KR20060026363A

KR20060026363A - 유전자 ｉｄ 코드가 각인된 액세서리 및 그 제작방법

Info

Publication number: KR20060026363A
Application number: KR1020040075248A
Authority: KR
Inventors: 이용욱
Original assignee: 주식회사 아이디진; (주)포토골드; 이용욱
Priority date: 2004-09-20
Filing date: 2004-09-20
Publication date: 2006-03-23

Abstract

본 발명은 유전자 ID 코드가 각인된 액세서리 및 그 제작방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 인간 DNA의 STR 유전자 로커스의 유전자형을 분석한 다음, 이를 코드화하여 유전자 ID 코드를 제작하고, 이를 액세서리에 각인시켜 유전자 ID 코드가 각인된 액세서리를 제작하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 개개인 마다 다른 유전자 ID 코드가 각인된 액세서리를 휴대함으로써, 미아, 실종, 사고, 재난 등의 발생 시 개인의 신원확인에 활용할 수 있다.

유전자 ID 코드, STR, 개인 식별, 유전자 검사

Description

유전자 ＩＤ 코드가 각인된 액세서리 및 그 제작방법{Accessary Carved Genetic ID Code and Fabricating Method Thereof}

도 1은 본 발명에서 사용한 검체의 유전자 샘플보존 카드를 나타낸 사진이다.

도 2는 샘플 DNA의 STR 유전자 로커스의 유전자 프로필을 자동 전기영동장치로 분석한 결과이다.

도 3은 본 발명의 유전자 ID 코드가 각인된 펜던트를 나타낸 사진이다.

최근 인간 게놈 DNA가 모두 밝혀져 여러 분야의 응용이 활발해 지고 있다. 이러한 인간의 전체 게놈 DNA 중 약 4% 정도만이 인체를 구성하고 유지하는 단백질의 생산에 관한 유전정보를 암호화하고 있으며, 나머지는 비정보성 염기서열로서 특정 단백질의 생산에는 관여하지 않는 것으로 알려져 있다. 이러한 비정보성 염기서열 내에는 2개 이상의 동일한 짧은 염기서열이 반복되는 반복적인 염기서열이 포함되어 있는데, 특정 지역에서 이 짧은 염기서열이 연속적으로 반복되어 나타나는 경우를 연쇄반복(tandem repeat)이라 부른다. 이들 연쇄반복 중 특정 부위는 개인에 따라 짧은 염기서열이 반복되는 횟수가 서로 다른 부위가 존재하며 이들 반복부위를 각 개인별로 조사하여 보면 각각의 고유한 유전자 프로필을 확인할 수 있다.

연쇄반복 염기서열의 이러한 변이는 1980년 미국 유타 대학의 화이트 교수에 의해 처음 발견되었고, 1985년에 영국 레스터 대학의 제프리즈 교수에 의하여 법과학적으로 응용이 되었으며, 사람을 DNA차원에서 식별하는데 적용되어 그 동안 개인을 식별하는 방법으로 주로 사용된 지문과 동일하게 개인을 유전자 수준에서 구별할 수 있다고 하여 DNA 지문(DNA fingerprinting)으로 불리게 되었다(Jeffreys, A.J. et al., Nature, 314:67, 1985). 한 연쇄반복 유전자 로커스(genetic locus)에서 일어나는 반복횟수의 변이는 한정되어 있지만 여러 염색체의 연쇄반복 유전자 로커스에서 일어나는 변이들을 조사하여 종합하면 매우 다양한 조합을 이룰 수 있다. 연쇄반복 대립유전자들의 일정한 조합을 유전자 또는 DNA 프로필(profile)이라고 부르며 10여 개 이상의 연쇄반복 대립 유전자좌를 조사하여 얻은 유전자 프로필은 유전자가 동일한 일란성 쌍둥이를 제외하고는 지구상의 모든 사람들 중에 동일한 유전자 프로필을 가지고 있지 않을 정도로 다형성이 매우 높다.

연쇄반복의 이러한 특성은 혈연관계 확인, 개인식별에 유전자 프로필이 매우 유용하게 사용될 수 있음을 시사한다. 유전자 프로필을 조사 비교함으로써 아버지로 추정되는 사람(alleged father)과 자식의 친생자 여부를 판정하거나 사건현장의 검체와 혐의자의 DNA가 일치하는지를 판정하는 유전자감식은 이제 보편화되었으며 이미 80여 개 국가에서 널리 사용되고 있다.

현재 개인을 식별하는 방법 중에서 가장 확실하고 보편적으로 사용되는 방법이 모든 사람마다 특징적으로 가지고 있는 유전자 프로필을 조사하여 확인하는 방법이지만 일반적으로 유전자프로필 조사는 실종, 미아, 사고 및 재난 등이 발생된 뒤에 실시하게 되며 이 경우 유전자 프로필 조사에 필요한 시료(당사자의 혈액, 모발, 조직 등)가 남아 있는 경우가 거의 없으므로 조사가 매우 어려워, 혈연관계가 있는 가족의 유전자 프로필을 조사하여 역으로 개인의 유전자 프로필을 조사하는 방법을 사용하고 있다. 하지만 가족의 유전자 프로필을 조사하여 개인의 유전자 프로필을 추정하는 것은 오차의 확률이 높으며 부모 또는 직계 가족의 유전자프로필을 조사할 수 없는 경우에는 개인의 유전자 프로필 조사가 불가능할 수도 있다. 하지만 사전에 미리 개인의 유전자 프로필을 조사해 놓았다면 유사시 동일인 여부만 비교하면 되므로 개인 식별이 필요한 경우, 가족의 유전자 프로필을 조사하는 등의 추가 검사를 하지 않아도 됨으로, 매우 용이하게 신원을 확인할 수 있다.

이에, 본 발명자들은 개인의 신원을 용이하게 식별하는 방법을 개발하고자 예의 노력한 결과, 인간 DNA의 STR 유전자가 개인의 따라 다른 유전자형을 가진다는 것에 착안하여 STR 유전자 로커스의 유전자형을 분석한 유전자 프로필을 코드화 한 유전자 ID 코드가 각인된 액세서리를 제작하고, 이를 휴대하는 것이 개인 식별에 유용하다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 STR 유전자 로커스의 유전자형을 이용하여 제작된 유전자 ID 코드가 각인된 액세서리를 제작하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 방법으로 제작된 유전자 ID 코드가 각인된 액세서리를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 피검자로부터 유래된 샘플에서 DNA를 추출하는 단계; (b) 상기 추출된 DNA에서 복수개의 STR 유전자 로커스를 증폭시키는 단계; (c) 증폭된 DNA 단편을 분석하여 STR 유전자 로커스의 유전자 형을 결정하는 단계; (d) 상기 결정된 유전자형을 코드화하여 유전자 ID 코드를 형성하는 단계 및 (e) 상기 형성된 유전자 ID 코드를 액세서리에 각인시키는 단계를 포함하는 유전자 ID 코드가 각인된 액세서리의 제작방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 증폭은 STR 유전자 로커스를 증폭할 수 있는 프라이머를 사용하여 PCR로 수행하는 것을 특징으로 할 수 있고, DNA 단편의 분석은 전기영동, 염기서열분석 또는 하이브리다이제이션인 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 코드화하는 단계는 STR 유전자 로커스 및 상기 STR 유전자 로커스의 유전자형을 숫자, 알파벳, 기호 또는 한글로 나타내는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 방법으로 제작되고, 유전자 ID 코드가 각인되어 있는 액세서리를 제공한다. 본 발명에 있어서, 액세서리는 펜던트, 반지, 팔찌, 발찌 또는 휴대폰줄인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 액세서리에 각인되는 유전자 ID 코드 제작에 사용되는 DNA 프로필은 (1) 피검자의 DNA를 함유하는 샘플의 수집, (2) 샘플에서의 DNA 추출, (3) STR 유전자 로커스의 증폭, (4) 대립유전자의 식별의 단계를 거쳐 분석된다.

상기 샘플은 흔히 피검자의 혈액을 사용하며, 면봉을 이용하여 구강상피세포를 채취하여 사용하거나, 표피를 채취하는 방법 등을 사용할 수도 있으며, 머리카락의 모근, 정액 등 피검자의 DNA를 함유한 어느 신체 부위를 사용하여도 좋다.

샘플에서 추출한 DNA의 전체 길이는 30억 염기에 해당되지만, 유전자 프로필로 만들 대상은 수백내지 수천 염기길이의 STR(short tandem repeat)이다. STR 대립유전자들은 연쇄반복서열의 반복횟수만큼 서로 분자량과 크기가 다르며, 이들 반복횟수는 매우 다양하여, 수개의 STR 부위의 연쇄반복서열의 반복횟수는 개인을 식별할 수 있을 만큼 다양하게 된다. 본 발명에서는 이 STR부위를 PCR 등으로 증폭하여 STR의 대립유전자의 유형을 분석하여 DNA 프로필을 확보하였다.

증폭된 STR 대립유전자는 연쇄반복서열의 반복횟수만큼 서로 분자량과 크기가 다르고, 이 차이는 전기영동을 통해 확인할 수 있다. 인간 유전자는 부모로부터 1개씩의 대립유전자를 물려받아 1쌍의 대립유전자를 가지고 있다. 그러므로, STR 분석을 통해 얻어지는 유전자형의 결과도 대부분 쌍으로 존재하게 되며, 부모로부터 동일한 대립유전자를 물려받은 경우 1개의 유전자형이 나타나게 된다.

본 발명에서, DNA의 물리 화학적 특성을 조사하기 위해서 방사성 동위원소로 표지한 DNA의 경우는 자가방사기록법(autoradiography)과 섬광계수법(scintillation counting methods)을 사용할 수 있고, 형광으로 표지한 경우는 형광을 감지할 수 있는 기계장치를 사용할 수 있고, 아무런 표지를 하지 않은 경우는 은 염색법을 사용하여 분석할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

특히, 하기 실시예에서, 샘플은 유전자 샘플보존 카드에 점적된 혈액을 사용하였으나, 이외에 구강상피세포, 표피, 모근, 타액, 정액 등 피검자의 DNA를 함유한 것이라면 어떤 것이든 제한 없이 사용할 수 있다.

또한, 하기 실시예에서는 유전자 ID 코드가 각인된 펜던트를 제작하였으나, 목걸이, 반지, 팔찌, 발찌 또는 휴대폰줄 등 개인이 상시 휴대하는 물품이라면 제한 없이 제작할 수 있다.

실시예 1: 샘플 DNA의 유전자 프로필 분석

본 발명자들은 개인의 유전자 프로필을 조사하기 위하여 소량의 혈액을 유전자 검사용 유전자 샘플보존 카드(도 1)에 점적하여 건조시킨 검체를 사용하였다. 상기 샘플보존 카드는 혈액을 점적시킨 샘플보관 부분과 피검자의 이름과 유전자 ID 코드를 기입하는 서지부분으로 나뉜다. 유전자 ID 코드를 기입하는 부분에는 이후, 하기 실시예를 통하여 생성된 유전자 ID 코드를 기재하게 된다. 유전자 샘플보존카드는 본 발명의 유전자 ID 코드제작에 사용할 뿐만 아니라, 차후에 필요로 할 유전자를 이용한 다양한 검사 시 당사자의 혈액을 추가로 채취하지 않아도 되는 장점이 있다.

(1) 유전자 샘플보존 카드에서의 DNA 채취

유전자 샘플보존 카드에 집적된 혈액의 유전자 프로필을 조사하기 위하여, 혈액을 떨어뜨려 건조시킨 종이 카드의 혈액 점적부위를 직경 1mm 크기의 원형으로 잘라내어 DNA를 추출하였다. 잘라낸 원형 디스크 한 개를 0.2ml PCR 튜브에 넣고 완충용액 (10mM Tris-HCl, pH 8.0, 400mM NaCl, 2mM EDTA) 200μl를 첨가하여 디스크와 완충액이 잘 섞이도록 위 아래로 흔들어주고 상온에서 10분간 방치한 다음 디스크만 남기고 나머지 용액은 제거하였다. 상기 세척과정을 한번더 반복한 다음 세정용액 (10mM Tris-HCl, pH 8.0, 0.1mM EDTA) 200μl를 첨가하여 잘 섞은 후, 상온에서 10분간 방치한 다음 디스크만 남기고 튜브 속의 용액은 제거하는 과정을 두 번 반복하였다. 여기에 마지막으로 95% 알코올을 200μl 첨가하여 튜브를 위 아래로 잘 흔들어 남아있는 세정용액 성분이 제거되도록 한 다음 디스크만 남기고 나머 지 용액은 제거하고 알코올 성분은 증발시켜 디스크만 최종적으로 남도록 하였다.

(2) 대립유전자 분석을 위한 증폭반응

상기 DNA를 함유한 디스크로부터 대립유전자형을 분석하기 위하여 다중증폭 PCR 키트(Applied Biosystems, 미국)를 사용하여 PCR을 수행하였다. 다중증폭 PCR 반응액(ABI, USA)은 키트에 제공되는 반응 완충용액 20μl, 9개의 STR 유전자 부위에 대한 프라이머를 혼합한 용액 10μl, DNA 중합효소 2.5U를 혼합한 것으로 이것을 상기 디스크가 들어있는 튜브에 첨가하고 증류수로 최종 부피를 50μl로 조정하였다. PCR 증폭은 95^oC에서 11분간 반응시킨 후 94^oC 1분, 56^oC 1분, 72 ^oC 1분의 사이클을 30회 반복한 후 60^oC에서 45분간 반응시키는 조건으로 실시하였다.

(3) 증폭된 DNA의 물리 화학적 특성분석

상기 PCR로 증폭시킨 DNA 단편을 ABI 3100 자동 전기영동장치(제조사, 제조국)로 분석하였다. 분석한 결과는 도 2에 나타내었으며, 분석된 각 STR 부위의 염기서열에서 연쇄반복서열의 반복수에 따른 유전자형을 표 1에 나타내었다. 각 유전자 로커스에 두 가지의 유전자형이 있는 이유는 모든 유전자는 부모로부터 하나씩의 대립유전자를 받아 대립유전자가 쌍으로 존재하기 때문이다.

대립유전자 형의 분석결과

조사된 유전자 로커스	유전자 형(연쇄반복서열의 반복횟수)
유전자 로커스 1	15, 16
유전자 로커스 2	19, 21
유전자 로커스 3	21, 24
유전자 로커스 4	10, 13
유전자 로커스 5	30, 31
유전자 로커스 6	14, 19
유전자 로커스 7	11, 13
유전자 로커스 8	11, 11
유전자 로커스 9	8, 10

실시예 2. 피검자의 유전자 ID 코드 생성

한 사람의 유전자는 각각 부모로부터 하나씩 받아서 이루어지기 때문에 한 유전자 로커스에서 분석된 유전자 프로필은 부모가 동일한 유전자형을 물려준 경우는 하나의 대립형(예, 표 1의 유전자 로커스 8의 11, 11)을 가지게 되고, 부모가 각각 서로 다른 유전자형을 물려준 경우는 두 개의 대립형을 가기게 된다. 그러므로, 한 사람의 검체로부터 DNA를 추출하여 연쇄반복 대립형을 조사한 경우, 한 유전자 로커스에서 1개 또는 2개의 유전자형을 가지게 되고 3개 이상의 대립형은 나타날 수 없다.

그러나, 상기의 표 1에서 분석된 대립유전자형은 개인의 고유한 신상정보이므로 타인에게 유출될 경우 오용될 가능성이 존재한다. 따라서 각 유전자지역에서 얻을 수 있는 모든 대립유전자 형을 특정 숫자, 알파벳, 기호 등으로 변환시킬 수 있는 암호표를 활용하여 개인의 대립유전자 형을 암호화하여 개인마다 고유한 유전자 ID를 생성시켰다.

표 2는 표 1에 나타낸 유전자 로커스의 암호표를 나타낸 한 예이며 암호표 는 다양한 유전자 ID 생성을 위하여 여러 종류를 사용할 수 있다. 표 1의 결과를 표 2의 암호표로 암호화한 피검자의 유전자 ID는 DE79EK25FIHM464424이었다. 상기 암호표는 피검자에 있어서 고유의 것으로, 쌍둥이를 제외한 타인이 상기와 동일한 유전자 ID를 가질 수 있는 확률은 거의 없다. 또한, 표 2에 나타난 암호표 이외의 다른 종류의 암호표를 사용하면 새로운 유전자 ID를 생성시킬 수 있다.

유전자 ID 코드용 암호표

유전자 로커스	대립유전자 번호	변환될 암호
유전자 로커스 1	12	A
	13	B
	14	C
	15	D
	16	E
	17	F
	18	G
	19	H
유전자 로커스 2	12	0
	13	1
	14	2
	15	3
	16	4
	17	5
	18	6
	19	7
	20	8
	21	9
유전자 로커스 3	17	A
	18	B
	19	C
	20	D
	21	E
	21.2	F
	22	G
	22.2	H
	23	I
	23.2	J
	24	K
	24.2	L
	25	M
	25.2	N
	26	O
	26.2	P
	27	Q
	28	R
	29	S
	30	T
유전자 로커스 4	8	0
	9	1
	10	2
	11	3
	12	4
	13	5
	14	6
	15	7
	16	8
	17	9

유전자 로커스 5	27	A
	28	B
	28.2	C
	29	D
	29.2	E
	30	F
	30.2	G
	30.3	H
	31	I
	31.2	J
	32	K
	32.2	L
	33	M
	33.2	N
	34	O
	34.2	P
	35	Q
유전자 로커스 6	7	A
	8	B
	9	C
	10	D
	11	E
	12	F
	13	G
	14	H
	15	I
	16	J
	17	K
	18	L
	19	M
	20	N
	21	O
	22	P
	23	Q
	24	R
	25	S
	26	T
유전자 로커스 7	7	0
	8	1
	9	2
	10	3
	11	4
	12	5
	13	6
	14	7
	15	8
	16	9

유전자 로커스 8	7	0
	8	1
	9	2
	10	3
	11	4
	12	5
	13	6
	14	7
	15	8
	16	9
유전자 로커스 9	6	0
	7	1
	8	2
	9	3
	10	4
	11	5
	12	6
	13	7
	14	8
	15	9

실시예 3. 유전자 ID 코드가 각인된 펜던트의 제작

실시예 2의 방법으로, 생성된 유전자 ID 코드를 휴대가 간편하도록 목걸이의 펜던트에 레이져 형상기를 이용하여 각인하여 유전자 ID 펜던트를 제작하였다 (도 3). 상기 펜던트를 목걸이나 휴대폰에 착용하면, 유사시에 개인의 신원을 식별하는데 유용하게 쓰일 수 있다.

본 발명은 STR 유전자 로커스의 유전자형을 이용한 유전자 ID 코드가 각인된 액세서리 및 그 제작방법을 제공하는 효과가 있다. 본 발명에 따르면, 개개인 마다 다른 유전자 ID 코드가 각인된 액세서리를 휴대함으로써, 미아, 실종, 사고, 재난 등의 발생시, 개인의 신원확인에 활용할 수 있다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

하기 단계를 포함하는 유전자 ID 코드가 각인된 액세서리의 제작방법:

(a) 피검자로부터 유래된 샘플에서 DNA를 추출하는 단계;

(b) 상기 추출된 DNA에서 복수개의 STR 유전자 로커스를 증폭시키는 단계;

(c) 증폭된 DNA 단편을 분석하여 STR 유전자 로커스의 유전자형을 결정하는 단계;

(d) 상기 결정된 유전자형을 코드화하여 유전자 ID 코드를 형성하는 단계; 및

(e) 상기 형성된 유전자 ID 코드를 액세서리에 각인시키는 단계.
제1항에 있어서, 증폭은 STR 유전자 로커스를 증폭할 수 있는 프라이머를 사용하여 PCR로 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, DNA 단편의 분석은 전기영동, 염기서열분석 또는 하이브리다이제이션인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 코드화하는 단계는 STR 유전자 로커스 및 상기 STR 유전자 로커스의 유전자형을 숫자, 알파벳, 기호 또는 한글로 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항의 방법으로 제작되고, 유전자 ID 코드가 각인되어 있는 액세서리.
제5항에 있어서, 액세서리는 펜던트, 반지, 팔찌, 발찌 또는 휴대폰줄인 것을 특징으로 하는 유전자 ID 코드가 각인되어 있는 액세서리.