA의 포함 유무를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, after the second amplification step, a step of determining whether or not the target DNA is included may be further included depending on the expression level of the target DNA.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 결정하는 단계는, 증폭이 ddPCR에 의하여 수행되고, 표적 DNA의 copy/reaction (ml) 값이 1 이상인 경우, 개체가 표적 DNA를 포함한 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the determining step may include determining that the individual contains the target DNA if amplification is performed by ddPCR and the copy/reaction (ml) value of the target DNA is 1 or more. You can.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 서열번호 9 내지 11 중 적어도 하나의 연속적인 뉴클레오티드와 동일하거나 상보적인 핵산 서열을 포함하는 이중 RNA (dual guide RNA) 또는 sgRNA (single-chain guide RNA)인, EGFR 돌연변이 진단용 가이드 RNA를 제공한다.In order to solve the problems described above, according to one embodiment of the present invention, the present invention provides a dual guide RNA (dual guide) comprising a nucleic acid sequence identical or complementary to at least one consecutive nucleotide of SEQ ID NOs: 9 to 11. Provides guide RNA for diagnosing EGFR mutations, which is RNA) or sgRNA (single-chain guide RNA).
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 뉴클레오티드는, EEGFR 티로신 키나아제 도메인의 엑손 20에서 790번째 영역을 포함하는 서열에 특이적으로 결합할 수 있으며, EEGFR 티로신 키나아제 도메인의 엑손 20에서 790번째 영역을 포함하는 서열은, 서열번호 5 또는 6 중 적어도 하나일 수 있으며, 프로토스페이서 인접 모티프(protospacer adjacent motif, PAM)을 포함을 포함할 수 있으며, 이러한, PAM은, 5'-GGC-3', 5'-CGG-3' 및 5'-TGG-3' 중 적어도 하나의 핵산 서열을 포함할 수 있다. 또한, EEGFR 티로신 키나아제 도메인의 엑손 20에서 790번째 영역을 포함하는 서열은 서열변호 5인 경우, 서열번호 5에 대한 핵산 서열의 5'-말단으로부터 26번째 핵산이 사이토신(C)으로부터 티민(T)으로 변경된 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, EGFR 돌연변이 진단용 가이드 RNA는 EGFR 돌연변이 중 T790M을 표적할 수 있다.According to another feature of the present invention, the nucleotide is capable of specifically binding to a sequence comprising the 790th region from exon 20 of the EEGFR tyrosine kinase domain, and comprising the 790th region from exon 20 of the EEGFR tyrosine kinase domain. The sequence may be at least one of SEQ ID NO: 5 or 6, and may include a protospacer adjacent motif (PAM), such as 5'-GGC-3', 5'- It may include at least one nucleic acid sequence of CGG-3' and 5'-TGG-3'. In addition, when the sequence containing the 790th region in exon 20 of the EEGFR tyrosine kinase domain is sequence number 5, the 26th nucleic acid from the 5'-end of the nucleic acid sequence for SEQ ID NO: 5 has a sequence from cytosine (C) to thymine (T ) can be characterized as being changed to . In other words, the guide RNA for EGFR mutation diagnosis can target T790M among EGFR mutations.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 가이드 RNA는, 3' 말단에 결합된 비오틴을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 3' 말단에 형성될 수 있는 다양한 가교 물질을 모두 포함할 수 있다. 나아가, 전술한 비오틴은 가이드 RNA가 디자인되어 생산된 후, 바이오티닐레이션이 수행되어 형성될 수 있다.According to another feature of the present invention, the guide RNA may include biotin bound to the 3' end, but is not limited thereto, and may include all of various cross-linking substances that can be formed at the 3' end. Furthermore, the biotin described above can be formed by designing and producing guide RNA and then performing biotinylation.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 가이드 RNA는, 서열번호 7 또는 8의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제 3 프라이머, 서열번호 12 또는 13의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제 4 프라이머, 및 서열번호 14 또는 15의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제 5 프라이머 중 적어도 하나에 의하여 합성될 수 있다.According to another feature of the present invention, the guide RNA includes a third primer comprising consecutive nucleotides of SEQ ID NO: 7 or 8, a fourth primer comprising consecutive nucleotides of SEQ ID NO: 12 or 13, and SEQ ID NO: 14 or It can be synthesized by at least one of the fifth primers containing 15 consecutive nucleotides.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 전술한 EGFR 돌연변이 진단용 가이드 RNA를 포함하는, EGFR 돌연변이 진단용 유전자 분석 키트가 제공된다.In order to solve the problems described above, according to one embodiment of the present invention, the present invention provides a genetic analysis kit for diagnosing EGFR mutations, including the guide RNA for diagnosing EGFR mutations described above.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 키트는, 서열번호 1 또는 2의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제 2 프라이머를 포함할 수 있으며, 나아가, 서열번호 3 또는 4의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제 1 프라이머를 더 포함할 수 있다. According to another feature of the present invention, the kit may include a second primer containing consecutive nucleotides of SEQ ID NO: 1 or 2, and further, a first primer containing consecutive nucleotides of SEQ ID NO: 3 or 4. may further include.
나아가, 키트는, 서열번호 7 또는 8의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제 3 프라이머, 서열번호 12 또는 13의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제 4 프라이머 및 서열번호 14 또는 15의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제 5 프라이머 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Furthermore, the kit includes a third primer comprising consecutive nucleotides of SEQ ID NO: 7 or 8, a fourth primer comprising consecutive nucleotides of SEQ ID NO: 12 or 13, and a primer comprising consecutive nucleotides of SEQ ID NO: 14 or 15. It may include at least one of 5 primers.
더 나아가, 키트는, 표적 DNA를 측정하기 위하여, 전술한 프라이머 및 가이드 RNA 이외에, 본 기술분야에 널리 알려진 성분을 포함할 수 있다. 구체적으로, PCR 버퍼(PCR buffer), dNTP, DNA 폴리머라아제(DNA Polymerase) 등을 포함할 수 있다.Furthermore, the kit may include components well known in the art, in addition to the primers and guide RNA described above, to measure target DNA. Specifically, it may include PCR buffer, dNTP, DNA polymerase, etc.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것에 불과하므로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, since these examples are only for illustrative purposes of the present invention, the scope of the present invention should not be construed as being limited by these examples.
본 발명은, 극미량으로 함유된 표적 유전자를 정확하게 진단할 수 있는 효과가 있다. The present invention has the effect of accurately diagnosing target genes contained in trace amounts.
보다 구체적으로, 본 발명은 유전자 절단 및 편집에 사용되는 Cas9 단백질 및 가이드 RNA를 이용하여, 유전자 절단이나 편집을 하지 않으면서, 측정하고자 하는 표적 DNA를 정확하게 포획함으로써, 표적 DNA를 고농도로 농축시킬 수 있으며, 이에 따라, 종래의 분석 방법으로는 검출할 수 없었던, 표적 DNA를 손쉽게 검출할 수 있다. More specifically, the present invention uses the Cas9 protein and guide RNA used for gene cutting and editing to accurately capture the target DNA to be measured without cutting or editing the gene, thereby concentrating the target DNA to a high concentration. Accordingly, target DNA, which could not be detected by conventional analysis methods, can be easily detected.
즉, 본 발명은 극미량으로 포함되어 있는 표적 DNA를 고농축화 시킬 수 있음에 따라, 민감도, 특이도 및 정확도가 향상되어 시료 내에 존재하는 매우 낮은 농도의 돌연변이 및 바이오 마커까지도 정확하게 검출할 수 있다.In other words, the present invention is capable of highly concentrating target DNA contained in extremely small amounts, thereby improving sensitivity, specificity, and accuracy, making it possible to accurately detect even very low concentrations of mutations and biomarkers present in a sample.
이에, 본 발명은 종래의 분석 및 진단 방법보다 우월한 임상적 진단 효과를 가짐에 따라, 약물 선택 및 암 진단 등과 같은 바이오 마커 분석에 있어, 최적 표준(gold standard)로 사용될 수 있다.Accordingly, the present invention has a superior clinical diagnostic effect than conventional analysis and diagnosis methods, and can be used as a gold standard in biomarker analysis such as drug selection and cancer diagnosis.
더욱이, 본 발명은 액체 생검을 이용함에 따라, 비침습적으로 돌연변이 및 바이오 마커를 검출할 수 있다.Moreover, by using liquid biopsy, the present invention can detect mutations and biomarkers non-invasively.
이에, 본 발명을 통하여 질병 초기의 정확한 진단이 가능하며, 나아가 약물 치료의 모니터링을 통한 약물 내성 확인 및 치료 효과 확인을 할 수 있다.Accordingly, through the present invention, accurate diagnosis in the early stage of the disease is possible, and furthermore, drug resistance and treatment effectiveness can be confirmed through monitoring of drug treatment.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다. The effects according to the present invention are not limited to the contents exemplified above, and further various effects are included in the present specification.
도 1 및 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 대한 흐름도 및 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 대한 검증 과정에 대한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 대한 검증 과정에 사용된 프라이머 및 가이드 RNA에 대한 서열을 도시한 것이다.
도 5a 및 5b는 T790M 영역에 대한 예시도가 도시된다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 사용될 수 있는 프라이머에 대한 증폭 결과를 도시한 것이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 시료의 희석 배율에 따른 ddPCR 결과를 도시한 것이다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 제 1 증폭에 따른 ddPCR 결과를 도시한 것이다.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 대한 분석 성능에 실험 결과를 도시한 것이다.1 and 2 are flowcharts and illustrations of a genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flowchart of the verification process for the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the sequences of primers and guide RNA used in the verification process for the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention.
Figures 5A and 5B show exemplary diagrams for the T790M area.
Figures 6a and 6b show amplification results for primers that can be used in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention.
Figures 7a and 7b show ddPCR results depending on the dilution factor of the sample in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention.
Figures 8a and 8b show ddPCR results according to the first amplification in the gene analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention.
Figures 9a to 9c show experimental results on the analysis performance of the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms, but the present embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and are within the scope of common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용되는 용어 "핵산"은 유기 염기(사이토신, 티미딘 및 우라실과 같은 치환된 피리미딘이거나, 아덴 및 구아닌과 같은 치환된 퓨린)에 연결된 당으로 이루어지는 적어도 하나의 뉴클레오티드를 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 핵산은 리보핵산(RNA), 디옥시리보핵산(DNA), 메틸포스포네이트 핵산, S-올리고, cDNA, miRNA 및 압타머(aptamer) 등을 포함할 수 있으며, 천연적으로 발생하거나 인공적으로 합성된 것 모두를 포함할 수 있다. 그러나, 바람직하게는 RNA 및 DNA일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As used herein, the term “nucleic acid” may refer to at least one nucleotide consisting of a sugar linked to an organic base (either a substituted pyrimidine such as cytosine, thymidine, and uracil, or a substituted purine such as adene and guanine). there is. More specifically, nucleic acids may include ribonucleic acid (RNA), deoxyribonucleic acid (DNA), methylphosphonate nucleic acid, S-oligo, cDNA, miRNA, and aptamer, and may be naturally occurring or artificial. It can include anything synthesized with . However, it may preferably be RNA and DNA, but is not limited thereto.
본 명세서에서 사용되는 용어 "가이드(guide) RNA"는 유전체 편집을 통해 표적 핵산을 인식하여 표적 핵산을 절단, 삽입 또는 연결시키는 폴리뉴클레오티드를 의미한다. 그러나, 본 발명에서는 표적 DNA에 특이적인 RNA일 수 있다. 보다 구체적으로, 가이드 RNA는 세포 내로 전달된 선형 이중가닥 DNA의 전사를 통해 발현되어 표적 유전자 서열을 인식하고 Cas 9단백질과 복합체를 형성할 수 있고 Cas 9 단백질을 표적 DNA에 가져오는 RNA이다. 가이드 RNA는 표적 핵산에 상보적인 서열을 포함할 수 있으며, 표적 핵산에서 PAM의 5' 방향 또는 3' 방향으로 연속적인 2 내지 24 뉴클레오티드(예, 20 nt 내외)(이하, 'nt'라 함)의 뉴클레오티드 서열과 상보적인 폴리뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 가이드 RNA의 길이는 10 nt 내지 100 nt, 10 nt 내 지 90 nt, 10 nt 내지 80 nt, 10 nt 내지 70 nt, 10 nt 내지 60 nt, 10 nt 내지 50 nt, 15 nt 내지 50 nt, 20 nt 내지 50 nt, 25 nt 내지 50 nt, 30 nt 내지 50 nt, 35 nt 내지 50 nt, 40 nt 내지 50 nt, 또는 45 nt 내지 50 nt일 수 있다.The term “guide RNA” used herein refers to a polynucleotide that recognizes a target nucleic acid and cuts, inserts, or links the target nucleic acid through genome editing. However, in the present invention, it may be RNA specific to the target DNA. More specifically, the guide RNA is an RNA that is expressed through transcription of linear double-stranded DNA delivered into the cell, recognizes the target gene sequence, forms a complex with the Cas 9 protein, and brings the Cas 9 protein to the target DNA. The guide RNA may include a sequence complementary to the target nucleic acid, and is 2 to 24 consecutive nucleotides (e.g., about 20 nt) in the 5' or 3' direction of the PAM in the target nucleic acid (hereinafter referred to as 'nt'). It may include a polynucleotide complementary to the nucleotide sequence of. The length of the guide RNA is 10 nt to 100 nt, 10 nt to 90 nt, 10 nt to 80 nt, 10 nt to 70 nt, 10 nt to 60 nt, 10 nt to 50 nt, 15 nt to 50 nt, and 20 nt. It may be from 50 nt to 50 nt, from 25 nt to 50 nt, from 30 nt to 50 nt, from 35 nt to 50 nt, from 40 nt to 50 nt, or from 45 nt to 50 nt.
본 명세서에서 사용되는 용어 "표적 유전자서열"은 표적 유전자 또는 핵산 내에 존재하는 뉴클레오타이드로, 구체적으로는 표적 유전자 또는 핵산 내에 표적 영역의 일부 뉴클레오타이드 서열이며, 이 때 “표적 영역”은 표적 유전자 또는 핵산 내에 가이드핵산-에디터 단백질에 의해 변형될 수 있는 부위이다.As used herein, the term “target gene sequence” refers to a nucleotide present in a target gene or nucleic acid, and specifically, a partial nucleotide sequence of a target region within a target gene or nucleic acid. In this case, “target region” refers to a nucleotide sequence present within a target gene or nucleic acid. This is a site that can be modified by a guide nucleic acid-editor protein.
본 명세서에서 사용되는 용어 " PAM 서열(sequence)"은 목표 서열 옆에 위치하는 3bp 크기의 서열로서 CRISPR-Cas 복합체가 인식하는 타겟 서열을 의미하며, CRISPR-Cas 복합체는 PAM 서열을 인식한 후 특정 위치를 절단하게 된다.The term "PAM sequence" used herein refers to a target sequence recognized by the CRISPR-Cas complex as a 3bp-sized sequence located next to the target sequence. The CRISPR-Cas complex recognizes the PAM sequence and then makes a specific location is cut.
본 명세서에서 사용되는 용어 "바이오티닐레이션(biotinylation)"은, 비오틴(biotin)을 DNA 또는 RNA에 부착하는 방법으로서, TdT(Terminal deoxynucleotidyl transferase)와 같은 효소를 통하여 단일 DNA 또는 RNA의 3'말단에 비오틴을 부착시킬 수 있다. 비오틴 및 TdT는 화학적으로 교차결합(cross-linking)되게 만들어지며, 본 기술분야에서 상업적으로 구입이 가능하다.The term "biotinylation" used herein refers to a method of attaching biotin to DNA or RNA, by attaching biotin to the 3' end of a single DNA or RNA through an enzyme such as terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT). Biotin can be attached. Biotin and TdT are made chemically cross-linked and are commercially available in the art.
본 명세서에서 사용되는 용어 "세포 유리 유전자(cell-free DNA, cfDNA)"은 종양 세포에서 유래하여 암 환자의 혈액, 혈장 또는 소변 등의 생물학적 시료에서 발견될 수 있는 암 세포 유래 유전자를 의미하며, 괴사, 세포 사멸 또는 비뇨기관의 정상세포 및/또는 암세포에서 활성화되어, 다양한 세포 생리학적 과정을 통해 소변, 혈액 등으로 방출된다. 소변, 뇌척수액 (cerebrospinal fluid; CSF), 혈장, 혈액, 또는 체액은 쉽게 얻을 수 있는 시료이므로, 반복적인 샘플링을 통해 대량의 단순하고 비-침습적인 검체의 수집이 가능하다.As used herein, the term “cell-free DNA (cfDNA)” refers to a cancer cell-derived gene that originates from tumor cells and can be found in biological samples such as blood, plasma, or urine of cancer patients. It is activated by necrosis, apoptosis, or normal cells and/or cancer cells of the urinary tract, and is released into urine, blood, etc. through various cell physiological processes. Urine, cerebrospinal fluid (CSF), plasma, blood, or body fluids are samples that can be easily obtained, making it possible to collect large amounts of simple, non-invasive samples through repeated sampling.
본 명세서에서 사용되는 용어 "CRISPR/Cas 시스템"은 유전자 또는 핵산에 상보적인 서열을 가지는 가이드 RNA(gRNA)와 표적하는 유전자 또는 핵산을 절단할 수 있는 뉴클레아제인 CRISPR 효소로 구성되며, gRNA와 CRISPR 효소는 CRISPR 복합체를 형성하고, 형성된 CRISPR 복합체에 의해 표적하는 유전자 또는 핵산을 절단 또는 변형시킨다.The term "CRISPR/Cas system" used herein is composed of a guide RNA (gRNA) with a sequence complementary to a gene or nucleic acid and the CRISPR enzyme, a nuclease that can cleave the target gene or nucleic acid. gRNA and CRISPR The enzyme forms a CRISPR complex and cleaves or modifies the gene or nucleic acid targeted by the formed CRISPR complex.
본 명세서에서 사용되는 용어 "Cas 9 단백질"은 CRISPR/Cas 시스템에서 필수적인 단백질 요소를 의미하고, CRISPR RNA(crRNA) 및 트랜스-활성화 crRNA(trans-activating crRNA, tracrRNA)로 불리는 두 RNA와 복합체를 형성할 때, 활성 엔도뉴클레아제를 형성한다. Cas 9 단백질 유전자 및 단백질의 정보는 국립생명공학정보센터(national center for biotechnology information, NCBI)의 GenBank에서 구할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.As used herein, the term "Cas 9 protein" refers to an essential protein component in the CRISPR/Cas system and forms a complex with two RNAs called CRISPR RNA (crRNA) and trans-activating crRNA (tracrRNA). When doing so, an active endonuclease is formed. Information on the Cas 9 protein gene and protein can be obtained from GenBank of the National Center for Biotechnology Information (NCBI), but is not limited thereto.
본 명세서에서 사용되는 용어 "증폭"은 타겟 핵산 서열을 증폭하는 반응을 의미하며, 역전사(reverse transcription) 중합효소 연쇄반응(RT-PCR), 멀티플렉스(multiplex) PCR, 실시간(real-time) PCR, 어셈블리(Assembly) PCR, 퓨전(Fusion) PCR, 리가아제 연쇄 반응(Ligase chain reaction; LCR) 및 ddPCR(Droplet-digital PCR) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The term “amplification” used herein refers to a reaction that amplifies a target nucleic acid sequence, such as reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), multiplex PCR, or real-time PCR. , assembly PCR, fusion PCR, ligase chain reaction (LCR), and droplet-digital PCR (ddPCR), etc., but are not limited thereto.
본 명세서에서 사용되는 용어 "프라이머(primer)"은 단일가닥의 올리고뉴클레오티드 중 하나로, 리보뉴클레오티드도 포함할 수 있으며 바람직하게는 디옥시리보뉴클레오티드 일 수 있다. 프라이머는 주형(template)의 한 부위에 혼성화 또는 어닐링되어, 이중가닥 구조를 형성한다. 본 발명에서 프라이머는 NGS 시퀀싱 아답터 서열에 혼성화(hybridization) 또는 어닐링(annealing)될 수 있다. 어닐링(annealing)은 주형 핵산에 올리고뉴클레오티드 또는 핵산이 병치(apposition)되는 것을 의미하며, 병치는 중합효소(polymerase)가 뉴클레오티드를 중합시켜 주형 핵산 또는 그의 일부분에 상보적인 핵산 분자를 형성하게 한다. 혼성화(hybridization)는 2개의 단일가닥 핵산이 상보적인 염기서열들의 페어링(pairing)에 의하여 이합체 구조(duplex structure)를 형성하는 것을 의미한다. 프라이머는 주형에 상보적인 프라이머 연장 산물의 합성이 유도되는 조건에서 합성의 개시점으로 작용할 수 있다.The term “primer” used herein refers to a single-stranded oligonucleotide and may also include ribonucleotides, preferably deoxyribonucleotides. Primers hybridize or anneal to one site of the template to form a double-stranded structure. In the present invention, primers may be hybridized or annealed to an NGS sequencing adapter sequence. Annealing refers to the juxtaposition of an oligonucleotide or nucleic acid to a template nucleic acid, whereby a polymerase polymerizes the nucleotides to form a nucleic acid molecule complementary to the template nucleic acid or a portion thereof. Hybridization means that two single-stranded nucleic acids form a duplex structure by pairing complementary base sequences. A primer can act as a starting point for synthesis under conditions that induce the synthesis of a primer extension product complementary to the template.
본 명세서에서 사용되는 용어 "진단"은 병리 상태의 또는 특징을 확인하는 것을 의미한다. 본 발명의 목적상, 암(종양)의 종류, 발병 여부 및 발병 원인을 확인하는 것을 의미할 수 있으며, 나아가, 표적 유전자 즉, 바이오마커의 발현 유무 및 발현 정도를 확인하여 종양의 치료 전략, 발전 및 경감 등을 판단하는 것도 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 특정 질병 또는 질환에 대한 한 개체의 감수성(susceptibility)을 판정하는 것, 특정 질병 또는 질환에 걸린 한 개체의 예후(prognosis)를 판정하는 것, 또는 테라메트릭스(therametrics)(예컨대, 치료 효능에 대한 정보를 제공하기 위하여 객체의 상태를 모니터링 하는 것)을 포함할 수 있다.As used herein, the term “diagnosis” means identifying the condition or characteristics of a pathological condition. For the purpose of the present invention, it may mean confirming the type, occurrence, and cause of cancer (tumor), and further, confirming the presence and expression level of target genes, that is, biomarkers, to determine tumor treatment strategies and development. It may include, but is not limited to, determining the susceptibility of an individual to a specific disease or condition, and the prognosis of an individual suffering from a specific disease or condition. Determination, or therametrics (e.g., monitoring the condition of an object to provide information about treatment efficacy).
가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법Genetic analysis method using guide RNA
이하에서는 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법의 절차에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다. 이때, 이해의 편의를 위하여 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 1, the procedure of the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention will be described in detail. At this time, for convenience of understanding, the description will be made with reference to FIG. 2.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법은 총 6단계로서, 개체로부터 분리된 생물학적 시료 내에 포함되어 있는 cfDNA 중 표적 DNA를 포함하는 cfDNA를 제 1 증폭하는 단계(S110), 증폭된 표적 DNA를 포함하는 cfDNA가 Cas9 단백질 및 가이드 RNA와 복합체를 형성하도록 혼합하는 단계(S120), 혼합된 복합체로부터 표적 DNA를 포획(capture)하는 단계(S130), 가열을 통하여 복합체에 포함되어 있는 cas9 단백질을 변성시켜 포획된 표적 DNA를 용출(elution)시키는 단계(S140), 용출된 표적 DNA만을 포집하여 표적 DNA를 농축(enrichement)시키는 단계(S150) 및 농축된 표적 DNA를 제 2 증폭하는 단계(S160)를 포함할 수 있다.First, referring to Figure 1, the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention has a total of six steps, in which cfDNA containing target DNA among cfDNA contained in biological samples isolated from an individual is first analyzed. Amplifying step (S110), mixing cfDNA containing the amplified target DNA to form a complex with Cas9 protein and guide RNA (S120), capturing target DNA from the mixed complex (S130), A step of denaturing the cas9 protein contained in the complex through heating to elute the captured target DNA (S140), a step of enriching the target DNA by capturing only the eluted target DNA (S150), and the concentrated It may include a second amplification step (S160) of the target DNA.
보다 구체적으로, 도 2를 참조하면, S110 단계에서는, PCR을 이용하여 개체로부터 분리된 생물학적 시료 내에 포함되어 있는 cfDNA 중 표적 DNA를 포함하는 주형(template)만을 증폭시킬 수 있다. More specifically, referring to FIG. 2, in step S110, only the template containing the target DNA among the cfDNA contained in the biological sample isolated from the individual can be amplified using PCR.
표적 DNA를 포함하는 주형의 증폭은, 표적 DNA의 서열을 기초하여 제작(design)된 프라이머 및 PCR 방법을 통하여 수행될 수 있다. Amplification of a template containing target DNA can be performed using primers designed based on the sequence of the target DNA and a PCR method.
예를 들어, 개체로부터 분리된 생물학적 시료 내에 포함되어 있는 cfDNA를 통하여, EGFR-T790M을 포함한 영역을 증폭하고자 한 경우, 하기의 서열번호 1 또는 2의 프라이머 및 PCR을 통하여 EGFR-T790M을 포함하는 DNA 주형이 증폭될 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시에에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서는 T790M를 통하여, 이의 검출 및 분석 효과를 검증하였지만, 본 발명은 전술한 돌연변이 측정에만 한정되지 않고, 보다 다양한 바이오 마커에 적용되어 사용될 수 있다.For example, when trying to amplify a region containing EGFR-T790M through cfDNA contained in a biological sample isolated from an individual, DNA containing EGFR-T790M is obtained through primers of SEQ ID NO: 1 or 2 below and PCR. The template can be amplified. At this time, in the genetic analysis method using guide RNA according to one embodiment of the present invention, its detection and analysis effects were verified through T790M, but the present invention is not limited to the above-described mutation measurement and can be applied to a wider variety of biomarkers. can be used
정방향(Forward) 프라이머 서열: 5′-CTCCAGGAAGCCTACGTGAT-3′ (서열번호 1)Forward primer sequence: 5′-CTCCAGGAAGCCTACGTGAT-3′ (SEQ ID NO: 1)
역방향(Reverse) 프라이머 서열: 5′-GTCTTTGTGTTCCCGGACAT-3′ (서열번호 2)Reverse primer sequence: 5′-GTCTTTGTGTTCCCGGACAT-3′ (SEQ ID NO: 2)
그러나, EGFR-T790M을 포함하는 DNA 주형을 증폭시킬 수 있는 프라이머는, 전술한 서열번호 1 또는 2에 제한되는 것은 아니며, 이의 좌위(locus) 즉, EGFR 티로신 키나아제 도메인의 엑손(exon) 20에서 790 위치를 포함하는 영역(서열번호 5 또는 6)에 상보적으로 결합할 수 있는 40 bp 이하의 유전자 서열을 모두 포함할 수 있으며, 하기의 서열번호 3 또는 4의 프라이머 또한, EGFR-T790M을 포함하는 DNA 주형을 증폭시킬 수 있다. 이때, EGFR 티로신 키나아제 도메인의 엑손(exon) 20에서 790 위치는 정상(reference)과 달리 뉴클레오티드가 C에서 T로 변경되어 있으며, ACG에서 ATG로 바뀌었음에 따라 아미노산(Amino acid)가 threonine (T) 에서 methionine (M)으로 변경된 서열을 의미할 수 있다(굵은 글씨는 변이된 T790M 영역을 의미함).However, primers capable of amplifying the DNA template containing EGFR-T790M are not limited to the above-mentioned SEQ ID NO: 1 or 2, and their locus, that is, exons 20 to 790 of the EGFR tyrosine kinase domain. It may contain all gene sequences of 40 bp or less that can bind complementary to the region containing the position (SEQ ID NO: 5 or 6), and the primer of SEQ ID NO: 3 or 4 below also contains EGFR-T790M. DNA template can be amplified. At this time, unlike the reference, the nucleotide at position 790 in exon 20 of the EGFR tyrosine kinase domain is changed from C to T, and the amino acid changes from ACG to ATG to threonine (T). It may mean a sequence changed from to methionine (M) (bold text indicates the mutated T790M region).
정방향(Forward) 프라이머 서열: 5′- CATGCGAAGCCACACTGAC-3′ (서열번호 3)Forward primer sequence: 5′- CATGCGAAGCCACACTGAC-3′ (SEQ ID NO: 3)
역방향(Reverse) 프라이머 서열: 5′- CGGACATAGTCCAGGAGGCA-3′ (서열번호 4)Reverse primer sequence: 5′- CGGACATAGTCCAGGAGGCA-3′ (SEQ ID NO: 4)
정방향(Forward) EGFR-T790M을 포함하는 DNA 서열: 5′-CTCACCTCCACCGTGCAGCTCATCATGCAGCTCATGCCCTTCGGCTGCC-3′ (서열번호 5)DNA sequence containing forward EGFR-T790M: 5′-CTCACCTCCACCGTGCAGCTCATCA T GCAGCTCATGCCCTTCGGCTGCC-3′ (SEQ ID NO: 5)
EGFR-T790M을 포함하는 상보적 DNA 서열: 3′-GACTGGAGGTGGCACGTCGAGTAGTGCGTCGAGTACGGGAAGCCGACGG-5′ (서열번호 6)Complementary DNA sequence containing EGFR-T790M: 3′-GACTGGAGGTGGCACGTCGAGTAGTGCGTCGAGTACGGGAAGCCGACGG-5′ (SEQ ID NO: 6)
나아가, PCR이 수행되는 조건은, 본 기술분야에서 널리 알려진 방법을 기초로 설정될 수 있다.Furthermore, the conditions under which PCR is performed can be set based on methods widely known in the art.
결국, S110 단계를 통하여, 측정하고자 하는 표적 DNA가 포함되어 있는 cfDNA만을 증폭시킬 수 있다.Ultimately, through step S110, only cfDNA containing the target DNA to be measured can be amplified.
그 다음, S120 단계에서는, 증폭된 표적 DNA를 포함하는 cfDNA가 Cas9 단백질 및 가이드 RNA와 복합체(complex)를 형성(assembly)하도록 혼합시킬 수 있다. Next, in step S120, cfDNA containing the amplified target DNA can be mixed with the Cas9 protein and guide RNA to form a complex (assembly).
보다 구체적으로, 먼저, Cas9 단백질 및 가이드 RNA를 1:5 비율로 NEB3 버퍼(buffer)와 함께 혼합시킨 뒤, 상온(room temperature)에서 10분간 배양(incubation)할 수 있다. More specifically, first, Cas9 protein and guide RNA can be mixed with NEB3 buffer at a 1:5 ratio, and then incubated at room temperature for 10 minutes.
그 다음, 일정 비율로 혼합된 Cas9 단백질 및 가이드 RNA에 증폭된 0.5ng의 cfDNA를 첨가하여, 최종 100 nmol/L 농도의 복합체를 형성한 뒤, 37℃에서 2시간 동안 반응시킬 수 있다.Next, 0.5 ng of amplified cfDNA is added to the Cas9 protein and guide RNA mixed in a certain ratio to form a complex with a final concentration of 100 nmol/L, and then allowed to react at 37°C for 2 hours.
이때, 증폭된 표적 DNA를 포함하는 Cas9 단백질 및 가이드 RNA의 비율은 1:5가 바람직할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 가이드 RNA와 혼합되는 Cas9 단백질의 종류에 따라, 달라질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서의 Cas9 단백질은, 바람직하게 Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, Streptococcus thermophilus Cas9 (StCas9), Streptococcus pasteurianus (SpaCas9), Campylobacter jejuni Cas9 (CjCas9), Staphylococcus aureus (SaCas9), Francisella novicida Cas9 (FnCas9), Neisseria cinerea Cas9 (NcCas9), Neisseria meningitis Cas9 (NmCas9) Prevotella 및 Francisella 1(Cpf1) 중 적어도 하나일 수 있다. 그러나, CAS9 단백질은 가이드 RNA 및 cfDNA와 복합체를 형성하여, 표적 부위를 절단할 수 있는 다양한 단백질을 모두 포함할 수 있으며, Cas9 단백질과 가이드 RNA의 복합체 형성 비율은 Cas9 단백질의 종류에 따라, 본 기술분야에서 널리 알려진 방법을 기초로 본 발명의 실시하고자 하는 통상의 기술자에 의하여 다양하게 설정될 수 있다.At this time, the ratio of the Cas9 protein containing the amplified target DNA and the guide RNA may be preferably 1:5, but is not limited thereto and may vary depending on the type of Cas9 protein mixed with the guide RNA. For example, the Cas9 protein in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention may preferably be Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9), but is not limited thereto, and may include Streptococcus thermophilus Cas9 (StCas9), At least one of Streptococcus pasteurianus (SpaCas9), Campylobacter jejuni Cas9 (CjCas9), Staphylococcus aureus (SaCas9), Francisella novicida Cas9 (FnCas9), Neisseria cinerea Cas9 (NcCas9), Neisseria meningitis Cas9 (NmCas9) Prevotella and Francisella 1 (Cpf1) You can. However, the CAS9 protein can form a complex with guide RNA and cfDNA and contain various proteins that can cleave the target site, and the complex formation rate of Cas9 protein and guide RNA varies depending on the type of Cas9 protein, according to the present technology. It can be set in various ways by a person skilled in the art who wishes to practice the present invention based on methods widely known in the field.
그 다음, 37℃에서 2시간 동안 반응시킨 cfDNA, Cas9 단백질 및 가이드 RNA를 포함하는 복합체에 자성 비드 복합체를 첨가하여, 가이드 RNA에 자성 비드 복합체를 결합시킬 수 있다.Next, the magnetic bead complex can be added to the complex containing cfDNA, Cas9 protein, and guide RNA reacted at 37°C for 2 hours, and the magnetic bead complex can be bound to the guide RNA.
이때, 가이드 RNA는 표적 DNA에 특이적으로 결합할 수 있는 RNA로서, 세포 내로 전달된 선형 이중가닥 DNA의 전사를 통해 발현되어 표적 유전자 서열을 인식하고 Cas9 단백질과 복합체를 형성할 수 있으며, Cas9 단백질을 표적 DNA로 안내하는 역할을 한다. At this time, the guide RNA is an RNA that can specifically bind to the target DNA, and is expressed through transcription of linear double-stranded DNA delivered into the cell to recognize the target gene sequence and form a complex with the Cas9 protein. It serves to guide the target DNA.
이에, 가이드 RNA는 표적 DNA에 특이적으로 결합되어야 함에 따라, 표적 DNA의 서열을 기초하여 제작(design)될 수 있다. 그러나, 가이드 RNA는 Cas9 단백질과 함께 복합체로서 반응되어야 함에 따라, Cas9 단백질이 인식할 수 있는 프로토스페이서 인접 모티프(protospacer adjacent motif, PAM) 서열로부터 시작된 서열일 수 있다. Accordingly, since the guide RNA must specifically bind to the target DNA, it can be designed based on the sequence of the target DNA. However, since the guide RNA must react as a complex with the Cas9 protein, the sequence may originate from a protospacer adjacent motif (PAM) sequence that the Cas9 protein can recognize.
예를 들어, 개체로부터 분리된 생물학적 시료 내에 포함되어 있는 cfDNA를 통하여, EGFR-T790M을 표적하고자 한 경우, 가이드 RNA는 하기의 서열번호 5 또는 6의 EGFR-T790M을 포함하는 DNA 서열에 의하여 제작될 수 있으며, 하기의 서열번호 5 또는 6의 DNA 서열은 EGFR-T790M 영역 주변으로 총 3개의 PAM을 포함하고 있다(밑줄친 글씨는 PAM 영역을 의미함).For example, if it is intended to target EGFR-T790M through cfDNA contained in a biological sample isolated from an individual, the guide RNA may be produced by a DNA sequence containing EGFR-T790M of SEQ ID NO: 5 or 6 below. The DNA sequence of SEQ ID NO: 5 or 6 below contains a total of three PAMs around the EGFR-T790M region (the underlined letters indicate the PAM region).
정방향(Forward) EGFR-T790M을 포함하는 DNA 서열: 5′-CTCACCTCCACCGTGCAGCTCATCATGCAGCTCATGCCCTTCGGCTGCC-3′ (서열번호 5)DNA sequence containing forward EGFR-T790M: 5′-CTCACCTCCACCGTGCAGCTCATCA T GCAGCTCATGCCCTTC GGC TGCC-3′ (SEQ ID NO: 5)
EGFR-T790M을 포함하는 상보적 DNA 서열: 3′-GACTGGAGGTGGCACGTCGAGTAGTGCGTCGAGTACGGGAAGCCGACGG-5′ (서열번호 6)Complementary DNA sequence containing EGFR-T790M: 3′-GACTGGA GGTGGC ACGTCGAGTAGTGCGTCGAGTACGGGAAGCCGACGG-5′ (SEQ ID NO: 6)
이에, EGFR-T790M을 표적하고자 한 경우, 가이드 RNA는 전술한 PAM영역으로부터 시작될 수 있음에 따라, 하기의 서열번호 9, 10 및 11 중 적어도 하나의 서열번호로 이루어진 서열 또는 이와 상보적인 핵산 서열을 포함할 수 있다. Accordingly, in the case of targeting EGFR-T790M, the guide RNA may start from the above-described PAM region, so a sequence consisting of at least one of the following SEQ ID NOs: 9, 10, and 11, or a nucleic acid sequence complementary thereto. It can be included.
가이드 RNA 1의 crRNA : 5′- ATCACGCAGCTCATGCCCTT -3′ (서열번호 9)crRNA of guide RNA 1: 5′- ATCAGCAGCTCATGCCCTT -3′ (SEQ ID NO: 9)
가이드 RNA 2의 crRNA : 3′- GGCACGTCGAGTAGTGCGTC-5′ (서열번호 10)crRNA of guide RNA 2: 3′-GGCACGTCGAGTAGTGCGTC-5′ (SEQ ID NO: 10)
가이드 RNA 3의 crRNA : 3′- ACGTCGAGTAGTGCGTCGAG-5′ (서열번호 11)crRNA of guide RNA 3: 3′- ACGTCGAGTAGTGCGTCGAG-5′ (SEQ ID NO: 11)
즉, 이러한, 서열번호 9, 10 및 11의 서열은, 가이드 RNA에서 표적 DNA와 결합할 수 있는 crRNA(target specific)영역을 의미할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 T790M을 포함하는 표적 DNA를 가장 높은 효율로 농축시킬 수 있는 crRNA 영역은 바람직하게, 서열번호 9일 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 사용되는 가이드 RNA는 crRNA 및 tracrRNA를 함유하는 2-파트의 가이드 RNA이며, tracrRNA 및 crRNA는 링커 루프 서열에 의해 연결될 수 있다.In other words, the sequences of SEQ ID NOs: 9, 10, and 11 may mean a crRNA (target specific) region that can bind to the target DNA in the guide RNA, and the gene using the guide RNA according to an embodiment of the present invention In the analysis method, the crRNA region that can concentrate the target DNA containing T790M with the highest efficiency may be preferably SEQ ID NO: 9. More specifically, the guide RNA used in the gene analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention is a two-part guide RNA containing crRNA and tracrRNA, and the tracrRNA and crRNA can be connected by a linker loop sequence. there is.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 가이드 RNA가 전술한 서열번호 9의 crRNA 영역을 포함한 경우, 가이드 RNA는 하기의 서열을 포함하는 프라이머에 의하여 합성될 수 있다. Meanwhile, in the gene analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, when the guide RNA includes the crRNA region of SEQ ID NO: 9 described above, the guide RNA can be synthesized using a primer containing the following sequence.
정방향(Forward) 가이드 RNA 합성을 위한 프라이머 서열 : 5′-TAATACGACTCACTATAGATCATGCAGCTCATGCCC-3′ Primer sequence for forward guide RNA synthesis: 5′- TAATACGACTCACTATAG ATCA T GCAGCTCATGCCC-3′
역방향(Reverse) 가이드 RNA 합성을 위한 프라이머 서열 : 5′-TTCTAGCTCTAAAACAAGGGCATGAGCTGCATGAT-3′ Primer sequence for reverse guide RNA synthesis: 5′- TTCTAGCTCTAAAAC AAGGGCATGAGCTGCATGAT-3′
이때, 밑줄친 영역의 서열은 전술한 TAATACGACTCACTATAG(forward) 및 TTCTAGCTCTAAAAC(reverse)에 제한되지 않고, 상업적으로 사용 가능한 다양한 프라이머 서열이 이용될 수 있다. At this time, the sequence of the underlined region is not limited to the above-described TAATACGACTCACTATAG (forward) and TTCTAGCTCTAAAAC (reverse), and various commercially available primer sequences can be used.
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 EGFR-T790M을 표적하고자 한 경우, 바람직한 본 발명의 가이드 RNA는 하기의 서열번호 7 또는 8의 서열을 포함하는 프라이머에 의하여 합성될 수 있다.Ultimately, when it is intended to target EGFR-T790M in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, the preferred guide RNA of the present invention is synthesized using a primer containing the sequence of SEQ ID NO: 7 or 8 below. It can be.
정방향(Forward) 가이드 RNA 합성을 위한 프라이머 서열 : 5′-ATCA T GCAGCTCATGCCC-3′ (서열번호 7)Primer sequence for forward guide RNA synthesis: 5′- ATCA T GCAGCTCATGCCC -3′ (SEQ ID NO. 7)
역방향(Reverse) 가이드 RNA 합성을 위한 프라이머 서열 : 5′-AAGGGCATGAGCTGCATGAT-3′ (서열번호 8)Primer sequence for reverse guide RNA synthesis: 5′- AAGGGCATGAGCTGCATGAT -3′ (SEQ ID NO. 8)
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 EGFR-T790M을 표적하고자 한 경우, 가이드 RNA는 서열번호 9의 crRNA 영역뿐만 아니라, 서열번호 10 및 11의 crRNA 영역을 포함할 수 있음에 따라, 가이드 RNA는 하기의 서열번호 12 내지 15의 서열을 포함하는 프라이머에 의하여 합성될 수 있다.Furthermore, when targeting EGFR-T790M in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, the guide RNA will include not only the crRNA region of SEQ ID NO: 9, but also the crRNA regions of SEQ ID NO: 10 and 11. As can be done, the guide RNA can be synthesized using primers containing the sequences of SEQ ID NOs: 12 to 15 below.
정방향(Forward) 가이드 RNA 합성을 위한 프라이머 서열 : 5′-CTGCATGATGAGCTGC-3′ (서열번호 12)Primer sequence for forward guide RNA synthesis: 5′- CTGCATGATGAGCTGC -3′ (SEQ ID NO. 12)
역방향(Reverse) 가이드 RNA 합성을 위한 프라이머 서열 : 5′-CCGTGCAGCTCATCATGCAG-3′ (서열번호 13)Primer sequence for reverse guide RNA synthesis: 5′- CCGTGCAGCTCATCATGCAG -3′ (SEQ ID NO. 13)
정방향(Forward) 가이드 RNA 합성을 위한 프라이머 서열 : 5′-GAGCTGCATGATGAGC-3′ (서열번호 14)Primer sequence for forward guide RNA synthesis: 5′- GAGCTGCATGATGAGC -3′ (SEQ ID NO. 14)
역방향(Reverse) 가이드 RNA 합성을 위한 프라이머 서열 : 5′-TGCAGCTCATCATGCAGCTC-3′ (서열번호 15)Primer sequence for reverse guide RNA synthesis: 5′- TGCAGCTCATCATGCAGCTC -3′ (SEQ ID NO. 15)
한편, 종래의 가이드 RNA는 전술한 바와 같이 표적 유전자의 특정 영역 서열과 상보적임에 따라, 특정 영역 서열과 결합하도록 이동하여, Cas9 단백질이 이를 절단하고, 이를 변형시킬 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서의 가이드 RNA는 표적 DNA를 인식한 뒤, Cas9 단백질이 특정 영역 서열을 절단하기 전에 표적 DNA만을 포획(capture)하는 목적으로 사용될 수 있다.Meanwhile, as described above, the conventional guide RNA is complementary to the specific region sequence of the target gene, so it moves to bind to the specific region sequence, allowing the Cas9 protein to cleave it and modify it. However, in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, the guide RNA is used for the purpose of capturing only the target DNA after recognizing the target DNA and before the Cas9 protein cleaves the specific region sequence. You can.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서의 가이드 RNA는 표적 DNA만을 포획하기 위하여, 자성 비드(입자)를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서의 가이드 RNA는 3' 말단 영역에 비오틴(biotin)이 형성되도록, 바이오티닐레이션(biotinylation) 과정이 수행된 RNA이다. More specifically, in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, the guide RNA may include magnetic beads (particles) to capture only target DNA. That is, the guide RNA in the gene analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention is RNA that has undergone a biotinylation process to form biotin at the 3' end region.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서의 가이드 RNA는 3' 말단 영역에 비오틴을 포함함에 따라, 아비딘, 스트렙타비딘, 뉴트라비딘와 같은 단백질이 코팅된 자성 비드(magnetic bead) 즉, 자성 비드 복합체가 첨가될 경우, 자성 비드 복합체가 가이드 RNA 3' 말단 영역의 비오틴에 결합할 수 있다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서의 가이드 RNA는 3' 말단 영역에 비오틴을 포함함에 따라, 전술한 자성 비드뿐만 아니라 공여체 폴리뉴클레오티드, 나노 입자 및 염료 분자 등 다양한 물질과 연결되어 더 포함할 수 있다.Accordingly, the guide RNA in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention contains biotin in the 3' terminal region, and thus magnetic beads coated with proteins such as avidin, streptavidin, and neutravidin ( In other words, when a magnetic bead complex is added, the magnetic bead complex can bind to biotin in the 3' end region of the guide RNA. Furthermore, as the guide RNA in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention contains biotin in the 3' terminal region, it can be used in various ways such as donor polynucleotides, nanoparticles, and dye molecules as well as the above-mentioned magnetic beads. It can be connected to substances and contain more.
더욱이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서의 가이드 RNA는 전술한 과정에 의하여, 3' 말단 영역에 비오틴과 결합한 자성 비드를 포함함으로써, 표적 DNA와 결합한 뒤, 자성에 의하여 표적 DNA와 함께 물리적으로 포획(capture) 및 분류(sorting)될 수 있다.Moreover, the guide RNA in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention includes a magnetic bead bound to biotin at the 3' end region by the above-described process, thereby binding to the target DNA and then being magnetically It can be physically captured and sorted together with the target DNA.
이에, S130 단계에서는, cfDNA, Cas9 단백질 및 가이드 RNA를 포함하는 복합체로부터 표적 DNA를 농축(enrichment)시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 전술한 S120 단계에 의하여, cfDNA, Cas9 단백질 및 가이드 RNA를 포함하는 복합체 중 cfDNA에 포함되어 있는 표적 DNA는 자성 비드를 포함하는 가이드 RNA와 결합되어 있을 수 있다. Accordingly, in step S130, target DNA can be enriched from a complex containing cfDNA, Cas9 protein, and guide RNA. More specifically, by the above-described step S120, the target DNA contained in the cfDNA in the complex including cfDNA, Cas9 protein, and guide RNA may be bound to the guide RNA including the magnetic bead.
따라서, S130 단계에서는, 먼저, 물리적인 방법 즉, 마그네틱 솔팅(magnetic sorting) 또는 유세포 솔팅(flow cytometric sorting)과 같은 자력을 이용한 방법을 통하여, 자성 비드를 포함하는 가이드 RNA와 결합되어 복합체로부터 표적 DNA를 포획할 수 있다. Therefore, in step S130, first, through a physical method, that is, a method using magnetic force such as magnetic sorting or flow cytometric sorting, the target DNA is separated from the complex by binding to a guide RNA containing a magnetic bead. can be captured.
그 다음, S140 단계에서는 가열을 통하여, 복합체에 포함되어 있는 Cas9 단백질을 변성시켜 포획된 표적 DNA를 용출(elution)시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 전술한 과정에서 포획된 표적 DNA는 Cas9 단백질 및 가이드 RNA 복합체 내에 포함되어 있음에 따라, 일정 시간이 경과 후, Cas9 단백질에 의하여 절단될 수 있다. Next, in step S140, the Cas9 protein contained in the complex can be denatured through heating to elute the captured target DNA. More specifically, since the target DNA captured in the above-described process is contained within the Cas9 protein and guide RNA complex, it may be cleaved by the Cas9 protein after a certain period of time.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서의 Cas9 단백질은 표적 DNA를 절단하는 목적이 아닌, 가이드 RNA를 표적 DNA로 정확하게 이동시킬 수 있는 매개체로서 이용될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 Cas9 단백질은 PAM 영역을 정확하게 인식하여 표적 DNA 영역에 대한 특이성을 향상시킬 수 있는 매개체일 수 있다. However, in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, the Cas9 protein can be used not for the purpose of cutting the target DNA, but as a mediator that can accurately move the guide RNA to the target DNA. That is, in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, the Cas9 protein may be a mediator that can improve specificity for the target DNA region by accurately recognizing the PAM region.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서의 Cas9 단백질은 가이드 RNA가 표적 DNA과 결합한 뒤, 표적 DNA가 절단되기 전 불활성화되어야(deactivated) 함에 따라, S130 단계에서는 가열(heating)을 통하여 Cas9 단백질을 변성시키는 단계가 수행될 수 있다. 결국, Cas9 단백질이 가열로 인하여 변성됨으로써, 표적 DNA가 Cas9 단백질과 분리되어 용출될 수 있다. 이때, 가열 온도는, Cas9 단백질이 변성될 수 있는 60 내지 70 ℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 65 ℃일 수 있다. Accordingly, in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, the Cas9 protein must be deactivated after the guide RNA binds to the target DNA and before the target DNA is cut, so it is heated in step S130. A step of denaturing the Cas9 protein through heating may be performed. Ultimately, as the Cas9 protein is denatured by heating, the target DNA may be separated from the Cas9 protein and eluted. At this time, the heating temperature may be 60 to 70°C, which can denature the Cas9 protein, but is not limited thereto, and is preferably 65°C.
그 다음, S150 단계에서는 용출된 표적 DNA만을 포집하여, 표적 DNA만을 농축시킬 수 있다.Next, in step S150, only the eluted target DNA can be collected and only the target DNA can be concentrated.
결국, S110 내지 S150 단계를 통하여, 표적 DNA 즉, 표적 DNA를 포함하는 주형만을 정확하게 농축시킬 수 있다.Ultimately, through steps S110 to S150, only the target DNA, that is, the template containing the target DNA, can be accurately concentrated.
그 다음, S160 단계에서는, 전술한 S150 단계에 의하여, 농축된 표적 DNA를 증폭시킬 수 있다. 이때, 표적 DNA의 증폭은 전술한 S110 단계와 동일하게 수행될 수 있다. Next, in step S160, the concentrated target DNA can be amplified by the step S150 described above. At this time, amplification of the target DNA may be performed in the same manner as the above-described step S110.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서, S160 단계가 ddPCR로 수행될 경우, S160 단계에서는, 증폭 이전에 농축된 표적 DNA를 희석(dilution)하는 단계가 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 전술한 S110 내지 S150에 의하여 농축된 표적 DNA는 작은 크기로 절편화되어 있음에 따라, 손상된 시료를 포함할 수 있으며, 이러한 손상된 시료는 유전자 증폭을 방해하는 억제제(inhibitor)로 작용될 수 있다. 즉, 농축된 표적 DNA는 손상된 시료를 포함함에 따라, 손상된 시료가 복제 및 증폭이 되거나, 표적 DNA의 복제 및 증폭이 억제되어, 측정하고자 하는 표적 DNA가 검출되지 않을 수 있다. Meanwhile, in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, when step S160 is performed by ddPCR, a step of diluting the concentrated target DNA before amplification may be performed in step S160. there is. More specifically, since the target DNA concentrated by the above-described S110 to S150 is fragmented into small sizes, it may include damaged samples, and these damaged samples may act as inhibitors that interfere with gene amplification. You can. That is, as the concentrated target DNA contains damaged samples, the damaged samples may be replicated and amplified, or replication and amplification of the target DNA may be inhibited, and the target DNA to be measured may not be detected.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서는 희석을 통하여, 이러한 억제제들과 같은 요소의 양을 줄임으로써, 증폭 효율을 향상시킬 수 있다. 이때, 전술한 S110 내지 S150에 의하여 농축된 표적 DNA는 고농축된 시료임에 따라, PCR 반응 버퍼에 약 1000배 희석될 경우 가장 이상적인 증폭 효율을 나타낼 수 있다. 그러나, 이러한 희석 배율은 전술한 1000배에 한정되는 것은 아니며, 측정하고자 하는 표적 DNA의 종류에 따라 당업자에 의하여 다양하게 설정될 수 있다.Accordingly, in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, amplification efficiency can be improved by reducing the amount of elements such as inhibitors through dilution. At this time, since the target DNA concentrated by the above-described S110 to S150 is a highly concentrated sample, it can exhibit the most ideal amplification efficiency when diluted about 1000 times in the PCR reaction buffer. However, this dilution factor is not limited to the above-mentioned 1000 times, and can be set variously by a person skilled in the art depending on the type of target DNA to be measured.
이상의 과정을 통하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법은, 다양한 시료 내에 극미량을 포함되어 있는 표적 DNA를 고농축화시킬 수 있으며, 이에 따라, 고감도 즉, 높은 특이도 및 민감성을 가지며 측정하고자 하는 표적 DNA를 정확하게 측정할 수 있다.Through the above process, the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention can highly concentrate target DNA contained in trace amounts in various samples, and thus has high sensitivity, that is, high specificity and sensitivity. It can accurately measure the target DNA to be measured.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 EGFR 돌연변이 진단용 가이드 RNA를 통하여, 전술한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법을 검증하도록 한다.Hereinafter, the genetic analysis method using the guide RNA according to an embodiment of the present invention described above will be verified through the guide RNA for EGFR mutation diagnosis according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 EGFR 돌연변이 진단용 가이드 RNA 및 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 대한 검증 과정Verification process for guide RNA for EGFR mutation diagnosis and genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention
먼저, 도 3 내지 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 대한 검증 과정 및 이에 사용된 프라이머, 가이드 RNA에 대하여 설명하도록 한다.First, with reference to FIGS. 3 to 5, the verification process for the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention and the primers and guide RNA used therein will be described.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 대한 검증 과정에 대한 흐름도가 도시된다. Referring to FIG. 3, a flowchart of the verification process for the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention is shown.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법을 검증하기 위하여, EGFR 돌연변이인, T790M이 선정되었다. 보다 구체적으로, 비소세포성 폐암 진단에 있어, 내원 초기에는 EGFR 돌연변이 즉, Exon19Del 또는 L858R과 같은 활성화 돌연변이(activation mutant)가 측정될 수 있다. 이러한, 활성화 돌연변이는 내원 초기 암의 유형 및 TKI와 같은 치료 선택에 중요할 수 있으며, 내원 초기의 활성화 돌연변이 검사는 암이 진행되고 있는 상태임에 따라, 액체 생검 내 활성화 돌연변이의 카피 수가 다량으로 존재하여 측정 효율 및 신뢰도가 높을 수 있다. 그러나, T790M은 전술한 활성화 돌연변이와 달리 TKI와 같은 치료가 수행되는 과정에서 발생하는 약물 저항성 돌연변이(resistance mutant)이며, 이러한 저항성 돌연변이는 양에 상관없이 출현만으로도 치료에 대한 방향이 달라질 수 있다. 나아가, 저항성 돌연변이는 이미 치료가 수행된 후 측정됨에 따라, 종양에 대한 크기가 감소되어 있어 액체 생검 내 종양으로부터 유래된 cfDNA의 수가 매우 적을 수 있다. 이에, 액체 생검으로부터 T790M과 같은 저항성 돌연변이의 검출은 어려울 수 있다. At this time, in order to verify the gene analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, T790M, an EGFR mutation, was selected. More specifically, in diagnosing non-small cell lung cancer, EGFR mutations, that is, activation mutations such as Exon19Del or L858R, can be measured at the beginning of hospital admission. These activating mutations may be important in determining the type of cancer at the initial presentation and selecting treatment such as TKI. As the activating mutation test at the initial presentation indicates that the cancer is progressing, a large number of copies of the activating mutation are present in the liquid biopsy. Therefore, measurement efficiency and reliability can be high. However, unlike the above-mentioned activating mutation, T790M is a drug resistance mutation that occurs during treatment such as TKI, and the appearance of such a resistance mutation, regardless of the amount, can change the direction of treatment. Furthermore, as resistance mutations are measured after treatment has already been performed, the tumor size may be reduced and the number of cfDNA derived from the tumor in the liquid biopsy may be very low. Accordingly, detection of resistance mutations such as T790M from liquid biopsies can be difficult.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법은, 이러한 극미량으로 시료 내 포함되어 검출이 어려운 바이오 마커에 대한 검출력을 확인하기 위하여, 표적 DNA를 T790M로 선정하였다. Accordingly, in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, T790M was selected as the target DNA in order to confirm the detection power of biomarkers that are difficult to detect because they are contained in the sample in such trace amounts.
한편, 이때, 본 발명의 일 실시에에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서는 T790M를 통하여, 이의 검출 및 분석 효과를 검증하였지만, 본 발명은 전술한 돌연변이 측정에만 한정되지 않고, 보다 다양한 바이오 마커에 적용되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법은 하기의 표 1에 개시되어 있는 돌연변이 (mutation)의 측정에 이용될 수 있다.Meanwhile, in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, its detection and analysis effects were verified through T790M, but the present invention is not limited to the above-described mutation measurement and can be used for a variety of biomarkers. It can be applied and used. For example, the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention can be used to measure mutations disclosed in Table 1 below.
다시, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 대한 검증 과정은 EGFR 돌연변이를 포함하는 비소세포성 폐암 환자에서 TKI 치료가 수행되었거나(after EGFR-TKI) TKI 치료가 수행되고 있는(clinically progressed during EGFR-TKI) 환자를 선정한 뒤, 이들에 대한 시료를 qPCR를 이용하여 T790M을 확인하였다. 그 다음, T790M 돌연변이 유무(positive-negative)가 확인된 시료를 다시, ddPCR과 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법을 이용하여 측정한 뒤, 각 방법에 대한 결과를 비교하였다.Again, referring to FIG. 3, the verification process for the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention is performed on patients with non-small cell lung cancer containing an EGFR mutation when TKI treatment was performed (after EGFR-TKI). After selecting patients undergoing TKI treatment (clinically progressed during EGFR-TKI), T790M was confirmed in their samples using qPCR. Next, the samples confirmed to have the T790M mutation (positive-negative) were measured again using ddPCR and a genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, and the results for each method were compared. .
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 대한 검증 과정에 사용된 프라이머 및 가이드 RNA에 대한 서열이 도시된다.Referring to Figure 4, the sequences of primers and guide RNA used in the verification process for the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention are shown.
본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 DNA 증폭에 이용되는 프라이머는 서열번호 3 또는 4의 서열을 포함하는 프라이머 1 세트 또는 서열번호 1 또는 2의 서열을 포함하는 프라이머 2 세트가 이용될 수 있으나, 바람직하게는, 서열번호 1 및 2를 포함하는 프라이머 2 세트일 수 있다. In the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, the primers used for DNA amplification are one set of primers containing the sequence of SEQ ID NO: 3 or 4 or two sets of primers containing the sequence of SEQ ID NO: 1 or 2. may be used, but preferably, it may be 2 sets of primers comprising SEQ ID NOs: 1 and 2.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 DNA 증폭에 이용되는 가이드 RNA를 합성하기 위한 프라이머는 서열번호 7 및 8의 서열을 포함할 수 있다. Furthermore, in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, primers for synthesizing guide RNA used for DNA amplification may include the sequences of SEQ ID NOs: 7 and 8.
이러한, 프라이머들은, T790M를 포함하는 영역에 기초하여 설계(design)될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 5a를 참조하면, T790M 영역에 대한 예시도가 도시된다. T790M은 EGFR 티로신 키나아제 도메인의 엑손(exon) 20에서 790 위치의 영역에서 뉴클레오티드가 C에서 T로 변경된 돌연변이를 의미한다. 전술한 돌연변이로 인하여 서열이 ACG에서 ATG로 바뀌었음에 따라, 생산되는 아미노산이 threonine (T)에서 methionine (M)으로 변경될 수 있다.These primers can be designed based on the region containing T790M. More specifically, referring to Figure 5A, an example diagram for the T790M region is shown. T790M refers to a mutation in which the nucleotide is changed from C to T in the region from exon 20 to 790 of the EGFR tyrosine kinase domain. As the sequence changes from ACG to ATG due to the above-mentioned mutation, the produced amino acid may change from threonine (T) to methionine (M).
이러한, EGFR-T790M을 포함하는 DNA 서열은, 도 5a의 (a)에 도시된 바와 같이 서열번호 5 또는 6일 수 있으며, 서열번호 5 또는 6에는 Cas9 단백질이 인식할 수 있는 PAM 영역이 존재한다. 이에, PAM 영역을 시작으로 T790M 영역이 포함되도록 가이드 RNA가 설계될 수 있다.The DNA sequence containing EGFR-T790M may be SEQ ID NO: 5 or 6, as shown in (a) of FIG. 5A, and in SEQ ID NO: 5 or 6, there is a PAM region that can be recognized by the Cas9 protein. . Accordingly, the guide RNA can be designed to include the T790M region starting from the PAM region.
예를 들어, 도 5a의 (b)를 참조하면, 가이드 RNA는 전술한 바와 같이, PAM 영역 및 T790M 영역이 포함된 서열번호 9, 10 및 11 중 적어도 하나의 서열을 포함할 수 있으며, 이러한 서열번호 9, 10 및 11의 서열은 가이드 RNA에서 표적 DNA에 결합할 수 있는 crRNA 영역을 의미할 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 사용된 가이드 RNA는 서열번호 9, 10 및 11 중 적어도 하나의 서열을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는, 서열번호 9를 포함할 수 있다.For example, referring to (b) of FIG. 5A, the guide RNA may include at least one sequence of SEQ ID NOs: 9, 10, and 11 including the PAM region and the T790M region, as described above, and these sequences Sequences numbered 9, 10, and 11 may refer to crRNA regions capable of binding to target DNA in the guide RNA. Meanwhile, the guide RNA used in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention may include at least one sequence of SEQ ID NOs: 9, 10, and 11, but is not limited thereto, and preferably , may include SEQ ID NO: 9.
나아가, 가이드 RNA는 전술한 crRNA 영역에 기초하여 디자인된 프라이머에 의하여 합성될 수 있다. 예를 들어, 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 이용되는 가이드 RNA는 서열번호 9, 10 및 11 중 적어도 하나의 서열 즉, crRNA를 포함할 수 있으며, 가이드 RNA를 합성을 위한 프라이머는 전술한 crRNA 서열에 기초하여 서열번호 7 내지 15 중 적어도 하나의 서열을 포함할 수 있다.Furthermore, guide RNA can be synthesized using primers designed based on the above-described crRNA region. For example, referring to Figure 5b, the guide RNA used in the gene analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention may include at least one sequence of SEQ ID NOs: 9, 10, and 11, that is, crRNA. The primer for synthesizing the guide RNA may include at least one sequence of SEQ ID NOs: 7 to 15 based on the above-described crRNA sequence.
보다 구체적으로, 서열번호 9의 crRNA를 포함하는 가이드 RNA를 합성하고자 한 경우, 서열번호 7 또는 8의 서열을 포함하는 프라이머 3 세트(제 3 프라이머)를 통하여, 가이드 RNA가 합성될 수 있으며, 서열번호 10의 crRNA를 포함하는 가이드 RNA를 합성하고자 한 경우, 서열번호 12 또는 13의 서열을 포함하는 프라이머 4 세트(제 4 프라이머)를 통하여, 가이드 RNA가 합성될 수 있으며, 서열번호 11의 crRNA를 포함하는 가이드 RNA를 합성하고자 한 경우, 서열번호 14 또는 15의 서열을 포함하는 프라이머 5 세트(제 5프라이머)를 통하여, 가이드 RNA가 합성될 수 있다. 이때, 가이드 RNA 합성을 위한 프라이머는 전술한 가이드 RNA의 표적 영역(targeting sequence)인 crRNA 서열뿐만 아니라, in vitro 전사(transcription)에 필요한 프로모토(promoter) 및 Cas9과 복합체를 이룰 수 있는 스캐폴드 주형(Scaffold Template) 영역에 대한 서열이 더 포함될 수 있으나, 이는 본 기술분야에서 상업적으로 사용되는 이용되는 다양한 서열이 이용될 수 있다.More specifically, when it is intended to synthesize guide RNA containing the crRNA of SEQ ID NO: 9, the guide RNA can be synthesized through 3 sets of primers (third primers) containing the sequence of SEQ ID NO: 7 or 8, and the sequence When it is desired to synthesize a guide RNA containing the crRNA of SEQ ID NO: 10, the guide RNA can be synthesized through 4 sets of primers (4th primers) containing the sequence of SEQ ID NO: 12 or 13, and the crRNA of SEQ ID NO: 11 When it is intended to synthesize a guide RNA containing the sequence, the guide RNA can be synthesized through 5 sets of primers (5th primer) containing the sequence of SEQ ID NO: 14 or 15. At this time, the primer for guide RNA synthesis is not only the crRNA sequence, which is the targeting sequence of the guide RNA described above, but also a promoter required for in vitro transcription and a scaffold template that can form a complex with Cas9. Additional sequences for the (Scaffold Template) region may be included, but various commercially used sequences in the present technical field may be used.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법은 전술한 프라이머 및 가이드 RNA를 통하여, EGFR-TKI 치료 약물 저항성과 관련된 돌연변이를 정확하게 측정하 수 있으며, 나아가, 이러한 돌연변이를 전술한 프라이머 및 가이드 RNA를 이용하여 조기에 진단함으로써, 환자에게 보다 효과적인 치료 전략을 제공할 수 있다.Accordingly, the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention can accurately measure mutations related to EGFR-TKI treatment drug resistance through the above-described primers and guide RNA, and further, these mutations can be identified as described above. By early diagnosis using primers and guide RNA, more effective treatment strategies can be provided to patients.
본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법의 최적화(optimization)Optimization of a genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention
이하에서는, 도 6a 내지 7b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법의 최적화(optimization) 조건에 대하여 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 6A to 7B, optimization conditions for the gene analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention will be described.
도 6a 및 6b을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 사용될 수 있는 프라이머에 대한 증폭 결과가 도시된다. Referring to FIGS. 6A and 6B, amplification results for primers that can be used in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention are shown.
먼저, 도 6a의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 사용되는 프라이머 세트 1의 크기는 164bp인 것으로 나타나며, 서열번호 3 및 4의 서열을 포함하는 프라이머를 포함한 것으로 나타난다. 또한, 프라이머 세트 2의 크기는 144bp인 것으로 나타나며, 서열번호 1 및 2의 서열을 포함하는 프라이머를 포함한 것으로 나타난다.First, referring to (a) of Figure 6a, the size of primer set 1 used in the gene analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention is shown to be 164bp, and includes the sequences of SEQ ID NOs: 3 and 4. It appears to contain a primer that does. Additionally, the size of primer set 2 appears to be 144 bp and appears to include primers containing the sequences of SEQ ID NOs: 1 and 2.
나아가, 도 6a의 (b)를 참조하면, T790M 양성 환자 샘플(P1)에서 전술한 프라이머 세트 2가지 모두 밴드 발현이 나타남에 따라, 표적 DNA 즉, T790M 측정을 위한 프라이머로 PCR에 사용될 수 있음을 의미할 수 있다.Furthermore, referring to (b) of Figure 6a, both of the above-described primer sets showed band expression in the T790M positive patient sample (P1), indicating that they can be used in PCR as primers for measuring target DNA, that is, T790M. It can mean.
이에, 도 6b를 참조하면, 프라이머 세트 1 및 2에 대한 ddPCR 결과가 도시된다. 이때, x축은 ddPCR 웰에서 각 시료의 종류를 의미하며, y축은 각 액적(each droplet)에 대한 형광 진폭(Amplitude)을 의미한다. 나아가, 수평선은 양성과 음성을 분리하는 임계값을 의미한다. 이때, 임계값은 3000인 것으로 도시되었지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 실험 배치(batch) 마다 달라질 수 있다.Accordingly, referring to Figure 6b, ddPCR results for primer sets 1 and 2 are shown. At this time, the x-axis represents the type of each sample in the ddPCR well, and the y-axis represents the fluorescence amplitude for each droplet. Furthermore, the horizontal line represents the threshold that separates positive and negative. At this time, the threshold is shown as 3000, but is not limited thereto and may vary depending on the experimental batch.
나아가, T790M의 여부를 결정할 수 있는 발현 수준의 임계치는 ddPCR에서 1 copy/reaction (ml)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이에, 측정된 T790M의 발현 수준이 1 copy/reaction (ml)이상인 경우, 개체를 EGFR-TKI 치료에 대하여 저항성을 가지며, T790M에 대하여 양성으로 결정할 수 있으며, 측정된 T790M의 발현 수준이 1 copy/reaction (ml)미만인 경우, 개체를 EGFR-TKI 치료에 대하여 저항성이 없으며, T790M에 대하여 음성으로 결정할 수 있다. 즉, ddPCR은 DNA 복제수(copy)가 1 정도의 적은 양에서도 검출 가능하여, 종래의 다른 측정 방법들보다 민감하게 측정할 수 있다. Furthermore, the expression level threshold for determining whether T790M is present may be 1 copy/reaction (ml) in ddPCR, but is not limited thereto. Therefore, if the measured expression level of T790M is more than 1 copy/reaction (ml), the individual is resistant to EGFR-TKI treatment and can be determined to be positive for T790M, and the measured expression level of T790M is 1 copy/reaction (ml) or more. If the reaction is less than (ml), the individual is not resistant to EGFR-TKI treatment and can be determined to be negative for T790M. In other words, ddPCR can detect DNA copies as small as 1, making it more sensitive than other conventional measurement methods.
이때, ddPCR은 일정량의 시료를 수만개의 액적(droplet)으로 쪼개어 PCR반응으로 증폭시킨 후, 표적을 계수하는 방법이다. 쪼개진 각각의 액적은 표적에 대한 증폭 여부에 따라, 양성(1) 또는 음성(0)으로 표시되며, 프아송 분포를 통해 표적의 copy를 계산하여, 샘플 당 copy수로 나타낼 수 있다.At this time, ddPCR is a method of splitting a certain amount of sample into tens of thousands of droplets, amplifying them through PCR reaction, and then counting the targets. Each split droplet is displayed as positive (1) or negative (0) depending on whether or not the target is amplified, and the copy of the target can be calculated through Poisson distribution and expressed as the number of copies per sample.
T790M 양성 환자 샘플(P1)에서 프라이머 세트 1 및 2는, 임계값 이상의 6000의 진폭에서 액적이 발현된 것으로 나타나며, 이는 T790M 양성 환자 샘플이 프라이머 세트 1 및 2를 통한 PCR 방법에서 양성으로 결정될 수 있음을 의미할 수 있다.Primer sets 1 and 2 in the T790M positive patient sample (P1) showed the expression of droplets at an amplitude of 6000 above the threshold, which means that the T790M positive patient sample can be determined positive in the PCR method with primer sets 1 and 2. It can mean.
나아가, 정상 대조군 환자 샘플(control)에서 프라이머 세트 1 및 2는, 임계값 이하의 2000에서 진폭에서 액적이 발현된 것으로 나타나며, 이는 정상 대조군 환자 샘플이 프라이머 세트 1 및 2를 통한 PCR 방법에서 음성으로 결정될 수 있음을 의미할 수 있다.Furthermore, primer sets 1 and 2 in normal control patient samples (control) showed the expression of droplets at an amplitude of 2000 below the threshold, which indicates that normal control patient samples were negative in the PCR method with primer sets 1 and 2. It can mean that it can be decided.
즉, 프라이머 세트 1 및 2가 PCR 방법을 통하여, 특정 임계값을 기준으로 T790M에 대한 양성 및 음성을 정확하게 구별할 수 있음을 의미할 수 있다.In other words, this may mean that primer sets 1 and 2 can accurately distinguish between positive and negative T790M based on a specific threshold through the PCR method.
한편, T790M 양성 환자 샘플(P1)에서 프라이머 세트 1는, 4000 내지 5000 진폭 구간의 액적 레인(droplet rain) 현상이 발생한 것으로 나타난다. 액적 레인은 프라이머 및 PCR에 대한 조건이 최적화되지 않았거나, 물리적은 요인에 의하여 액적이 깨지며 발생하는 오차 현상을 의미할 수 있다. Meanwhile, in the T790M positive patient sample (P1), primer set 1 appears to have generated a droplet rain phenomenon in the amplitude range of 4000 to 5000. A droplet lane may mean that the conditions for primers and PCR are not optimized, or an error phenomenon occurs when the droplet is broken due to physical factors.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 사용되는 프라이머 세트는 프라이머 세트 1 및 2를 모두 포함할 수 있으나, 바람직하게 가장 높은 민감도 및 특이도를 제공할 수 있는 프라이머 세트는, 액적 레인 현상이 발생하지 않는 서열번호 1 및 2를 포함하는 프라이머 세트 2일 수 있다.Accordingly, the primer set used in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention may include both primer sets 1 and 2, but preferably the primer set that can provide the highest sensitivity and specificity. may be primer set 2 including SEQ ID NOs: 1 and 2 in which the droplet lane phenomenon does not occur.
도 7a 및 7b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 시료의 희석 배율에 따른 ddPCR 결과가 도시된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 대한 위양성(false positive) 및 진양성(true positive)를 판별하기 위하여, T790M에 대한 참고 표준을 SQI(Semi Quantitative Index)로 설정하여 비교하였다. SQI는 검체 내 돌연변이 cfDNA(mutant cell-free DNA) 양을 반 정량적으로 나태낸 것으로, 절대적 수치는 아니지만 같은 환자에서 연속적으로 측정 시 타나나는 돌연변이 DNA 양의 차이를 상대적으로 비교할 수 있다.Referring to FIGS. 7A and 7B, ddPCR results according to the dilution factor of the sample in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention are shown. At this time, in order to determine false positives and true positives for the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, the reference standard for T790M is set to SQI (Semi Quantitative Index). and compared. SQI is a semi-quantitative representation of the amount of mutant cell-free DNA (cfDNA) in a sample. Although it is not an absolute number, it allows for a relative comparison of the difference in the amount of mutant DNA that appears when measured consecutively in the same patient.
나아가, 측정 시료(sample)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 의하여 농축된 표적 DNA이며, 서열번호 3 및 4를 포함하는 프라이머 세트 1 및 서열번호 1 및 2를 포함하는 프라이머 세트 2를 이용하여 ddPCR이 수행되었다.Furthermore, the measurement sample is target DNA concentrated by a genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, and includes primer set 1 including SEQ ID NOs: 3 and 4 and SEQ ID NOs: 1 and 2. ddPCR was performed using primer set 2.
먼저, 도 7a를 참조하면, 1-1 및 1-2 시료(sample)에서의 SQI는 12.7인 것으로 나타남에 따라, 1-1 및 1-2 시료는 T790M에 대하여 양성인 것으로 나타난다. First, referring to FIG. 7A, the SQI in the 1-1 and 1-2 samples is shown to be 12.7, so the 1-1 and 1-2 samples appear to be positive for T790M.
그러나, ddPCR에서 530 copies/ml의 1-1 및 1-2 시료는 임계값(3253) 이하에서 진폭에서 액적이 발현됨에 따라, ddPCR에서 1-1 및 1-2 시료는 T790M에 대하여 음성인 것으로 나타난다. However, samples 1-1 and 1-2 at 530 copies/ml in ddPCR were found to be negative for T790M, as samples 1-1 and 1-2 expressed droplets at an amplitude below the threshold (3253). appear.
나아가, 2-1 및 2-2 시료(sample)에서의 SQI는 17.2인 것으로 나타남에 따라, 2-1 및 2-2 시료는 T790M에 대하여 양성인 것으로 나타난다. Furthermore, the SQI in the 2-1 and 2-2 samples was found to be 17.2, indicating that the 2-1 and 2-2 samples were positive for T790M.
또한, ddPCR에서 12000 copies/ml의 2-1 및 2-2 시료는 임계값(3253) 이상에서 진폭에서 액적이 발현됨에 따라, ddPCR에서 2-1 및 2-2 시료는 T790M에 대하여 양성인 것으로 나타난다.Additionally, samples 2-1 and 2-2 appear positive for T790M in ddPCR, as 2-1 and 2-2 samples at 12000 copies/ml express droplets at an amplitude above the threshold (3253). .
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 의하여 농축된 표적 DNA가 ddPCR에서 측정될 경우, 다양한 PCR 억제제(inhibitor) 요소에 의하여, 정확한 표적 DNA의 발현 측정이 어려울 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서는 희석을 통하여, 이러한 억제제들과 같은 요소의 양을 줄임으로써, 증폭 효율을 향상시킬 수 있다.That is, when target DNA concentrated by the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention is measured by ddPCR, it may be difficult to accurately measure the expression of target DNA due to various PCR inhibitor elements. . Accordingly, in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, amplification efficiency can be improved by reducing the amount of elements such as inhibitors through dilution.
보다 구체적으로, 도 7b를 참조하면, 전술한 도 7a에서의 시료를 희석한 뒤, 측정한 ddPCR 결과가 도시된다. More specifically, referring to Figure 7b, the ddPCR results measured after diluting the sample in Figure 7a are shown.
ddPCR에서 530 copies/ml의 1-1 및 1-2 시료를 약 1000배 희석한 경우, 임계값(3253) 이상의 진폭을 갖는 액적의 수(event)는 79 및 68인 것으로 나타남에 따라, 1-1 및 1-2 시료는 T790M에 대하여 양성인 것으로 나타난다.In ddPCR, when the 1-1 and 1-2 samples of 530 copies/ml were diluted about 1000 times, the number of droplets (events) with amplitudes above the threshold (3253) was found to be 79 and 68, so 1- Samples 1 and 1-2 appear positive for T790M.
즉, 희석을 통하여, 참고 표준과 상이한 결과를 나타내는 위양성 및 위음성 문제가 해결될 수 있음을 의미할 수 있다.In other words, this may mean that through dilution, the problem of false positives and false negatives showing results different from the reference standard can be solved.
나아가, 2-1 및 2-2 시료에서 임계값(3253) 이상의 진폭을 갖는 액적의 수(event)는 약 1000배 희석한 경우, 가장 많은 것으로 나타난다. 즉, 약 1000배의 희석 배율이 ddPCR 측정에 있어 가장 안정적인 결과를 나타낼 수 있다는 것을 의미할 수 있다. 이에, 일 실시예에 따른 EGFR 돌연변이 진단용 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 의하여 농축된 표적 DNA는 ddPCR을 통하여, 이를 검출하고자 한 경우, 약 100배 이상 희석되어 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 가장 바람직한 희석 배율은 약 1000배 일 수 있다.Furthermore, in samples 2-1 and 2-2, the number of droplets (events) with an amplitude greater than the threshold value (3253) appears to be the largest when diluted about 1000 times. In other words, this may mean that a dilution factor of about 1000 times can produce the most stable results in ddPCR measurement. Accordingly, the target DNA concentrated by the genetic analysis method using guide RNA for diagnosing EGFR mutations according to one embodiment may be used after being diluted about 100 times or more when it is intended to be detected through ddPCR, but is not limited thereto. The most preferred dilution factor may be about 1000 times.
이상의 과정에 의하여, 일 실시예에 따른 EGFR 돌연변이 진단용 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법은 프라이머 및 시료의 전처리(희석) 조건이 최적화되어 결과값에 대한 오차가 최소화될 수 있으며, 보다 정확하게 표적 DNA를 측정할 수 있는 효과가 있다.Through the above process, the genetic analysis method using guide RNA for diagnosing EGFR mutations according to one embodiment can minimize errors in result values by optimizing primer and sample pretreatment (dilution) conditions, and measure target DNA more accurately. There is an effect that can be done.
본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 제 1 증폭(pre-amplification)에 대한 효과 검증Verification of the effect on first amplification (pre-amplification) in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention
이하에서는, 도 8a 및 8b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 제 1 증폭에 대한 효과를 검증하도록 한다. 이때, ddPCR의 측정은, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에서 제 2 증폭하는 단계일 수 있으며, 제 1 증폭하는 단계가 수행된 경우 및 제 1 증폭하는 단계가 수행되지 않은 경우의 농축된 표적 DNA 시료가 이용되었다.Hereinafter, with reference to FIGS. 8A and 8B, the effect on first amplification will be verified in the gene analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention. At this time, the measurement of ddPCR may be the second amplification step in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, when the first amplification step is performed and the first amplification step is not performed. If not, concentrated target DNA samples were used.
도 8a을 참조하면, 제 1 증폭(pre-amplification)이 수행되지 않은 경우, 임계값(2471) 이상의 진폭을 갖는 액적에 대한 발생(event)이 없는 것으로 나타난다. Referring to FIG. 8A, when the first amplification (pre-amplification) is not performed, there appears to be no event for a droplet with an amplitude greater than the threshold value 2471.
이에 반해, 제 1 증폭이 수행된 경우, 시료의 표적 DNA의 투입 농도와 관계없이, 임계값(2471) 이상의 진폭을 갖는 액적이 다수 발생한 것으로 나타난다. In contrast, when the first amplification was performed, it appears that a large number of droplets with an amplitude greater than the threshold value (2471) were generated, regardless of the input concentration of the target DNA in the sample.
보다 구체적으로, 도 8b를 참조하면, 2ng/μl, 1ng/μl, 0.4 ng/μl 및 0.2ng/μl의 DNA 농도(concentraction)에서 모두, 돌연변이 카피 수가 발생한 것으로 나타나며, 돌연변이 발생 비율(vaf, %)은 5.1로 동일한 것으로 나타난다.More specifically, referring to Figure 8b, it appears that the mutation copy number occurred at all DNA concentrations (concentration) of 2ng/μl, 1ng/μl, 0.4 ng/μl, and 0.2ng/μl, and the mutation rate (vaf, %) ) appears to be the same as 5.1.
이상의 결과에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법은 제 1 증폭을 통하여, 0.2ng/μl의 극미량 시료도 검출할 수 있는 것으로 나타난다. 나아가, 전술한 결과에 따라, 제 1 증폭 및 이후 본 발명의 농축 과정을 통하여, 측정하고자 하는 표적 DNA가 정확하게 포집되었음을 의미할 수 있다.According to the above results, it appears that the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention can detect even a trace amount of 0.2ng/μl sample through first amplification. Furthermore, according to the above-mentioned results, it may mean that the target DNA to be measured was accurately collected through the first amplification and subsequent enrichment process of the present invention.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법은 제 1 증폭이 수행되어야만, Cas9 및 가이드 RNA에 의한 표적 DNA 농축 및 이의 검출이 가능한 것으로 나타난다. 즉, Cas9 및 가이드 RNA는 제 1 증폭에 의하여 표적 DNA를 포함하는 cfDNA가 일정 농도 이상으로 포함되어야만, 표적 DNA에 특이적으로 결합할 수 있는 것을 의미할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법은 제 1 증폭하는 단계가 필수적일 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법은, 제 1 증폭하는 단계가 포함되지 않을 경우, 혼합하는 단계에 있어 첨가되는 표적 DNA를 포함하는 cfDNA가 일정 농도 이상으로 첨가하여 수행될 수 있다.Furthermore, in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, it appears that target DNA enrichment and detection by Cas9 and guide RNA are possible only when first amplification is performed. In other words, this may mean that Cas9 and guide RNA can specifically bind to the target DNA only when cfDNA containing the target DNA is included at a certain concentration or higher through the first amplification. Accordingly, the gene analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention may require a first amplification step. However, in the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, when the first amplification step is not included, cfDNA containing the target DNA added in the mixing step is added at a certain concentration or higher. It can be done.
본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법의 분석 성능 확인Confirmation of analysis performance of genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention
이하에서는 도 9a 내지 9c를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 대한 분석 성능에 대하여 검증하도록 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 9A to 9C, the analysis performance of the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention will be verified.
먼저, 9a를 참조하면, T790M에 대하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법(CRISPR-CPPC)에서는 양성(positive)으로 판정되었으나, ddPCR 분석 방법에서는 음성(negative)으로 판정된 샘플의 수는 총 16개로, 위양성율이 26.7 %인 것으로 나타난다. First, referring to 9a, T790M was determined to be positive in the genetic analysis method (CRISPR-CPPC) using guide RNA according to an embodiment of the present invention, but was determined to be negative in the ddPCR analysis method. The total number of samples tested was 16, resulting in a false positive rate of 26.7%.
나아가, T790M에 대하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법(CRISPR-CPPC)에서는 음성으로 판정되었으나, ddPCR 분석 방법에서는 양성으로 판정된 샘플의 수는 총 2개로, 위음성율이 3.3 %인 것으로 나타난다. Furthermore, for T790M, the number of samples determined to be negative in the genetic analysis method (CRISPR-CPPC) using guide RNA according to an embodiment of the present invention, but positive in the ddPCR analysis method was a total of 2, resulting in a false negative rate. It appears to be 3.3%.
이때, ddPCR을 이용한 분석 방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법과 마찬가지로, 진단에 있어 최적 표준(gold standard)이 아님에 따라, 다른 추가적인 분석 방법과의 비교가 필요할 수 있다.At this time, the analysis method using ddPCR, like the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention, is not the gold standard for diagnosis, so comparison with other additional analysis methods may be necessary. there is.
이에, 도 9b를 참조하면, 전술한 위양성율 및 위음성율을 보인 18명의 환자에 대한 T790M의 추가적인 분석 결과가 도시된다. Accordingly, referring to Figure 9b, additional analysis results of T790M for 18 patients showing the above-mentioned false positive and false negative rates are shown.
위음성 샘플인 12번 및 17번은 SQI 분석 방법에서 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법과 동일하게 음성인 것으로 나타난다. 즉, 12번 및 17번 샘플에서 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법은 SQI와 동일한 결과를 나타남에 따라, 본 발명에 의한 결과가 위음성이 아닌, 진음성일 수 있음을 의미할 수 있다.False negative samples Nos. 12 and 17 appear to be negative in the SQI analysis method in the same way as the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention. That is, in samples 12 and 17, the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention showed the same results as SQI, indicating that the result by the present invention may be a true negative, not a false negative. It can mean.
나아가, 위양성 샘플인 21, 25, 31, 40, 43, 44, 55 및 56번은 SQI 분석 방법에서 음성인 것으로 나타나지만, 임상적 소견 결과(임상 기록 및 CT, MRIM PET-CT 소견)에서는 T790M에 대하여 양성일 수 있음일 시사하고 있다. 즉, 21, 25, 31, 40, 43, 44, 55 및 56번 샘플에서 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법은 임상적 소견과 동일한 결과를 나타남에 따라, 본 발명에 의한 결과가 위양성이 아닌, 진양성일 수 있음을 의미할 수 있다.Furthermore, the false positive samples 21, 25, 31, 40, 43, 44, 55, and 56 appear to be negative in the SQI analysis method, but the clinical findings (clinical records and CT, MRIM PET-CT findings) are negative for T790M. This suggests that it may be benign. That is, in samples 21, 25, 31, 40, 43, 44, 55, and 56, the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention showed the same results as the clinical findings, so according to the present invention This may mean that the result may be a true positive, not a false positive.
이에, 도 9c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법에 대한 모델 성능 평가 결과가 도시된다. Accordingly, referring to FIG. 9C, the model performance evaluation results for the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention are shown.
먼저, 도 9c의 (a)를 참조하면, 1세대 또는 2세대 EGFR-TKI 치료가 진행중인 NSCLC 환자의 cfDNA에서 T790M에 대한 분석 성능 평가 결과가 도시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법의 민감도(sensitivity)는 92.00 %로, 종래의 분석 방법인 ddPCR을 이용한 분석 방법보다 높은 것으로 나타나며, 정확도(accuracy)는 동일한 것으로 나타난다.First, referring to (a) of Figure 9c, the analysis performance evaluation results for T790M in cfDNA of NSCLC patients undergoing first or second generation EGFR-TKI treatment are shown. The sensitivity of the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention is 92.00%, which is higher than that of the analysis method using ddPCR, a conventional analysis method, and the accuracy appears to be the same.
나아가, 도 9c의 (b)를 참조하면, 임상 진단에 따른 T790M에 대한 분석 성능 평가 결과가 도시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법의 민감도는 93.94 %로 종래의 분석 방법인 ddPCR을 이용한 분석 방법보다 높은 것으로 나타난다.Furthermore, referring to (b) of FIG. 9C, the analysis performance evaluation results for T790M according to clinical diagnosis are shown. The sensitivity of the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention is 93.94%, which is higher than the analysis method using ddPCR, a conventional analysis method.
더욱이, 특이도(specificity) 및 정확도는 각각 100 % 및 96.67 %로 종래의 분석 방법인 ddPCR을 이용한 분석 방법보다 높은 것으로 나타난다.Moreover, specificity and accuracy are 100% and 96.67%, respectively, which appear to be higher than that of the analysis method using ddPCR, a conventional analysis method.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법은 종래의 DNA 검출 방법인 ddPCR 분석 방법 보다, 높은 민감도 및 특이성을 가지며, 정확하게 표적 DNA를 측정할 수 있는, 향상된 검출 방법을 제공할 수 있다.Accordingly, the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention has higher sensitivity and specificity than the ddPCR analysis method, which is a conventional DNA detection method, and provides an improved detection method that can accurately measure target DNA. can do.
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법은 종래의 진단 방법보다 우월한 임상적 진단 효과를 가짐에 따라, 약물 선택 및 암 진단 등과 같은 바이오 마커 분석에 있어, 최적 표준(gold standard)로 사용될 수 있다.Ultimately, the genetic analysis method using guide RNA according to an embodiment of the present invention has a clinical diagnostic effect superior to that of conventional diagnostic methods, and thus is the gold standard in biomarker analysis such as drug selection and cancer diagnosis. can be used as a standard).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and may be modified and implemented in various ways without departing from the technical spirit of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but rather to explain it, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.
<110> Industy-Academic Cooperation foundation Yonsei University <120> METHOD FOR GENE ANALYSIS USING GUIDE RNA <130> DP-2021-0053 <160> 15 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward primer <400> 1 ctccaggaag cctacgtgat 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer <400> 2 gtctttgtgt tcccggacat 20 <210> 3 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward primer <400> 3 catgcgaagc cacactgac 19 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer <400> 4 cggacatagt ccaggaggca 20 <210> 5 <211> 49 <212> DNA <213> homo sapiens <220> <221> mutation <222> (26) <223> C>T <400> 5 ctcacctcca ccgtgcagct catcatgcag ctcatgccct tcggctgcc 49 <210> 6 <211> 49 <212> DNA <213> homo sapiens <400> 6 gactggaggt ggcacgtcga gtagtgcgtc gagtacggga agccgacgg 49 <210> 7 <211> 18 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward sgRNA (single-chain guide RNA) primer <400> 7 atcatgcagc tcatgccc 18 <210> 8 <211> 20 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse sgRNA (single-chain guide RNA) primer <400> 8 aagggcatga gctgcatgat 20 <210> 9 <211> 20 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> crRNA of sgRNA <400> 9 atcacgcagc tcatgccctt 20 <210> 10 <211> 20 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> crRNA of sgRNA <400> 10 ggcacgtcga gtagtgcgtc 20 <210> 11 <211> 20 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> crRNA of sgRNA <400> 11 acgtcgagta gtgcgtcgag 20 <210> 12 <211> 16 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward sgRNA (single-chain guide RNA) primer <400> 12 ctgcatgatg agctgc 16 <210> 13 <211> 20 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse sgRNA (single-chain guide RNA) primer <400> 13 ccgtgcagct catcatgcag 20 <210> 14 <211> 16 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward sgRNA (single-chain guide RNA) primer <400> 14 gagctgcatg atgagc 16 <210> 15 <211> 20 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse sgRNA (single-chain guide RNA) primer <400> 15 tgcagctcat catgcagctc 20 <110> Industry-Academic Cooperation foundation Yonsei University <120> METHOD FOR GENE ANALYSIS USING GUIDE RNA <130> DP-2021-0053 <160> 15 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward primer <400> 1 ctccaggaag cctacgtgat 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer <400> 2 gtctttgtgt tcccggacat 20 <210> 3 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward primer <400> 3 catgcgaagc cacactgac 19 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer <400> 4 cgggacatagt ccagggaggca 20 <210> 5 <211> 49 <212> DNA <213> homo sapiens <220> <221> mutation <222> (26) <223> C>T <400> 5 ctcacctcca ccgtgcagct catcatgcag ctcatgccct tcggctgcc 49 <210> 6 <211> 49 <212> DNA <213> homo sapiens <400> 6 gactggaggt ggcacgtcga gtagtgcgtc gagtacggga agccgacgg 49 <210> 7 <211> 18 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward sgRNA (single-chain guide RNA) primer <400> 7 atcatgcagc tcatgccc 18 <210> 8 <211> 20 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse sgRNA (single-chain guide RNA) primer <400> 8 aagggcatga gctgcatgat 20 <210> 9 <211> 20 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> crRNA of sgRNA <400> 9 atcacgcagc tcatgccctt 20 <210> 10 <211> 20 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> crRNA of sgRNA <400> 10 ggcacgtcga gtagtgcgtc 20 <210> 11 <211> 20 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> crRNA of sgRNA <400> 11 acgtcgagta gtgcgtcgag 20 <210> 12 <211> 16 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward sgRNA (single-chain guide RNA) primer <400> 12 ctgcatgatg agctgc 16 <210> 13 <211> 20 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse sgRNA (single-chain guide RNA) primer <400> 13 ccgtgcagct catcatgcag 20 <210> 14 <211> 16 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward sgRNA (single-chain guide RNA) primer <400> 14 gagctgcatg atgagc 16 <210> 15 <211> 20 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse sgRNA (single-chain guide RNA) primer <400> 15 tgcagctcat catgcagctc 20
Claims (26)
상기 EGFR 티로신 키나아제 도메인의 엑손 20에서 790번째 영역을 포함하는 서열은, 5'-GGC-3', 5'-CGG-3' 및 5'-TGG-3' 중 적어도 하나의 핵산 서열을 포함하는 프로토스페이서 인접 모티프(protospacer adjacent motif, PAM)을 포함하며,
3' 말단에 결합된 비오틴을 포함하고,
서열번호 7 또는 8의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제 3 프라이머에 의하여 합성되는 것인, EGFR 돌연변이 진단용 가이드 RNA. Dual guide RNA (dual guide RNA) or sgRNA (single- chain guide RNA),
The sequence comprising the 790th region from exon 20 of the EGFR tyrosine kinase domain includes at least one nucleic acid sequence of 5'-GGC-3', 5'-CGG-3', and 5'-TGG-3'. Contains a protospacer adjacent motif (PAM),
Contains biotin bound to the 3' end,
A guide RNA for diagnosing EGFR mutations, which is synthesized by a third primer containing consecutive nucleotides of SEQ ID NO: 7 or 8.
상기 EGFR 티로신 키나아제 도메인의 엑손 20에서 790번째 영역을 포함하는 서열은,
서열번호 5 또는 6 중 적어도 하나인, EGFR 돌연변이 진단용 가이드 RNA.According to clause 1,
The sequence comprising the 790th region from exon 20 of the EGFR tyrosine kinase domain is,
Guide RNA for diagnosing EGFR mutation, which is at least one of SEQ ID NO: 5 or 6.
상기 EGFR 티로신 키나아제 도메인의 엑손 20에서 790번째 영역을 포함하는 서열은,
상기 서열번호 5인 경우,
상기 서열번호 5에 대한 핵산 서열의 5'-말단으로부터 26번째 핵산이 사이토신(C)으로부터 티민(T)으로 변경된, EGFR 돌연변이 진단용 가이드 RNA.According to clause 3,
The sequence comprising the 790th region from exon 20 of the EGFR tyrosine kinase domain is,
In the case of SEQ ID NO: 5,
A guide RNA for diagnosing EGFR mutations, in which the 26th nucleic acid from the 5'-end of the nucleic acid sequence for SEQ ID NO: 5 is changed from cytosine (C) to thymine (T).
상기 키트는,
서열번호 1 또는 2의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제 2 프라이머를 포함하는, EGFR 돌연변이 진단용 가이드 RNA를 포함하는 유전자 분석 키트. According to clause 8,
The kit is,
A genetic analysis kit comprising a guide RNA for diagnosing an EGFR mutation, including a second primer containing consecutive nucleotides of SEQ ID NO: 1 or 2.
상기 키트는,
서열번호 3 또는 4의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제 1 프라이머를 더 포함하는, EGFR 돌연변이 진단용 가이드 RNA를 포함하는 유전자 분석 키트. According to clause 8,
The kit is,
A genetic analysis kit comprising a guide RNA for diagnosing an EGFR mutation, further comprising a first primer containing consecutive nucleotides of SEQ ID NO: 3 or 4.
상기 키트는,
서열번호 7 또는 8의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제 3 프라이머를 포함하는, EGFR 돌연변이 진단용 가이드 RNA를 포함하는 유전자 분석 키트.According to clause 8,
The kit is,
A genetic analysis kit comprising a guide RNA for diagnosing an EGFR mutation, including a third primer containing consecutive nucleotides of SEQ ID NO: 7 or 8.
증폭된 상기 표적 DNA를 포함하는 cfDNA가 Cas9 단백질 및 가이드 RNA와 복합체를 형성하도록 혼합하는 단계;
혼합된 상기 복합체로부터 표적 DNA를 포획(capture)하는 단계;
상기 복합체에 포함되어 있는 상기 Cas9 단백질을 변성시켜 포획된 상기 표적 DNA를 용출(elution)시키도록 상기 복합체를 가열하는 단계;
용출된 상기 표적 DNA만을 포집하여 상기 표적 DNA를 농축(enrichement)시키는 단계, 및
농축된 상기 표적 DNA를 제 2 증폭하는 단계를 포함하되,
상기 가이드 RNA는, 제 1항, 제 3항 및 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 가이드 RNA인 것인, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법. A step of first amplifying cfDNA containing target DNA among cfDNA contained in a biological sample isolated from an individual;
Mixing cfDNA containing the amplified target DNA to form a complex with Cas9 protein and guide RNA;
Capturing target DNA from the mixed complex;
heating the complex to denature the Cas9 protein contained in the complex and elute the captured target DNA;
Enriching the target DNA by collecting only the eluted target DNA, and
Comprising a second amplification of the concentrated target DNA,
The guide RNA is a guide RNA according to any one of claims 1, 3, and 5. A genetic analysis method using guide RNA.
상기 생물학적 시료는,
혈액, 소변, 흉수, 분변, 객담, 복강액, 모유, 뇌척수액, 침, 림프액 및 기관 세척액으로 이루어진 그룹 중 적어도 하나를 포함하는, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법. According to clause 12,
The biological sample is,
A genetic analysis method using guide RNA, comprising at least one of the group consisting of blood, urine, pleural fluid, feces, sputum, peritoneal fluid, breast milk, cerebrospinal fluid, saliva, lymph fluid, and tracheal lavage fluid.
상기 증폭은,
PCR에 의하여 수행되며,
상기 PCR은,
역전사(reverse transcription) 중합효소 연쇄반응(RT-PCR), 멀티플렉스(multiplex) PCR, 실시간(real-time) PCR, 어셈블리(Assembly) PCR, 퓨전(Fusion) PCR, 리가아제 연쇄 반응(Ligase chain reaction; LCR) 및 ddPCR(Droplet-digital PCR) 중 적어도 하나인, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법. According to clause 12,
The amplification is,
Performed by PCR,
The PCR is,
Reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), multiplex PCR, real-time PCR, Assembly PCR, Fusion PCR, Ligase chain reaction ; LCR) and ddPCR (Droplet-digital PCR), a genetic analysis method using guide RNA.
상기 가이드 RNA는,
폴리뉴클레오티드로 이루어진 crRNA(CRISPR RNA)를 포함하는 이중 RNA (dual guide RNA) 또는 sgRNA (single-chain guide RNA)인, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법. According to clause 12,
The guide RNA is,
A genetic analysis method using guide RNA, which is a dual guide RNA (dual guide RNA) or sgRNA (single-chain guide RNA) containing crRNA (CRISPR RNA) made of polynucleotides.
상기 가이드 RNA는,
3' 말단에 결합된 비오틴을 포함하는, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법. According to clause 15,
The guide RNA is,
Gene analysis method using guide RNA containing biotin bound to the 3' end.
상기 Cas9 단백질은,
Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9), Streptococcus thermophilus Cas9 (StCas9), Streptococcus pasteurianus (SpaCas9), Campylobacter jejuni Cas9 (CjCas9), Staphylococcus aureus (SaCas9), Francisella novicida Cas9 (FnCas9), Neisseria cinerea Cas9 (NcCas9), Neisseria meningitis Cas9 (NmCas9) Prevotella 및 Francisella 1(Cpf1) 중 적어도 하나인, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법. According to clause 12,
The Cas9 protein,
Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9), Streptococcus thermophilus Cas9 (StCas9), Streptococcus pasteurianus (SpaCas9), Campylobacter jejuni Cas9 (CjCas9), Staphylococcus aureus (SaCas9), Francisella novicida Cas9 (FnCas9), Neisseria cinerea Cas9 (NcCas9), Neisseria ria meningitis Cas9 (NmCas9) Gene analysis method using guide RNA, at least one of Prevotella and Francisella 1 (Cpf1).
상기 혼합하는 단계는,
상기 Cas9 단백질 및 상기 가이드 RNA를 혼합하는 단계;
혼합된 상기 Cas9 및 가이드 RNA에 증폭된 상기 cfDNA를 첨가하여 복합체(complex)를 형성하도록 혼합하는 단계, 및
상기 복합체에 자성 비드 복합체를 첨가하는 단계를 포함하는, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법. According to clause 12,
The mixing step is,
Mixing the Cas9 protein and the guide RNA;
Adding the amplified cfDNA to the mixed Cas9 and guide RNA and mixing to form a complex, and
A genetic analysis method using guide RNA, comprising adding a magnetic bead complex to the complex.
상기 자성 비드 복합체는,
아비딘, 스트렙타비딘, 뉴트라비딘 중 적어도 하나를 포함하는, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법. According to clause 18,
The magnetic bead complex,
Genetic analysis method using guide RNA, including at least one of avidin, streptavidin, and neutravidin.
상기 자성 비드 복합체는,
상기 가이드 RNA의 3' 말단에 결합된 비오틴에 결합하는, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법. According to clause 18,
The magnetic bead complex,
A genetic analysis method using a guide RNA that binds to biotin bound to the 3' end of the guide RNA.
상기 포획하는 단계는,
마그네틱 솔팅(magnetic sorting) 또는 유세포 솔팅(flow cytometric sorting)에 의하여 수행되는, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법. According to clause 12,
The capturing step is,
A genetic analysis method using guide RNA, performed by magnetic sorting or flow cytometric sorting.
상기 가열은,
60 내지 70 ℃에서 수행되는, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법 According to clause 12,
The heating is
Genetic analysis method using guide RNA, performed at 60 to 70 ° C.
상기 제 2 증폭하는 단계는,
상기 증폭이 ddPCR에 의하여 수행될 경우,
농축된 상기 표적 DNA를 희석(dilution)하는 단계를 포함하는, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법.According to clause 12,
The second amplification step is,
When the amplification is performed by ddPCR,
A genetic analysis method using guide RNA, comprising the step of diluting the concentrated target DNA.
상기 희석은,
농축된 상기 표적 DNA를 PCR 반응 버퍼에 100배 이상 희석하여 수행되는, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법.According to clause 23,
The dilution is,
A genetic analysis method using guide RNA, which is performed by diluting the concentrated target DNA more than 100 times in PCR reaction buffer.
상기 제 2 증폭하는 단계 이후,
상기 표적 DNA의 발현 수준에 따라, 상기 표적 DNA의 포함 유무를 결정하는 단계를 더 포함하는, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법.According to clause 12,
After the second amplification step,
A genetic analysis method using guide RNA, further comprising determining whether or not the target DNA is included, depending on the expression level of the target DNA.
상기 결정하는 단계는,
상기 증폭이 ddPCR에 의하여 수행되고, 상기 표적 DNA의 copy/reaction (ml) 값이 1 이상인 경우,
상기 개체가 상기 표적 DNA를 포함한 것으로 결정하는 단계를 포함하는, 가이드 RNA를 이용한 유전자 분석 방법.According to clause 25,
The determining step is,
When the amplification is performed by ddPCR and the copy/reaction (ml) value of the target DNA is 1 or more,
A genetic analysis method using guide RNA, comprising the step of determining that the individual contains the target DNA.
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Acta Biochim Biophys Sin,52(12):1316-1324 (2020.11.20.) |
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