KR20180095357A - Matrix comprising cDNA or amplicons and a carrier thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a carrier carrying cDNA or amplicon. According to the present invention, it is possible to capture, replicate or amplify a target polynucleotide from a sample with high sensitivity in a hydrogel microparticle, and to safely store or carry the replicated or amplified target polynucleotide in a fixed state in the hydrogel microparticle. In addition, the stored target polynucleotide or the carrier containing the same can be reused, if necessary, for secondary PCR, sequencing, and the like.

Description

cDNA 또는 앰플리콘 및 이를 담지한 담체를 포함하는 구조체{Matrix comprising cDNA or amplicons and a carrier thereof}cDNA or amplicons and a carrier thereof. < RTI ID = 0.0 > [0002] <

본 명세서에는 하이드로겔 미세입자의 신규 용도가 개시된다.New applications of hydrogel microparticles are disclosed herein.

중합효소 연쇄반응(PCR)은 다양한 암과 전염성 질병들을 진단하기 위한 특정 유전적 바이오마커의 검출방법에 가장 널리 사용되고 있다. 또한 유전자 시퀀싱은 유전자의 정보를 읽어 질환과 유전자변이, 발현의 연관성을 밝히는데 크게 기여하고 있다. 상기 PCR 또는 시퀀싱을 이용할 경우 임상 검출에 있어서 타겟 유전자의 품질, 순도, 샘플의 양 등 환자 샘플의 복잡성은 타겟 유전자 검출효율이 저하시키는 요인으로 작용한다.Polymerase chain reaction (PCR) is the most widely used method for detecting specific genetic biomarkers to diagnose various cancers and infectious diseases. In addition, gene sequencing is a major contributor to the association of disease, gene mutation, and expression by reading gene information. When PCR or sequencing is used, the complexity of the patient sample, such as the quality of the target gene, the purity, and the amount of the sample in the clinical detection, serves as a factor for lowering the target gene detection efficiency.

대한민국공개특허 제10-2015-0048964호(2015.05.11)Korean Patent Publication No. 10-2015-0048964 (May 2015)

일 측면에서, 본 발명은 타겟 유전자를 정확하고 효율적으로 검출하도록 복제 혹은 증폭하고, 그 검출 결과물인 cDNA(complementary DNA) 혹은 앰플리콘(amplicon)을 외부환경으로부터 안전하고 간편하게 분리하여 보관 및 운반하기 위한 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.In one aspect, the present invention relates to a method for replicating or amplifying a target gene so as to accurately and efficiently detect the target gene, separating the resultant cDNA (complementary DNA) or amplicon from the external environment safely and easily, And to provide a structure.

상기와 같은 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 관점은 표적 폴리뉴클레오티드의 복제물인 cDNA 또는 앰플리콘(amplicon); 및 상기 cDNA 또는 앰플리콘을 담지한 담체(carrier)를 포함하고, 상기 담체는 상기 표적 폴리뉴클레오티드의 전방향 프라이머(forward primer) 및 역방향 프라이머(reverse primer) 중 하나 이상의 프라이머가 고정된 하이드로겔 미세입자이며, 상기 cDNA 또는 앰플리콘은 상기 하나 이상의 프라이머와 결합한 것인, 구조체를 제공한다.In order to solve the above-mentioned object, one aspect of the present invention relates to a cDNA or an amplicon, which is a duplicate of a target polynucleotide; And a carrier carrying the cDNA or the amplicon, wherein the carrier comprises at least one of a forward primer and a reverse primer of the target polynucleotide, wherein the at least one primer is immobilized on the hydrogel fine particle And wherein said cDNA or amplicon is associated with said at least one primer.

본 발명의 일 관점은 상기 구조체를 제조하는 방법으로, 표적 폴리뉴클레오티드의 전방향 프라이머 및 역방향 프라이머 중 하나 이상의 프라이머가 내부에 고정된 하이드로겔 미세입자에 표적 폴리뉴클레오티드의 RNA 또는 DNA 샘플을 넣고 인큐베이션(incubation)하여 상기 프라이머와 표적 폴리뉴클레오티드인 RNA 또는 DNA 유전자를 선택적으로 결합시키는 단계; 및 상기 인큐베이션된 프라이머와 상기 RNA 또는 DNA 유전자를 역전사(reverse transcription)시켜 제1사슬 cDNA 또는 DNA 주형(first strand cDNA/DNA template)을 합성하는 단계를 포함하는, 방법을 제공한다.In one aspect of the present invention, there is provided a method for producing the structure, comprising the steps of: placing an RNA or DNA sample of a target polynucleotide into a hydrogel microparticle in which at least one primer of the forward primer and the reverse primer of the target polynucleotide is immobilized, incubating the primer with a primer and an RNA or DNA gene as a target polynucleotide; And reverse transcription of the incubated primer and the RNA or DNA gene to synthesize a first strand cDNA or DNA template (first strand cDNA / DNA template).

본 발명의 일 관점은 상기 구조체를 제조하는 방법으로, 표적 폴리뉴클레오티드의 전방향 프라이머 및 역방향 프라이머 중 하나 이상의 프라이머가 내부에 고정된 하이드로겔 미세입자에 표적 폴리뉴클레오티드의 RNA 또는 DNA 샘플을 넣고 인큐베이션(incubation)하여 상기 프라이머와 표적 폴리뉴클레오티드인 RNA 또는 DNA 유전자를 선택적으로 결합시키는 단계; 및 상기 인큐베이션된 프라이머와 상기 RNA 또는 DNA 유전자를 역전사(reverse transcription)시켜 제1사슬 cDNA 또는 DNA 주형(first strand cDNA/DNA template)을 합성하는 단계를 포함하고, 상기 합성된 제1사슬 DNA 주형을 포함하는 하이드로겔 미세입자를 PCR 용액에 넣고 PCR(polymerase chain reaction)을 통해 표적 폴리뉴클레오티드를 증폭하는 단계를 더 포함하는, 방법을 제공한다.In one aspect of the present invention, there is provided a method for producing the structure, comprising the steps of: placing an RNA or DNA sample of a target polynucleotide into a hydrogel microparticle in which at least one primer of the forward primer and the reverse primer of the target polynucleotide is immobilized, incubating the primer with a primer and an RNA or DNA gene as a target polynucleotide; And synthesizing a first strand cDNA or a DNA template by reverse transcription of the incubated primer and the RNA or DNA gene, Further comprising the steps of placing the hydrogel microparticles in a PCR solution and amplifying the target polynucleotide by PCR (polymerase chain reaction).

본 발명은 cDNA 또는 앰플리콘을 담지한 담체를 포함하는 구조체를 제공한다. 본 발명에 의하면 샘플로부터 표적 폴리뉴클레오티드를 상기 하이드로겔 미세입자 내에 높은 감도로 포획(capture) 및 증폭할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 복제 또는 증폭된 표적 폴리뉴클레오티드를 상기 하이드로겔 미세입자내에 고정된 상태로 안전하게 보관 또는 운반할 수 있다. 또한, 상기 보관된 표적 폴리뉴클레오티드 또는 이를 포함하는 담체를 필요에 따라 2차 PCR, 시퀀싱(sequencing) 등에 재사용할 수 있다.The present invention provides a construct comprising cDNA or a carrier carrying an amplicon. According to the present invention, it is possible not only to capture and amplify the target polynucleotide from the sample with high sensitivity in the hydrogel fine particle, but also to immobilize the replicated or amplified target polynucleotide in the hydrogel fine particle Can be safely stored or transported. In addition, the stored target polynucleotide or a carrier containing the same can be reused as needed for secondary PCR, sequencing, and the like.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 역전사 프라이머가 고정된 하이드로겔 미세입자를 이용하여 제1사슬 cDNA 또는 DNA 주형을 합성하는 과정을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서 qPCR후 증폭된 타겟 유전자인 앰플리콘을 제한효소로 분리하는 것을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서 하이드로겔 미세입자의 전체 RNA 인큐베이션후 세척 단계(washing) 실시 유무에 따른 PCR 결과를 비교하여 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로서 하이드로겔 미세입자의 제1사슬 DNA 주형 합성후 세척 단계 실시한 경우의 PCR 사이클 진행에 따른 형광이미지를 나타낸 도이다.
도 5는 비교예인 종래 용액(solution) qRT-PCR과 본 발명의 일 실시예인 하이드로겔 미세입자(PIN) qRT-PCR의 각 PCR결과를 비교한 도이다.
도 6은 비교예인 종래 용액(solution) qRT-PCR과 본 발명의 일 실시예인 하이드로겔 미세입자(PIN) qRT-PCR의 각 NTC(no-template control) 실험결과를 비교한 도이다.
도 7은 아가로스 겔에서 용액(solution) qRT-PCR과 하이드로겔 미세입자(PIN) qRT-PCR의 PCR의 증폭물(amplicon)을 비교한 도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로겔 미세입자로 qRT-PCR한 후, 제한 효소 처리만으로 시퀀싱을 실시한 결과를 나타낸 도이다.
FIG. 1 illustrates a process of synthesizing a first-strand cDNA or DNA template using hydrogel fine particles fixed with a reverse primer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating separation of an amplicon, which is a target gene amplified after qPCR, with a restriction enzyme, according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph comparing the results of PCR according to the presence or absence of washing after the whole RNA incubation of the hydrogel microparticles according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing fluorescence images according to the progress of a PCR cycle when hydrogel fine particles are washed after synthesis of a first-stranded DNA template according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a chart comparing the conventional solution qRT-PCR, which is a comparative example, with the PCR results of hydrogel fine particle (PIN) qRT-PCR, which is an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a chart comparing NTR (no-template control) results of conventional solution qRT-PCR, which is a comparative example, and hydrogel fine particle (PIN) qRT-PCR, which is one embodiment of the present invention.
Figure 7 compares the amplicons of PCR with solution qRT-PCR and hydrogel fine particle (PIN) qRT-PCR in agarose gel.
FIG. 8 is a graph showing the result of performing qRT-PCR with hydrogel fine particles according to an embodiment of the present invention, followed by sequencing only with restriction enzyme treatment.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail in order to facilitate the present invention by those skilled in the art.

본 명세서에서 용어 “앰플리콘(amplicon)”은 “유전자 증폭물”과 동일한 의미로 사용되며, DNA 또는 RNA와 같은 폴리뉴클레오티드, 올리고뉴클레오티드 등의 증폭물을 의미한다. 상기 앰플리콘은 유전자 증폭 횟수에 제한되지 않고 유전자의 증폭물이라면 모두 포함되는 최광의이며, 예를 들어 표적 폴리뉴클레오티드의 중합효소 연쇄반응(PCR) 결과물을 포함할 수 있다. The term " amplicon " used herein has the same meaning as " gene amplification " and means an amplification product such as polynucleotide or oligonucleotide such as DNA or RNA. The amplicon is not limited to the number of times of gene amplification but may be the maximum including all the amplification products of the gene. For example, the amplicon may include a PCR result of the target polynucleotide.

본 명세서에서, 용어 "표적 폴리뉴클레오티드"는 "타겟 폴리뉴클레오타이드", "타겟 유전자", "표적 유전자"와 동일한 의미로 사용되며, 분석 또는 작용의 대상인 DNA, RNA, 핵산 또는 유전자 등을 모두 포함하는 최광의의 의미이다. 상기 분석 또는 작용은 폴리뉴클레오티드의 복사, 증폭, 시퀀싱 등의 처리를 포함한다. As used herein, the term "target polynucleotide" is used interchangeably with "target polynucleotide", "target gene", "target gene" and includes all DNA, RNA, It means the best. Such analysis or action includes treatment such as copying, amplification, sequencing, etc. of the polynucleotide.

본 발명의 일 실시예는 표적 폴리뉴클레오티드의 복제물인 cDNA 또는 증폭물인 앰플리콘(amplicon), 및 상기 cDNA 또는 앰플리콘을 담지한 담체를 포함하는 구조체를 제공한다. One embodiment of the present invention provides a construct comprising an amplicon, which is a cDNA or an amplicon, which is a copy of a target polynucleotide, and a carrier that carries the cDNA or the amplicon.

상기 담체의 일 실시예는 상기 표적 폴리뉴클레오티드의 전방향 프라이머(forward primer) 및 역방향 프라이머(reverse primer) 중 하나 이상의 프라이머가 고정된 하이드로겔 미세입자인 구조체이며, 상기 cDNA 또는 앰플리콘은 상기 하나 이상의 프라이머와 결합한 것일 수 있다.One embodiment of the carrier is a structure wherein at least one of a forward primer and a reverse primer of the target polynucleotide is immobilized on a hydrogel microparticle, It may be combined with a primer.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 하이드로겔 미세입자를 cDNA 또는 앰플리콘의 담체로 포함하는 구조체의 제조 과정을 도 1을 참조로 하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 역전사 프라이머가 고정된 하이드로겔 미세입자를 이용한 타겟유전자 RNA 또는 DNA의 qRT-PCR(quantitative reverse transcription polymerase chain reaction) 과정을 나타낸 도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 입자 내부에 고정된 역방향 프라이머들은 하이드로겔 미세입자가 전체 RNA(total RNA) 또는 DNA의 인큐베이션(incubation) 동안 타겟 유전자와 선택적으로 결합할 수 있다. 이를 역전사시키면 상기 타겟 RNA와의 상보적인 결합에 의해 제1사슬 cDNA 주형이 합성(cDNA synthesis)되거나 제1사슬 주형이 합성(First strand template synthesis)되며, 상기 합성된 유전자들은 상기 하이드로겔 미세입자 내에 고정(포획)되어 머무른다. 그 다음, 주변 용액을 타겟 유전자의 증폭을 위하여 전방향 프라이머들을 포함하는 PCR 용액으로 교체하고 PCR하면, 상기 증폭된 유전자가 상기 하이드로겔 미세입자 내에 고정되어 남아있다. 따라서, 본 발명의 하이드로겔 미세입자는 특정 RNA 및/또는 DNA를 입자에 고정한 상태로 보관이 가능하다. 또한, 상기 증폭된 유전자를 분리 및 정제(Restriction enzyme digestion)하여, 필요에 따라 재사용할 수도 있다. Hereinafter, a process for producing a structure including the hydrogel fine particles according to an embodiment of the present invention as a carrier for cDNA or amplicon will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR) process of a target gene RNA or DNA using hydrogel fine particles fixed with a reverse primer according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the reverse primers immobilized within the particles can selectively bind the target gene during the incubation of the total RNA or DNA with the hydrogel fine particles. When reverse transcription is performed, a first strand cDNA template is synthesized (cDNA synthesis) or a first strand template synthesis is performed by complementary binding with the target RNA, and the synthesized genes are fixed in the hydrogel fine particle (Captured) and stay. Then, when the surrounding solution is replaced with a PCR solution containing forward primers for amplification of the target gene and PCR is performed, the amplified gene remains fixed in the hydrogel fine particle. Therefore, the hydrogel microparticles of the present invention can be stored in a state where specific RNA and / or DNA is immobilized on the particles. In addition, the amplified gene can be separated and purified (Restriction enzyme digestion), and reused if necessary.

일 실시예로서 상기 전방향 프라이머 또는 역방향 프라이머는 10 내지 50 개의 연속 DNA 염기서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드일 수 있으나, 표적 폴리뉴클레오티드에 선택적으로 결합하는 것이라면 프라이머의 서열종류와 서열길이는 표적 폴리뉴클레오티드에 따라 제한 없이 변형이 가능하다. In one embodiment, the forward primer or the reverse primer may be a polynucleotide consisting of 10 to 50 contiguous DNA sequences. However, if the primer is selectively bound to the target polynucleotide, the sequence type and the sequence length of the primer are not limited to the target polynucleotide Modifications are possible without limitation.

일 실시예로서 PCR의 경우 하이드로겔 미세입자에는 역방향 프라이머가 고정되고, 정방향 프라이머는 타겟 유전자의 증폭을 위한 PCR 단계 전에 주입될 수 있으며, PCR시 PCR 용액에 포함될 수 있다. 즉, 상기 전방향 및 역방향 프라이머는 타겟 유전자를 어닐링(annealing)하기 위한 것일 수 있다. In one embodiment, the reverse primer is immobilized to the hydrogel microparticles in the case of PCR, and the forward primer can be injected into the PCR solution at the time of PCR, prior to the PCR step for amplification of the target gene. That is, the forward and reverse primers may be for annealing a target gene.

또한, 일 실시예로서 상기 담체는 1종 또는 2종 이상의 표적 폴리뉴클레오티드 각각에 대한 프라이머 및 이에 결합된 1종 또는 2종 이상의 cDNA 또는 앰플리콘을 포함할 수 있다. 즉, 상기 담체는 여러 종류의 표적 폴리뉴클레오티드에 대한 프라이머를 포함함으로써, 결과적으로 여러 종류의 유전자 복제물(cDNA) 또는 증폭물(앰플리콘)을 보관 또는 운반할 수 있다.Also, in one embodiment, the carrier may comprise a primer for each of the one or more target polynucleotides, and one or more cDNAs or amplicons associated therewith. That is, the carrier contains primers for various kinds of target polynucleotides, and as a result, various kinds of gene copies (cDNA) or amplifications (amplicons) can be stored or carried.

본 발명은 일 실시예로서 상기 프라이머는 하이드로겔 미세입자와 에스테르 결합으로 연결될 수 있다. 또는, 일 실시예로서 상기 프라이머는 염기서열 5'말단 혹은 3' 말단에 하이드로겔 미세입자 고정화 작용기를 포함함으로써 하이드로겔 미세입자의 공극 내부에 고정될 수 있다. 일 실시예로서 상기 작용기는 하이드로겔 모노머와 공유결합으로 연결될 수 있는 작용기를 포함할 수 있으며, 아크리다이트(acrydite)를 예로 들 수 있다. 다른 일 실시예로서, 상기 작용기는 하이드로겔과 펩타이드 결합으로 연결될 수 있는 작용기를 포함할 수 있으며, 아민기, 카르복실기 등을 예로 들 수 있다.In one embodiment of the present invention, the primer may be linked to an ester linkage with hydrogel fine particles. Alternatively, the primer may be immobilized within the pores of the hydrogel microparticles by incorporating hydrogel microparticle immobilization functional groups at the 5 'end or the 3' end of the base sequence. In one embodiment, the functional group may include a functional group capable of being covalently bonded to the hydrogel monomer, and examples thereof include acrydite. In another embodiment, the functional group may include a functional group that can be linked to the hydrogel through a peptide bond, and examples thereof include an amine group and a carboxyl group.

또한, 일 실시예로서 상기 프라이머의 염기서열 5'말단 혹은 3' 말단에는 타겟 유전자의 cDNA 또는 앰플리콘을 하이드로겔 미세입자로부터 분리하기 위하여 제한효소를 더 포함할 수 있다. 또는, 일 실시예로서 상기 프라이머의 염기서열 5'말단 혹은 3' 말단에는 타겟 유전자의 cDNA 또는 앰플리콘을 하이드로겔 미세입자로부터 분리하기 위하여 염기성 촉매를 사용할 수 있다. 상기 염기성 촉매는 프라이머가 하이드로겔 미세입자와 에스테르 결합으로 고정된 경우, 상기 하이드로겔 미세입자로부터 PCR에 의해 합성된 타겟 유전자의 앰플리콘을 분리할 수 있는 하이드록시기(-OH)를 제공할 수 있는 것이라면 제한되지 않고 모두 사용될 수 있다. 일 실시예로서 상기 염기성 촉매는 암모늄 하이드록사이드(Ammonium Hydroxide)를 예로 들 수 있다.In addition, as an example, the 5 'end or the 3' end of the nucleotide sequence of the primer may further include a restriction enzyme to separate the cDNA or the amplicon of the target gene from the hydrogel fine particle. Alternatively, as an example, a basic catalyst may be used at the 5 'end or the 3' end of the nucleotide sequence of the primer to separate the cDNA or the amplicon of the target gene from the hydrogel fine particles. The basic catalyst may provide a hydroxyl group (-OH) capable of separating an amplicon of a target gene synthesized by PCR from the hydrogel microparticles when the primer is immobilized by ester bonding with the hydrogel microparticles Any of them may be used without limitation. In one embodiment, the basic catalyst is exemplified by ammonium hydroxide.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
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상기 화학식 1은 프라이머가 하이드로겔 미세입자와 에스테르 결합으로 고정된 경우 염기성 촉매(화학식 1의 Base에 해당)에 의해 하이드로겔 미세입자로부터 올리고뉴클레오티드를 분리하는 매커니즘을 나타낸 것이다. 화학식 1의 왼쪽 상부부터 반시계방향으로 살펴보면, 하이드로겔 미세입자에 에스테르 결합으로 고정되어 있던 프라이머가 PCR로 인해 올리고뉴클레오티드가 되었을 때, 염기성 촉매에 의해 에스테르 결합이 깨지면서 상기 올리고뉴클레오티드가 하이드로겔 미세입자로부터 분리된다. 분리된 후 염기성 촉매는 주변의 물분자로 인해 본래 하이드록실기를 회복될 수 있으며, 회복된 염기성 촉매는 하이드로겔 미세입자의 또다른 에스테르 결합을 공격하여 입자에 고정된 다른 올리고뉴클레오티드를 하이드로겔 미세입자로부터 분리할 수 있다.The above formula (1) shows a mechanism for separating oligonucleotides from hydrogel fine particles by a basic catalyst (corresponding to Base of Chemical Formula 1) when the primer is fixed by ester bonding with hydrogel fine particles. In the counterclockwise direction from the upper left corner of the formula (1), when the primer fixed to the hydrogel fine particle by the ester bond becomes an oligonucleotide by PCR, the ester bond is broken by the basic catalyst and the oligonucleotide is hydrogel fine particle . After separation, the basic catalyst can be restored to originally hydroxyl groups due to the surrounding water molecules, and the recovered basic catalyst attacks another ester bond of the hydrogel fine particles, and the other oligonucleotides immobilized on the particles are immersed in the hydrogel fine Can be separated from the particles.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 하이드로겔 미세입자는 예를 들어 평균 10 ㎛ 내지 500 ㎛의 입경크기를 가질 수 있으며, 보다 구체적으로는 평균 100 ㎛ 내지 300 ㎛의 입경을 가질 수 있다. 형태는 3차원의 구조체라면 제한되지 않으며, 보다 구체적으로는 구형을 예로 들 수 있다. 하이드로겔 미세입자의 재료는 고형화가 가능한 폴리머(pre-polymer)라면 제한없이 사용할 수 있으며, 구체적으로 폴리에틸렌 글리콜-디아크릴레이트(Polyethylene Glycol-Diacrylate, PEG-DA) 또는 폴리아크릴아마이드(Polyacrylamide, PAAm)와 같은 친수성 폴리머를 사용할 수 있다. The hydrogel microparticles according to an embodiment of the present invention may have a particle size of, for example, an average particle size of 10 μm to 500 μm, and more specifically an average particle size of 100 μm to 300 μm. The shape is not limited as long as it is a three-dimensional structure, and more specifically, a spherical shape is exemplified. The material of the hydrogel fine particles can be used without limitation as long as it is a pre-polymer that can be solidified. Specifically, polyethylene glycol-diacrylate (PEG-DA) or polyacrylamide (PAAm) May be used.

일 실시예로서, 상기 하이드로겔 미세입자는 공극을 포함하는 다공성(porous) 구조체일 수 있다. 또한, 일 실시예로서 상기 프라이머는 상기 하이드로겔 미세입자의 공극 내부에 고정되는 것일 수 있다.In one embodiment, the hydrogel microparticles may be a porous structure comprising a void. In one embodiment, the primer may be immobilized within the pores of the hydrogel fine particles.

일 실시예로서, 상기 하이드로겔 미세입자가 공극을 포함하는 경우, 상기 미세입자의 공극율은 미세입자 총 부피에 대하여 10부피% 내지 80부피%, 보다 구체적으로 20 부피% 내지 70부피%일 수 있다. 상기 범위를 벗어날 경우 다공성이 떨어지거나 구조체의 안정도가 불안정해질 수 있다. In one embodiment, when the hydrogel microparticles comprise voids, the porosity of the microparticles may be between 10% and 80% by volume, more specifically between 20% and 70% by volume relative to the total volume of microparticles . Outside of this range, the porosity may be deteriorated or the stability of the structure may become unstable.

구체적으로 상기 하이드로겔 미세입자는 특정 프라이머들을 포함하는 광가교성 하이드로겔 용액을 사용하여 제조될 수 있다. 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로겔 미세입자는 프라이머가 미세입자의 표면이 아닌 입자 내부 고정됨으로써, PCR에서 타겟 유전자의 포획, 역전사 및 증폭이 순차적으로 용이하게 진행될 수 있고, 그 결과 타겟 유전자의 cDNA 또는 앰플리콘을 안전하게 보관 및 운반할 수 있다. 또한, 종래 용액기반의 PCR이 갖는 비특이적 신호 발생의 문제를 개선할 수 있다. Specifically, the hydrogel fine particles can be prepared using a photo-crosslinkable hydrogel solution containing specific primers. In the hydrogel fine particle according to an embodiment of the present invention, the primer is immobilized inside the particle rather than on the surface of the fine particle, so that capturing, reverse transcription and amplification of the target gene can be sequentially and easily performed in PCR, Of the cDNA or amplicon can be safely stored and transported. In addition, the problem of nonspecific signal generation of conventional solution-based PCR can be solved.

본 발명의 일 실시예에 따른 구조체는 우수한 민감도를 가지고 타겟 유전자를 소량의 전체 RNA 혼합물로부터 선택적으로 전사 및 증폭할 수 있다. 원치 않은 유전자들이 분산되어 빠져나가는 동안 오직 증폭된 타겟 유전자만이 입자 내에 포획되므로, 위양성신호는 감소된다. 일 실시예로서 상기 증폭된 유전자, 즉 앰플리콘은 제한효소 절단 후 전기영동에 의해 분리 및 검출될 수 있다. 상기 분리된 유전자는 유전자 시퀀싱과 같은 다음 분석에 사용될 수 있다. 따라서 본 발명은 타겟 유전자의 검출 및 정량을 위한 다양한 어플리케이션에 사용될 수 있다.The construct according to an embodiment of the present invention can selectively transcribe and amplify a target gene from a small amount of total RNA mixture with excellent sensitivity. Only the amplified target gene is captured in the particle while the unwanted genes are dispersed and removed, so the false positive signal is reduced. In one embodiment, the amplified gene, that is, the amplicons, can be isolated and detected by electrophoresis after restriction enzyme digestion. The isolated gene can be used for subsequent analysis such as gene sequencing. Therefore, the present invention can be used for various applications for detection and quantification of target genes.

본 발명은 다른 일 실시예로서 상술된 어느 하나 이상의 구조체를 제조하는 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a method of manufacturing any one or more of the structures described above as another embodiment.

일 실시예로서 상기 방법은, 표적 폴리뉴클레오티드의 전방향 프라이머(forward primer) 및 역방향 프라이머(reverse primer) 중 하나 이상의 프라이머가 내부에 고정된 하이드로겔 미세입자에 표적 폴리뉴클레오티드의 RNA 또는 DNA 샘플을 넣고 인큐베이션(incubation)하여 상기 프라이머와 표적 폴리뉴클레오티드인 RNA 또는 DNA 유전자를 선택적으로 결합시키는 단계; 및 상기 인큐베이션된 프라이머와 상기 RNA 또는 DNA 유전자를 역전사(reverse transcription)시켜 제1사슬 cDNA 또는 DNA 주형(first strand cDNA/DNA template)을 합성하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the method comprises introducing RNA or DNA samples of the target polynucleotide into hydrogel microparticles in which at least one primer of an forward primer and a reverse primer of the target polynucleotide is immobilized therein Incubating the RNA or DNA gene, which is a target polynucleotide, with the primer; And synthesizing a first strand cDNA or DNA template (first strand cDNA / DNA template) by reverse transcription of the incubated primer and the RNA or DNA gene.

또한, 일 실시예로서 상기 방법은 선택적으로 상기 합성된 제1사슬 cDNA 또는 DNA 주형을 포함하는 하이드로겔 미세입자를 PCR 용액에 넣고 PCR(polymerase chain reaction)을 통해 표적 폴리뉴클레오티드를 증폭하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the method further comprises amplifying the target polynucleotide by PCR (polymerase chain reaction) by adding the hydrogel fine particles containing the synthesized first chain cDNA or DNA template into a PCR solution .

일 실시예로서 상기 방법은 인큐베이션된 하이드로겔 미세입자의 역전사전에 비특이적으로 결합된 RNA 또는 DNA를 제거하는 세척단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명은 표적 폴리뉴클레오티드만이 하이드로겔 미세입자 내에 포획되고, 상기 세척단계를 통해 비타겟 유전자들은 씻겨나갈 수 있어, PCR 과정에서 비특이적 증폭을 일으키는 비타겟 유전자의 불필요한 역전사를 방지할 수 있다.In one embodiment, the method may further comprise a washing step to remove nonspecifically bound RNA or DNA in advance of reversing the incubated hydrogel microparticles. In the present invention, only the target polynucleotide is captured in the hydrogel microparticles, and the non-target genes can be washed out through the washing step, thereby preventing unnecessary reverse transcription of the non-target gene causing nonspecific amplification in the PCR process.

도 1은 본 발명의 상기 cDNA 또는 앰플리콘이 담지된 담체를 포함하는 구조체의 제조방법의 일 예시를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참조로 하여 본 발명을 설명하면, 상기 방법은 일 실시예로서 타겟 유전자 포획하기 위한 역방향 프라이머가 입자 내부에 고정된 하이드로겔 미세입자에 전체 RNA(total RNA) 또는 DNA 샘플을 넣고 약 20 내지 70℃에서 1분 내지 100분간 인큐베이션(incubation)하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예로서 상기 세척단계(washing)는 상기 인큐베이션 단계와 예를 들어 제1사슬 주형 합성과 같은 역전사 단계 사이에서 실시할 수 있으며, 구체적으로는 버퍼(buffer)로 상기 하이드로겔 미세입자를 씻어주어 비특이적으로 결합된 RNA 또는 DNA(Nonspecifically-bound RNA/DNA)를 제거하는 것일 수 있다. 일 실시예로서 상기 사용된 샘플이 RNA인 경우 역전사 효소를 이용한 역전사 중합반응으로 제1사슬 cDNA 주형(First strand cDNA template)을 합성하며, 샘플이 DNA인 경우 유전자 중합효소를 이용한 유전자 신장 방법으로 제1사슬 DNA 주형(First strand DNA template)을 합성하게 된다. 일 실시예로서 상기 하이드로겔 미세입자들은 약 65℃에서 5분 동안 각 전체 RNA와 함께 배양될 수 있으며, 역전사 및 증폭된다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 schematically shows an example of a method for producing a construct comprising the cDNA or the carrier carrying the amplicon of the present invention. 1, the method of the present invention will be described. In one embodiment, the total RNA (total RNA) or DNA sample is added to the hydrogel fine particle immobilized inside the particle with a reverse primer for trapping the target gene, To 70 < 0 > C for 1 minute to 100 minutes. In one embodiment, the washing may be performed between the incubation step and a reverse transcription step such as the first chain template synthesis. Specifically, the hydrogel fine particles may be introduced into a buffer And washing to remove nonspecifically bound RNA or DNA (Nonspecifically-bound RNA / DNA). In one embodiment, when the used sample is RNA, a first strand cDNA template is synthesized by a reverse transcription reaction using a reverse transcriptase, and when the sample is DNA, a gene extension method using a gene polymerase 1 strand DNA template (First strand DNA template). In one embodiment, the hydrogel microparticles can be incubated with each total RNA for 5 minutes at about 65 ° C, and are reverse transcribed and amplified.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 방법은 역전사 이후 합성된 표적 뉴클레오티디의 cDNA를 분리하는 단계 또는 PCR 이후 증폭된 표적 폴리뉴클레오티드를 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하이드로겔 미세입자에 고정된 역방향 프라이머가 제한효소를 더 포함하는 경우에, 상기 증폭된 타겟 유전자를 분리하는 단계는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제한효소를 이용하여 증폭된 표적 폴리뉴클레오티드를 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또는, 일 실시예로서 상기 증폭된 표적 폴리뉴클레오티드를 분리하는 단계는 염기성 촉매를 사용하여 상기 하이드로겔 미세입자로부터 상기 증폭된 표적 폴리뉴클레오티드를 분리시키는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 염기성 촉매는 제한되지 않으나, 암모늄 하이드록사이드(Ammonium Hydroxide)를 예로 들 수 있다.In addition, the method according to an embodiment of the present invention may further include a step of separating the cDNA of the target nucleotide synthesized after the reverse transcription or the step of separating the amplified target polynucleotide after the PCR. For example, in the case where the reverse primer immobilized on the hydrogel microparticles further comprises a restriction enzyme, the step of separating the amplified target gene comprises the step of separating the target amplified using the restriction enzyme And isolating the polynucleotide. Alternatively, in one embodiment, separating the amplified target polynucleotide may comprise separating the amplified target polynucleotide from the hydrogel microparticle using a basic catalyst, wherein the basic catalyst is not limited Ammonium hydroxide, for example, may be mentioned.

일 실시예로서, 상기 표적 폴리뉴클레오티드를 증폭하는 단계는 상기 제1사슬 cDNA 또는 DNA 주형을 합성한 후, 주변용액(surrounding solution)을 상기 전방향 프라이머를 포함하는 PCR 용액으로 교체하고, 상기 미세입자를 PCR에 주입하여, 제1사슬 cDNA 또는 DNA 주형이 하이드로겔 미세입자에 고정된 형태로 증폭되는 것을 포함할 수 있다. 이때 핵산 형광 염료 SYBR® green I을 사용하여 증폭되는 유전자를 실시간으로 측정할 수 있다. In one embodiment, the step of amplifying the target polynucleotide may comprise the steps of synthesizing the first chain cDNA or DNA template, replacing the surrounding solution with a PCR solution containing the forward primer, May be injected into the PCR to amplify the first chain cDNA or DNA template in a form fixed to the hydrogel microparticles. At this time, the nucleic acid fluorescent dye SYBR® green I can be used to measure the amplified gene in real time.

또한, 일 실시예로서 상기 증폭된 표적 폴리뉴클레오티드를 상기 미세입자로부터 분리하여 젤 전기영동 또는 시퀀싱(sequencing) 등에 사용될 수 있다.In one embodiment, the amplified target polynucleotide may be separated from the microparticles and used for gel electrophoresis or sequencing.

일 실시예로서, 상기 표적 폴리뉴클레오티드의 RNA 또는 DNA 샘플은 세포 용해물(cell lysate)을 포함할 수 있다. 본 발명은 표적 폴리뉴클레오티드만이 하이드로겔 미세입자내에 포획되므로, 샘플로 다양한 단백질과 기타 물질들이 섞여있는 세포 용해물을 사용하더라도 타겟 유전자만 입자내로 선택적으로 포획할 수 있다. In one embodiment, the RNA or DNA sample of the target polynucleotide may comprise a cell lysate. Since only the target polynucleotide is captured in the hydrogel microparticles, even if a cell lysate containing various proteins and other substances is used as the sample, only the target gene can be selectively captured into the particle.

또한, 본 발명의 일 실시예로서 상기 표적 폴리뉴클레오티드의 RNA 또는 DNA 샘플은 1종 또는 2종 이상의 표적 폴리뉴클레오티드에 대한 RNA 또는 DNA 샘플을 포함하고, 상기 하이드로겔 미세입자는 상기 1종 또는 2종 이상의 표적 폴리뉴클레오티드의 각각에 대한 프라이머를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 1종 또는 2종 이상의 타겟 유전자에 대한 1종 또는 2종 이상의 프라이머를 포함할 수 있으므로, 단백질 코딩(coding) RNA외에 논-코딩(non-coding) RNA도 선택적으로 포획하여 증폭할 수 있다. 또한, 서로 다른 유전자 프라이머가 고정된 하이드로겔 미세입자를 사용하여 동시에 2종 이상의 다양한 유전자를 포획하여 그 앰플리콘을 보관 또는 운반할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the RNA or DNA sample of the target polynucleotide comprises RNA or DNA samples for one or more target polynucleotides, and the hydrogel microparticles are one or two or more of the above- Or a primer for each of the above target polynucleotides. For example, since the present invention can include one or more primers for one or more target genes, it is possible to selectively capture non-coding RNA in addition to protein coding RNA . In addition, two or more kinds of various genes can be captured at the same time by using hydrogel fine particles fixed with different gene primers, and the ampicrons can be stored or transported.

또한, 일 실시예로서 상기 프라이머의 5'말단앞에 제한효소를 더 포함함으로써 증폭 후 제한효소 처리를 통해 앰플리콘을 하이드로겔 미세입자로부터 분리할 수 있다.In one embodiment, the amplicons may be separated from the hydrogel fine particles through restriction enzyme treatment by further including a restriction enzyme in front of the 5 'end of the primer.

본 발명의 상기 일 실시예들에 따르면 PCR 동안 오직 타겟 앰플리콘만이 상기 하이드로겔 미세입자 내부에 고정된 프라이머를 통해 입자 내에 포획될 수 있다. 이외 입자에 고정되지 않은 부산물들은 주변용액으로 분산되어 나가며, 이로 인해 이들은 하이드로겔 미세입자 내 타겟 유전자의 증폭으로 인해 증가하는 형광에 영향을 미치지 않는다. 추가적으로, 인터컬레이팅 염료의 형광 축적은 노이즈 비율에 대해 높은 신호를 내게 한다.According to one embodiment of the present invention, during the PCR, only the target amplicon can be captured in the particle through the primer immobilized within the hydrogel microparticle. The byproducts that are not immobilized to the other particles are dispersed in the surrounding solution, so that they do not affect the fluorescence that is increasing due to the amplification of the target gene in the hydrogel microparticles. Additionally, fluorescent accumulation of intercalating dyes gives a high signal to the noise ratio.

또한, 본 발명의 상기 일 실시예들에 따르면, 상기 역전사(RT) 및 PCR은 동일한 하이드로겔 미세입자 내에서 이루어지므로, 분리된 실험세트들에 의해 발생할 수 있는 샘플들의 오염가능성을 감소시킬 수 있다. 나아가 상기 역전사 및 PCR은 여러 나노리터(nonoliter) 부피에서 실시되므로, 본 발명의 상기 하이드로겔 미세입자를 이용한 RT-PCR은 적은 양의 샘플을 사용하여 수행될 수 있다. 실제로, 상기 하나의 작은 입자는 타겟 하나의 RT-PCR 반응을 위한 챔버가 될 수 있으므로, 각 입자에 다른 프라이머들을 고정함으로써 다중 PCR 어플리케이션을 할 수 있다는 이점이 있다. 만약 PCR이 본 발명의 상기 하이드로겔 미세입자내 역전사 과정과 결합할 경우, 임상분야에서 mRNA 패턴 분석을 위한 다중 진단시스템으로서 사용될 수 있다. Also, according to one embodiment of the present invention, the RT and PCR are performed in the same hydrogel microparticle, thus reducing the possibility of contamination of samples that may occur by separate experimental sets . Further, since the reverse transcription and the PCR are performed in several nonoliter volumes, RT-PCR using the hydrogel microparticles of the present invention can be performed using a small amount of sample. In fact, the single small particle can be the chamber for the RT-PCR reaction of the target one, so there is an advantage in that multiple PCR applications can be performed by fixing different primers to each particle. If PCR is combined with the reverse transcription process in the hydrogel microparticles of the present invention, it can be used as a multiple diagnosis system for mRNA pattern analysis in the clinical field.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for illustrating the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.

[제조예][Manufacturing Example]

본 발명의 일 실시예에 따른 프라이머가 입자 내부에 고정된 하이드로겔 미세입자를 하기의 방법에 따라 제조하였다.Hydrogel fine particles having a primer fixed in a particle according to an embodiment of the present invention were prepared according to the following method.

세포 배양 및 RNA 추출Cell culture and RNA extraction

인간 만성 골수성 백혈병 세포주 K562가 Bcr-Abl 양성대조군(positive control)로 사용되었고, 인간 급성전골수구성백혈병 세포주 HL60이 Bcr-Abl 음성대조군(negative control)로서 사용되었다. 상기 두 세포주들은 10%소태아혈청 및 1%페니실린/스트렙토마이신이 보충된 RPMI1640 배지에서 37℃ 및 5% CO2 조건하에서 배양되었다. 전체 RNA는 AccuZolTM을 사용하여 K562 및 HL60으로부터 추출되었다. 전체 RNA 추출용액(Bioneer, Korea)은 제조업자의 사용설명서에 따라 제조되었다.Human chronic myelogenous leukemia cell line K562 was used as a positive control for Bcr-Abl and human acute promyelocytic leukemia cell line HL60 was used as a negative control for Bcr-Abl. The two cell lines were cultured in RPMI 1640 medium supplemented with 10% fetal bovine serum and 1% penicillin / streptomycin at 37 ° C and 5% CO 2 . Total RNA was extracted from K562 and HL60 using AccuZol ( TM ). The total RNA extraction solution (Bioneer, Korea) was prepared according to the manufacturer's instructions.

프라이머 설계Primer design

타겟 유전자로 Bcr-Abl 유전자의 검출을 위하여 전방향 및 역방향 프라이머, Abl 유전자의 포획과 증폭을 위한 Abl 전방향 프라이머를 하기와 같이 설계하였다.Abl omni-directional primers for the capture and amplification of forward and reverse primers and Abl genes were designed as follows to detect the Bcr-Abl gene as a target gene.

- 전방향 프라이머: 5'-TGG GTT TCT GAA TGT CAT CGT CCA CTC A-3'(서열번호 1)- omni-directional primer: 5'-TGG GTT TCT GAA TGT CAT CGT CCA CTC A-3 '(SEQ ID NO: 1)

- 역방향 프라이머: 5'-AGT TCC AAC GAG CGG CTT CAC TCA-3'(서열번호 2)- reverse primer: 5'-AGT TCC AAC GAG CGG CTT CAC TCA-3 '(SEQ ID NO: 2)

하이드로겔 미세입자 및 타겟 유전자의 분리를 위해, 아크리다이트(acrydite) 및 제한 효소 EcoRI 사이트(GAATTC: 서열번호 3)를 상기 역방향 프라이머의 5'말단에 추가하였다. For separation of the hydrogel microparticles and the target gene, acrydite and restriction enzyme EcoRI site (GAATTC: SEQ ID NO: 3) were added to the 5 'end of the reverse primer.

Abl의 전방향 프라이머는 5'-AAG CTG GTG GGC TGC AAA TCC AAG-3'(서열번호 4)로 설계하였다.The forward primer of Abl was designed as 5'-AAG CTG GTG GGC TGC AAA TCC AAG-3 '(SEQ ID NO: 4).

상기 Abl의 전방향 프라이머는 스탠다드용 전방향 프라이머이다. 양성대조군인 K562는 일반적인 Abl이 아닌 Bcr과 융합되어 Bcr-Abl gene을 가지고 있고, 음성대조군인 HL60에는 일반적인 Abl을 가지고 있다. 세포를 혼합해서 실시간 PCR을 진행할 때 Ct 값의 스탠다드가 있어야 양성대조군 세포 수가 줄어들면서 나타나는 Ct 값을 서로 비교 가능하다. 따라서 음성대조군인 HL60 세포의 수는 각 실험마다 동일했으므로 아래 실험에서는 HL60에서만 나타나는 Abl 유전자의 발현량(Ct)을 기준으로 잡으며, 이때 사용한 전방향 프라이머가 서열번호 4의 프라이머이고, 역방향 프라미머가 서열번호 2와 같다.The omni-directional primer of Abl is a standard omni-directional primer. The positive control, K562, has a Bcr-Abl gene fused to Bcr rather than normal Abl, and a negative control, HL60, has a common Abl. When real-time PCR is performed by mixing cells, it is possible to compare the Ct values which are obtained by decreasing the number of positive control cells by having a standard of Ct value. Therefore, since the number of HL60 cells as the negative control group was the same for each experiment, the following experiment was carried out based on the expression level (Ct) of the Abl gene which appears only in HL60, the forward primer used in this case is the primer of SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 2.

하이드로겔 미세입자의 제조 Preparation of hydrogel fine particles

하이드로겔 미세입자(PIN 입자) 제조를 위한 프레-폴리머 용액을 UV-광가교성 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트 (PEGDA, Sigma-Aldrich, MW700) 20% v/v, 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG, Sigma-Aldrich, MW600) 40% v/v, 광개시제 2-하이드록시-2-메틸 프로피오페논 (Sigma-Aldrich) 5% v/v 및 3X tris-EDTA 버퍼 (TE, Sigma-Aldrich) 35% v/v와 0.15% Tween-20 (Sigma-Aldrich)를 혼합하여 제조하였다. 상기 PEG600은 역전사 및 PCR 단계에서 용이한 물질 이용을 위하여 하이드로겔 미세입자의 공극율을 증가시키기 위하여 사용하였다. 상기에서 제조된 Bcr-Abl의 아크릴다이트 결합-역방향 프라이머 200 μM가 상기 프레-폴리머 용액의 최종 농도를 20 ?M로 만들기 위하여 추가되었다. 상기 하이드로겔 미세입자들은 제트 시스템(jetting system; Arrayer 2000, Advanced Technology Inc., Korea) 후 1분간 UV 노출(360 nm wavelength, 35 mJ/cm2)하여 상기 프레-폴리머 용액을 PDMS 표면상에 스팟팅(spotting)함으로써 제조하였다. 상기 광가교된 하이드로겔 미세입자들은 가벼운 교반에 의해 PDMS 표면으로부터 방출되며, 0.05% Tween-20를 포함하는 TE 버퍼에 의해 워싱되어 역방향 프라이머, PEGDA 및 PEG와 같은 가교되지 않은 화합물들을 제거하였다. A prepolymer solution for the preparation of hydrogel fine particles (PIN particles) was prepared by mixing 20% v / v of UV-photopolymerizable poly (ethylene glycol) diacrylate (PEGDA, Sigma- Aldrich, MW700), poly (ethylene glycol) (Sigma-Aldrich, Sigma-Aldrich, Sigma-Aldrich), 5% v / v of photoinitiator 2-hydroxy-2-methylpropiophenone v / v and 0.15% Tween-20 (Sigma-Aldrich). The PEG 600 was used to increase the porosity of the hydrogel microparticles for ease of use in the reverse transcription and PCR steps. 200 [mu] M of the acrylate binding-reverse primer of the Bcr-Abl prepared above was added to make the final concentration of the pre-polymer solution 20 [mu] M. The hydrogel microparticles were exposed to UV light (360 nm wavelength, 35 mJ / cm 2 ) for 1 minute after jetting system (Arrayer 2000, Advanced Technology Inc., Korea) Spotting < / RTI > The photo-crosslinked hydrogel microparticles were released from the PDMS surface by mild agitation and were washed by TE buffer containing 0.05% Tween-20 to remove unbridged compounds such as reverse primer, PEGDA and PEG.

[실험예 1] [Experimental Example 1]

본 발명의 일 실시예로서 상기 제조예의 타겟 유전자 검출을 위한 역방향 프라이머가 입자 내부에 고정된 하이드로겔 미세입자들을 이용하여 RT-PCR을 하기의 방법에 따라 실시하였다.As one embodiment of the present invention, the reverse primer for detection of the target gene in the above-mentioned production example was subjected to RT-PCR using the hydrogel fine particles immobilized inside the particle according to the following method.

cDNA 합성 cDNA synthesis

역전사 단계는 RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit (Thermo scientific, USA)를 사용하여 수행하였다. 먼저, 상기 제조예의 하이드로겔 미세입자들을 각각 상기 실시예 1에서 K562 또는 HL60 세포로부터 추출한 1 μg의 전체 RNA와 함께 65℃에서 5분 동안 인큐베이션하고, 얼음으로 식혔다. The reverse transcription step was performed using the RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit (Thermo scientific, USA). First, the hydrogel microparticles of the above preparation example were incubated for 5 minutes at 65 DEG C with 1 mu g of total RNA extracted from K562 or HL60 cells in Example 1, respectively, and then ice-cooled.

그 다음, 상기 입자들 중 일부는 0.15% Tween-20를 포함하는 TE 버퍼(Tris-EDTA-buffer)로 세척하여 비특이적으로 결합된 RNA를 제거하였다. Some of the particles were then washed with TE buffer (Tris-EDTA-buffer) containing 0.15% Tween-20 to remove non-specifically bound RNA.

상기 세척단계 후, 반응 버퍼, dNTP 및 역전사 효소를 넣고 42℃에서 60분간 배양하고, 상기 반응을 5분간 70℃에서 가열 후 종결시켰다. 상기 첫번째로 합성된 cDNA를 수반한 하이드로겔 미세입자들은 다음 실험을 위하여 -20℃에 저장하였다.After the washing step, the reaction buffer, dNTP and reverse transcriptase were added and incubated at 42 ° C for 60 minutes. The reaction was heated at 70 ° C for 5 minutes and then terminated. The hydrogel microparticles with the first synthesized cDNA were stored at -20 ° C for the next experiment.

또한, 비교예로서 종래 기술에 따라 하이드로겔 미세입자를 이용하지 않고 역전사를 실시하였다. 구체적으로, 전체 RNA를 역방향 프라이머(서열번호 2), 반응 버퍼, dNTP와 역전사 효소를 넣고 42℃에서 60분간 배양하고, 상기 반응을 5분간 70℃에서 가열 후 종결시켰다. 상기 합성된 cDNA는 다음 실험을 위하여 -20℃에서 저장하였다.As a comparative example, reverse transfer was performed without using hydrogel fine particles according to the prior art. Specifically, the total RNA was incubated at 42 ° C. for 60 minutes with a reverse primer (SEQ ID NO: 2), reaction buffer, dNTP and reverse transcriptase, and the reaction was heated at 70 ° C. for 5 minutes and then terminated. The synthesized cDNA was stored at -20 DEG C for the next experiment.

PCR PCR

상기 하이드로겔 미세입자들을 이용한 qRT-PCR을 UltraFast LabChip Real-time PCR G2-3 System (Nanobiosys, Seoul, Korea)을 사용하여 수행하였다. 상기 하이드로겔 미세입자들을 사용한 qPCR을 위하여, 8 μL 2X SYBR Green master mix (Nanobiosys, Korea) 및 0.8μL의 10 μM 전방향 프라이머(서열번호 1)를 포함하는 탈이온수를 혼합하여 최종부피가 16 μL가 되도록 준비하였다. QRT-PCR using the above hydrogel microparticles was performed using an UltraFast LabChip Real-time PCR G2-3 System (Nanobiosys, Seoul, Korea). For qPCR using the hydrogel microparticles, deionized water containing 8 μL 2X SYBR Green master mix (Nanobiosys, Korea) and 0.8 μL of 10 μM omni-directional primer (SEQ ID NO: 1) was mixed to give a final volume of 16 μL .

이때 비교예로서 종래 용액 RT-PCR의 경우, 상기 용액에 0.8μL의 10 μM 역방향 프라이머 및 cDNA 주형을 더 첨가하였다. As a comparative example, 0.8 μL of a 10 μM reverse primer and a cDNA template were further added to the solution in the conventional solution RT-PCR.

단일 하이드로겔 미세입자를 PCR 챔버 내에서 포획시키고, 상기 혼합된 용액을 상기 챔버내로 주입하였다. PCR 조건은 95℃에서 8초간 전변성(pre-denaturation) 1사이클(cycle), 95℃에서 3초간 변성(denaturation), 60℃에서 11초간 어닐링(annealing) 및 신장(elongation) 40-50사이클이었다. 각 사이클의 형광 이미지를 캡쳐하고, 소프트웨어를 이용해 상기 형광 강도를 산출하였다. 상기 형광 강도값을 소프트웨어로 정규화하여 선형 그래프로 도시하였다(도 3 및 도 4).Single hydrogel fine particles were trapped in the PCR chamber, and the mixed solution was injected into the chamber. PCR conditions were 95 ° C for 8 seconds, pre-denaturation 1 cycle, denaturation at 95 ° C for 3 seconds, annealing at 60 ° C for 11 seconds, and elongation 40-50 cycles . Fluorescence images of each cycle were captured and the fluorescence intensity was calculated using software. The fluorescence intensity values were normalized by software and plotted as a linear graph (Figs. 3 and 4).

도 3은 전체 RNA 인큐베이션 이후에 시행하는 세척(washing) 과정의 유무에 따른 양성, 음성대조군의 실험결과를 보여주는 그래프이다. 음성대조군(HL60)은 세척과정이 없으면 비특이적 증폭물이 나타나고 세척과정이 있으면 비특이 신호가 나타나지 않는 것을 확인할 수 있다. 양성대조군은 세척과정의 유무에 큰 영향이 없었다.FIG. 3 is a graph showing experimental results of positive and negative control groups with and without washing steps performed after the entire RNA incubation. In the negative control (HL60), nonspecific amplification appears when there is no washing step, and no nonspecific signal appears when washing is performed. The positive control group had no significant influence on the presence or absence of the washing process.

도 4는 본 발명의 일 실시예로서 하이드로겔 미세입자의 제1사슬 DNA 주형 합성후 세척 단계 실시한 경우의 PCR 사이클 진행에 따른 형광이미지를 나타낸 도이다. 세척단계로 인해 비특이적 반응이 억제된 것을 볼 수 있다. FIG. 4 is a graph showing fluorescence images according to the progress of a PCR cycle when hydrogel fine particles are washed after synthesis of a first-stranded DNA template according to an embodiment of the present invention. It can be seen that the nonspecific reaction was suppressed by the washing step.

이는 전체 RNA에서의 비특이적 RNA가 역방향 프라이머에 비특이적으로 결합하여 역전사로 제1사슬 주형이 합성되는 과정 속에서 생기는 비특이적 사슬(strand)이 PCR 과정에서 증폭될 수 있으며, 세척단계를 포함함으로써 비특이적으로 결합된 RNA를 매우 효과적으로 세척하여 타겟 유전자의 선택적 저장성을 개선시킬 수 있음을 의미한다.This is because a non-specific strand generated in the process of synthesis of the first chain template by reverse transcription nonspecifically binds to the non-specific RNA in the total RNA can be amplified in the PCR process, and the non- Lt; RTI ID = 0.0 > RNA < / RTI >

또한, 본 명세서에 기재하지는 않았으나, 본 발명자는 역전사 및 PCR을 위하여는 충분한 양의 역방향 프라이머가 요구되기 때문에, 역방향 프라이머를 다양한 농도(5 μM 내지 50 μM)로 실험하였으며, 상기 프라이머 농도범위 내에서 Ct값은 변동이 없었음을 확인하였다. 따라서, 상기 20 μM의 역방향 프라이머는 역전사 또는 PCR 공정에 충분했다. Further, although not described in the present specification, the present inventors have experimented with reverse primers at various concentrations (5 μM to 50 μM) since a sufficient amount of reverse primers are required for reverse transcription and PCR, Ct values were not changed. Thus, the reverse primer of 20 [mu] M was sufficient for reverse transcription or PCR.

[실험예 2] [Experimental Example 2]

본 발명의 일 실시예로서 상기 제조예의 타겟 유전자 앰플리콘이 담지된 구조체를 제조하기 위하여, 역방향 프라이머가 입자 내부에 고정된 하이드로겔 미세입자들을 이용하여 qRT-PCR을 상기의 [실험예 1]과 동일한 방법에 따라 실시하였다.In order to prepare the construct carrying the target gene amplicon according to the present invention as an example of the present invention, qRT-PCR was performed using the hydrogel fine particles immobilized in the inside of the particle with the reverse primer in the above Experimental Example 1 and The same procedure was followed.

그리고 상기 하이드로겔 미세입자 기반 qRT-PCR(PIN qRT-PCR)에서의 Ct값과 종래 용액 qRT-PCR(solution qRT-PCR)에서의 Ct값을 비교하기 위하여, 종래 용액 qRT-PCR을 상기 하이드로겔 미세입자 기반 qRT-PCR과 동일한 조건에서 실시하였다. 하이드로겔 미세입자의 부피가 20nL이므로, cDNA 용액도 PCR 공정에 동일한 부피로 사용하였다. In order to compare the Ct value in the hydrogel microparticle-based qRT-PCR (PIN qRT-PCR) with the Ct value in the conventional solution qRT-PCR (solution qRT-PCR), the conventional solution qRT- Lt; RTI ID = 0.0 > qRT-PCR. ≪ / RTI > Since the volume of the hydrogel fine particles is 20 nL, the cDNA solution was also used in the same volume for the PCR process.

도 5는 상기 비교예인 종래 용액(solution) qRT-PCR과 본 발명의 일 실시예인 하이드로겔 미세입자(PIN) qRT-PCR의 각 PCR결과를 비교한 도이다.FIG. 5 is a view comparing respective PCR results of the conventional solution qRT-PCR, which is the comparative example, and the hydrogel fine particle (PIN) qRT-PCR, which is one embodiment of the present invention.

양성 샘플(K562)의 종래 용액 qRT-PCR Ct값은 28.10±0.55 (n=4), 하이드로겔 미세입자(PIN) qRT-PCR Ct값은 29.01±0.80 (n=4)로, 용액 qRT-PCR과 하이드로겔 미세입자(PIN) qRT-PCR의 Ct값 차이는 1 미만이었다. 용액 qRT-PCR의 경우 비특이적 신호가 나타난데 반해(Ct value: 32.59±0.37 (n=4)), 하이드로겔 미세입자(PIN) qRT-PCR에서는 비특이적 증폭물로부터의 신호가 검출되지 않았다. 이는 기존 용액 qRT-PCR에서는 비특이적 유전자 증폭이 발생하였으나, 하이드로겔 미세입자 기반의 qRT-PCR 에서는 비특이적 유전자 증폭이 억제되었음을 의미한다. 따라서, 하이드로겔 미세입자(PIN) qRT-PCR은 타겟 유전자의 역전사 및 증폭에 우수한 효율을 나타냄을 알 수 있다. Conventional solution qRT-PCR Ct values of the positive samples (K562) is a 28.10 ± 0.55 (n = 4) , the hydrogel microparticles (PIN) qRT-PCR Ct value of 29.01 ± 0.80 (n = 4) , the solution qRT-PCR And the difference in Ct value between hydrogel fine particle (PIN) qRT-PCR was less than 1. No signal from nonspecific amplification was detected in qRT-PCR in hydrogel microparticles (PIN) qRT-PCR, whereas nonspecific signals were found in solution qRT-PCR (Ct value: 32.59 ± 0.37 ( n = 4)). This implies that non-specific gene amplification occurred in the conventional solution qRT-PCR, but non-specific gene amplification was suppressed in the hydrogel fine particle-based qRT-PCR. Therefore, the hydrogel fine particle (PIN) qRT-PCR shows excellent efficiency in reverse transcription and amplification of the target gene.

또한, 종래 용액기반 qRT-PCR의 또다른 문제점은 프라이머-다이머(primer-dimer)로부터 생성되는 신호들이 신호분석을 방해한다는 것이다. 이에 타겟 유전자의 전방향 및 역방향 프라이머들을 사용한 용액 qRT-PCR 및 하이드로겔 미세입자(PIN) qRT-PCR 시스템 모두에서 NTC(no-template control)로부터의 형광신호를 측정하였다. 구체적으로, 하이드로겔 미세입자(PIN) qRT-PCR 시스템의 경우 상기 미세입자내부에 역방향 프라이머만 고정된 채로 RNA나 DNA가 합성되지 않은 미세입자에 정방향 프라이머만 들어있는 반응 용액을 주입하여 qPCR을 수행하였다. Another problem with conventional solution-based qRT-PCR is that signals generated from primer-dimers interfere with signal analysis. Fluorescence signals from NTC (no-template control) were measured in both solution qRT-PCR and hydrogel fine particle (PIN) qRT-PCR systems using forward and reverse primers of the target gene. Specifically, in the case of a hydrogel fine particle (PIN) qRT-PCR system, a reaction solution containing only a forward primer is injected into fine particles in which RNA or DNA is not synthesized while only the reverse primer is immobilized in the fine particle, Respectively.

그 결과, 도 6에 나타난 바와 같이, 상기 형광은 용액 qRT-PCR에서 급격히 증가한데 반해, 하이드로겔 미세입자(PIN) qRT-PCR에서는 증가하지 않았다. 즉, 형광신호가 나타나지 않았다. 이는 하이드로겔 미세입자 내부에 고정된 프라이머의 경우 프라이머의 무작위 결합 기회가 더 적다는 장점에 의해 프라이머-다이머 형성이 감소되어 비특이적 반응이 억제되었기 때문이다. 이는 본 발명에 따른 하이드로겔 미세입자는 다른 원치않는 증폭물(amplicon)들은 주변용액으로 분산되어 타겟 유전자를 더 높은 순도로 포획하여 담지할 수 있다는데 이점을 가짐을 의미한다. As a result, as shown in Fig. 6, the fluorescence rapidly increased in the solution qRT-PCR, but not in the hydrogel fine particle (PIN) qRT-PCR. That is, no fluorescence signal appeared. This is because, in the case of primers immobilized in the hydrogel microparticles, the primer-dimer formation is reduced due to the advantage that the chance of random binding of the primer is less, and the nonspecific reaction is suppressed. This means that the hydrogel microparticles according to the present invention have an advantage that other unwanted amplicons can be dispersed in the surrounding solution to capture and carry the target gene with higher purity.

[실험예 3] [Experimental Example 3]

유전자의 정확한 분석을 위하여는 순도가 높은 증폭물이 필요하다. 이에 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로겔 미세입자 기반 qRT-PCR의 순도를 확인하기 위하여, 상기 [실험예 1]과 동일한 방법으로 하이드로겔 미세입자 기반 qRT-PCR을 실시하고, 증폭된 타겟 유전자의 분리는 제한효소 EcoRI (서열번호 3; TaKaRa Bio Inc., Japan)를 타겟(Bcr-Abl) 유전자 앞의 특정 사이트를 분리하는데 사용하였다. 증폭된 타겟 유전자를 아가로스겔 상에 가시화하기 위하여, 하이드로겔 미세입자 50개를 증폭을 위해 사용하였다. 타겟 유전자의 증폭 후 하이드로겔 미세입자들을 0.15% Tween-20를 포함하는 TE 버퍼로 3회 세척하여 PCR 시약 및 비-결합된 프라이머들을 제거하였다. 그 다음, EcoRI 처리를 위해 버퍼를 탈이온수로 교체하고 효소 분해를 37℃에서 2시간 동안 실시하였다. 증폭된 유전자는 3%아가로스겔에서 전기영동을 사용하여 검출되었다.High purity amplification is required for accurate analysis of genes. In order to confirm the purity of the hydrogel fine particle-based qRT-PCR according to an embodiment of the present invention, hydrogel fine particle-based qRT-PCR was performed in the same manner as in [Experimental Example 1] Was isolated by using restriction enzyme EcoRI (SEQ ID NO: 3; TaKaRa Bio Inc., Japan) to isolate a specific site in front of the target (Bcr-Abl) gene. In order to visualize the amplified target gene on the agarose gel, 50 hydrogel fine particles were used for amplification. After amplification of the target gene, the hydrogel microparticles were washed three times with TE buffer containing 0.15% Tween-20 to remove PCR reagents and non-conjugated primers. The buffer was then replaced with deionized water for the EcoRI treatment and enzyme digestion was performed at 37 ° C for 2 hours. The amplified gene was detected using 3% agarose gel electrophoresis.

PCR 후, 하이드로겔 미세입자들이 수집되고 증폭된 Bcr-Abl 유전자들은 EcoRI에 의해 하이드로겔 미세입자로부터 방출되었으며, 상기 방출된 유전자들은 겔 전기영동 및 유전자 시퀀싱에 의해 분석하였다.After PCR, hydrogel microparticles were collected and the amplified Bcr-Abl genes were released from the hydrogel microparticles by EcoRI, and the released genes were analyzed by gel electrophoresis and gene sequencing.

비교예로서 상기 [실험예 2]와 동일한 용액기반 qRT-PCR의 증폭물로도 겔 전기영동을 수행하였다. As a comparative example, gel electrophoresis was also performed using the same solution-based qRT-PCR amplification as in [Experimental Example 2].

그 결과, 도 7에 나타난 바와 같이 용액 qRT-PCR의 경우 아가로스 겔 상에 타겟 증폭물뿐만 아니라 양성(K562) 및 음성(HL60) 샘플들 모두로부터 비특이적 증폭물도 함께 나타났다. 반면, 하이드로겔 미세입자 qRT-PCR의 경우 오직 양성 샘플로부터의 타겟 엠플리콘(Bcr-Abl)만이 명확히 나타나고, 음성 샘플로부터의 다른 비특이적 증폭산물은 관찰되지 않았다. 이 결과는 하이드로겔 미세입자가 타겟 mRNA의 증폭물을 높은 순도로 포획하여 담지하고 있어, 이를 정확한 분석에 이용할 수 있음을 의미한다. As a result, as shown in Fig. 7, non-specific amplifications from both positive (K562) and negative (HL60) samples as well as the target amplification appeared on the agarose gel in the case of solution qRT-PCR. On the other hand, in the case of hydrogel microparticle qRT-PCR, only the target amplicon (Bcr-Abl) from the positive sample was apparent, and no other nonspecific amplification product from the negative sample was observed. This result implies that the hydrogel microparticles capture and carry the amplified product of the target mRNA with high purity and can use it for accurate analysis.

[실험예 4][Experimental Example 4]

상기 [실험예 1]과 동일한 방법으로 하이드로겔 미세입자 기반 qRT-PCR을 실시하고, RT-PCR 반응이 종결된 입자에 EcoR1 제한효소(서열번호 3)와 반응버퍼를 넣어준 후 37℃에서 2시간 동안 반응을 진행하였다. 반응이 종결된 후 입자를 제외한 상층액을 추출한 다음, 분리된 핵산과 전방향 프라이머(서열번호 1)을 이용하여 생거 시퀀싱(Sanger sequencing)을 이용해 시퀀싱하였다. 그 결과 도 8에 나타난 바와 같이 시퀀싱 데이터와 타겟 앰플리콘의 시퀀스가 일치되는 것을 확인 할 수 있다. 이는 기존에 PCR 반응 종결 후 전기영동을 통해 표적 유전자를 정제 및 분리해서 시퀀싱하던 과정 필요 없이, 제한 효소 처리만으로 시퀀싱을 할 수 있음을 의미한다.The hydrogel microparticle-based qRT-PCR was performed in the same manner as in [Experimental Example 1], and the EcoR1 restriction enzyme (SEQ ID NO: 3) and the reaction buffer were added to the particles after completion of the RT-PCR reaction. The reaction was carried out for a period of time. After the reaction was completed, the supernatant except the particles was extracted and sequenced using Sanger sequencing using the separated nucleic acid and omni-directional primer (SEQ ID NO: 1). As a result, it can be confirmed that the sequence of the sequencer data matches the sequence of the target amplicon as shown in FIG. This means that sequencing can be performed only by restriction enzyme treatment without the need for sequencing of the target gene by purifying and separating the target gene through electrophoresis after completion of the PCR reaction.

<110> Korea Institute of Science and Technology <120> Matrix comprising cDNA or amplicons and a carrier thereof <130> 16P109/IND <160> 4 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Abl Forward primer <400> 1 tgggtttctg aatgtcatcg tccactca 28 <210> 2 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Abl Reverse primer <400> 2 agttccaacg agcggcttca ctca 24 <210> 3 <211> 6 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Restriction enzyme EcoRI site <400> 3 gaattc 6 <210> 4 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Abl Standard Forward primer <400> 4 aagctggtgg gctgcaaatc caag 24 <110> Korea Institute of Science and Technology <120> Matrix comprising cDNA or amplicons and a carrier thereof <130> 16P109 / IND <160> 4 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Abl Forward primer <400> 1 tgggtttctg aatgtcatcg tccactca 28 <210> 2 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Abl Reverse primer <400> 2 agttccaacg agcggcttca ctca 24 <210> 3 <211> 6 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Restriction enzyme EcoRI site <400> 3 gaattc 6 <210> 4 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Abl Standard Forward primer <400> 4 aagctggtgg gctgcaaatc caag 24

Claims (12)

표적 폴리뉴클레오티드의 복제물인 cDNA(complementary DNA) 또는 증폭물인 앰플리콘(amplicon); 및 상기 cDNA 또는 앰플리콘을 담지한 담체(carrier)를 포함하고,
상기 담체는 상기 표적 폴리뉴클레오티드의 전방향 프라이머(forward primer) 및 역방향 프라이머(reverse primer) 중 하나 이상의 프라이머가 고정된 하이드로겔 미세입자이며, 상기 cDNA 또는 앰플리콘은 상기 하나 이상의 프라이머와 결합한 것인, 구조체.
CDNA (complementary DNA), which is a copy of the target polynucleotide, or amplicon, which is an amplification product; And a carrier carrying the cDNA or the amplicon,
Wherein the carrier is a hydrogel microparticle to which at least one of a forward primer and a reverse primer of the target polynucleotide is immobilized and the cDNA or the amplicon is combined with the at least one primer. Structure.
제1항에 있어서, 상기 프라이머는 제한효소를 더 포함하고,
상기 제한효소는 cDNA 또는 앰플리콘을 하이드로겔 미세입자로부터 분리하기 위한 것인, 구조체.
2. The method of claim 1, wherein the primer further comprises a restriction enzyme,
Wherein the restriction enzyme is for separating the cDNA or the amplicon from the hydrogel microparticles.
제1항에 있어서, 상기 프라이머는 염기서열 5'말단에 하이드로겔 미세입자 고정화 작용기를 더 포함하는, 구조체.The construct of claim 1, wherein the primer further comprises a hydrogel fine particle immobilization functional group at the 5 'end of the nucleotide sequence. 제1항에 있어서, 상기 하이드로겔 미세입자는 다공성(porous)인, 구조체.The structure according to claim 1, wherein the hydrogel fine particles are porous. 제4항에 있어서, 상기 프라이머는 하이드로겔 미세입자의 공극 내부에 고정된 것인, 구조체.5. The construct of claim 4, wherein the primer is immobilized within the pores of the hydrogel microparticles. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 구조체를 제조하는 방법으로,
표적 폴리뉴클레오티드의 전방향 프라이머(forward primer) 및 역방향 프라이머(reverse primer) 중 하나 이상의 프라이머가 내부에 고정된 하이드로겔 미세입자에 표적 폴리뉴클레오티드의 RNA 또는 DNA 샘플을 넣고 인큐베이션(incubation)하여 상기 프라이머와 표적 폴리뉴클레오티드인 RNA 또는 DNA 유전자를 선택적으로 결합시키는 단계; 및
상기 인큐베이션된 프라이머와 상기 RNA 또는 DNA 유전자를 역전사(reverse transcription)시켜 제1사슬 cDNA 또는 DNA 주형(first strand cDNA/DNA template)을 합성하는 단계를 포함하는, 방법.
6. A method for producing a structure according to any one of claims 1 to 5,
An RNA or DNA sample of the target polynucleotide is put into hydrogel fine particles having one or more of a forward primer and a reverse primer of a target polynucleotide immobilized thereon and incubated, Selectively binding an RNA or DNA gene that is a target polynucleotide; And
And reverse transcribing said RNA or DNA gene with said incubated primer to synthesize a first strand cDNA or DNA template (first strand cDNA / DNA template).
제6항에 있어서, 상기 합성된 제1사슬 cDNA 또는 DNA 주형을 포함하는 하이드로겔 미세입자를 PCR 용액에 넣고 PCR(polymerase chain reaction)을 통해 표적 폴리뉴클레오티드를 증폭하는 단계를 더 포함하는, 방법.7. The method according to claim 6, further comprising the step of putting the hydrogel fine particles containing the synthesized first chain cDNA or DNA template into a PCR solution and amplifying the target polynucleotide through PCR (polymerase chain reaction). 제6항에 있어서, 상기 방법은 인큐베이션된 하이드로겔 미세입자의 역전사 전에 비특이적으로 결합된 RNA 또는 DNA를 제거하는 세척단계를 더 포함하는, 방법.7. The method of claim 6, wherein the method further comprises a washing step to remove nonspecifically bound RNA or DNA prior to reverse transcription of the incubated hydrogel microparticles. 제6항에 있어서, 상기 방법은 PCR 이후 증폭된 표적 폴리뉴클레오티드를 분리하는 단계를 더 포함하는, 방법.7. The method of claim 6, wherein the method further comprises separating the amplified target polynucleotide after PCR. 제6항에 있어서, 상기 방법은 역전사 이후 합성된 표적 폴리뉴클레오티드의 cDNA를 분리하는 단계를 더 포함하는, 방법.7. The method of claim 6, wherein the method further comprises separating the cDNA of the synthesized target polynucleotide after reverse transcription. 제9항에 있어서, 상기 증폭된 표적 폴리뉴클레오티드를 분리하는 단계는 염기성 촉매를 사용하여 상기 하이드로겔 미세입자로부터 상기 증폭된 표적 폴리뉴클레오티드를 분리시키는 단계를 포함하는, 방법.10. The method of claim 9, wherein separating the amplified target polynucleotide comprises separating the amplified target polynucleotide from the hydrogel microparticle using a basic catalyst. 제6항에 있어서, 상기 표적 폴리뉴클레오티드의 RNA 또는 DNA 샘플은 세포 용해물(cell lysate)을 포함하는, 방법.7. The method of claim 6, wherein the RNA or DNA sample of the target polynucleotide comprises a cell lysate.
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