KR20200129600A - Pepetide nucleic acid probe for genotyping Helicobacter pylori and Method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori) 유전형 판별용 PNA 프로브 및 이를 이용한 헬리코박터 파일로리 유전형 판별방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 서열번호 13 내지 22에서 선택되는 하나의 PNA 프로브 및 서열번호 1 내지 10에서 선택되는 한 쌍의 프라이머를 이용하여 헬리코박터 파일로리 유전자를 증폭하고, PNA 프로브의 혼성화를 통해 헬리코박터 파일로리 유전형을 판별하는 방법에 관한 것이다.The invention Helicobacter pylori (Helicobacter pylori) relates to a Helicobacter pylori genotype determination method using PNA probes, and this for genotype determination, more specifically, selected from a PNA probe and SEQ ID NO: 1 to 10 selected from SEQ ID NO: 13 to 22 The present invention relates to a method of amplifying a Helicobacter pylori gene using a pair of primers and determining a Helicobacter pylori genotype through hybridization of a PNA probe.
핵산유사물질인 PNA (Peptide Nucleic Acid, 펩티드핵산)는 전기적으로 중성의 특성을 가지고 있어 DNA보다 타겟 DNA에 대한 인식능력 및 결합 능력이 뛰어나며, 이로 인해 DNA보다 비교적 짧은 길이로도 강한 결합을 유도할 수 있다. 또한 다양한 modification이 가능하여 원하는 Tm값을 결정할 수 있으며, 하나의 SNP에 하나의 프로브가 요구되는 TaqMan DNA 프로브와 달리 하나의 PNA 프로브로 용해곡선 분석을 통해 표적핵산의 염기변이를 온도 차이로 쉽게 구별할 수 있어 유전형 분석에 용이하다. PNA (Peptide Nucleic Acid), a nucleic acid-like substance, is electrically neutral, so it has superior recognition and binding ability to target DNA than DNA, and thus, it can induce strong binding even with a shorter length than DNA. I can. In addition, various modifications are possible to determine the desired Tm value, and unlike TaqMan DNA probes, which require one probe for one SNP, the base mutation of the target nucleic acid is easily distinguished by temperature difference through dissolution curve analysis with one PNA probe. It is easy to do genotyping.
헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori)는 사람의 위 점막에 서식하는 그람 음성 박테리아로, 상피세포를 손상시키고 염증을 유발하여 만성위염, 위궤양, 십이지장 궤양, 위 변연부 B세포 림프종과 위암 등 소화기질환을 유발한다. 헬리코박터 파일로리가 위암 발생에 미치는 영향을 분석한 메타분석에서는 헬리코박터 파일로리 양성군이 음성군에 비해 위암 발생의 상대적 위험도가 3배, 국내에서는 1.7-5.3배 높은 결과를 보였으며, 헬리코박터 파일로리 재감염률은 서구에서 연간 0.5-2.5% 정도인 반면, 아시아의 경우에는 4.3-13.0%로 높은 편으로, 국내의 경우 2.9-9.1%의 재감염률을 보였다. 한국의 위암 발생률은 여전히 세계 최고 수준이며, 헬리코박터 파일로리 감염률 또한 다른 선진국에 비해 높아 질병의 위험도가 크다. 뿐만 아니라 헬리코박터 파일로리는 소화기 질환 외에도 당뇨, 고혈압, 녹내장, 빈혈 등 혈액질환, 면역질환과 대사, 피부질환등과도 연관성이 있는 것으로 알려져 있다(Siddique O et al., Am J Med. Vol. 15, pp.30013-5, 2017).Helicobacter pylori is a Gram-negative bacterium that inhabits human gastric mucosa, damages epithelial cells and induces inflammation, causing digestive diseases such as chronic gastritis, gastric ulcer, duodenal ulcer, gastric marginal B-cell lymphoma and gastric cancer. In a meta-analysis that analyzed the effect of Helicobacter pylori on gastric cancer incidence, the relative risk of gastric cancer in the Helicobacter pylori-positive group was 3 times higher than that of the negative group, and 1.7-5.3 times higher in Korea, and the reinfection rate of Helicobacter pylori was found in Western Europe. It is about 0.5-2.5% per year, whereas in Asia it is high at 4.3-13.0%, and in Korea it has a reinfection rate of 2.9-9.1%. The incidence of gastric cancer in Korea is still the highest in the world, and the infection rate of Helicobacter pylori is also higher than in other developed countries, so the risk of disease is high. In addition to digestive diseases, Helicobacter pylori is known to be associated with blood diseases such as diabetes, hypertension, glaucoma, and anemia, immune diseases and metabolism, and skin diseases (Siddique O et al., Am J Med. Vol. 15, pp. .30013-5, 2017).
헬리코박터 파일로리 진단은 다양한 방법을 통해 가능한데, 위 점막 조직의 염색 혹은 배양을 통한 균 유무 확인, 균에 의해 생성된 요소분해효소를 이용한 급속요소분해효소검사와 요소호기검사, 대변을 이용한 항원검사, 혈청 항체검사, 중합효소연쇄반응 (Polymerase chain reaction, PCR)법 등이 사용되고 있다(Khadanoi F et al., Helicobacter, Vol. 22, Issue. 6, e12444, 2017). Diagnosis of Helicobacter pylori is possible through a variety of methods.Checking the presence or absence of bacteria through staining or culturing the gastric mucosa, rapid urease test and urea breath test using urease produced by bacteria, antigen test using feces, serum Antibody tests and polymerase chain reaction (PCR) methods have been used (Khadanoi F et al., Helicobacter, Vol. 22, Issue. 6, e12444, 2017).
헬리코박터 파일로리 검사는 균 검출 뿐 아니라 항생제 내성 검사가 요구되는데, 특히 헬리코박터 파일로리의 제균 치료에 주로 사용되는 항생제인 클라리스로마이신(clarithromycin)의 내성 발생이 치료 실패의 주요 원인으로 꼽히고 있다. 클라리스로마이신 내성은 헬리코박터 파일로리의 23S rRNA 유전자내 염기서열의 변이와 관련 있는 것으로 알려져 있으며, 그 중에서도 A2142G와 A2143G 변이가 가장 흔하고 클라리스로마이신에 높은 내성률을 보여 환자의 제균률을 크게 떨어트렸다. 미국과 유럽, 아시아의 선진국에서는 이미 클라리스로마이신에 20% 이상의 높은 내성률을 보이는 지역이 많은 것으로 보고되었으며, 우리나라에서도 꾸준한 증가세를 보이고 있어 치료 전 클라리스로마이신 내성 유발변이를 확인하는 것이 더욱 중요해지고 있다. The Helicobacter pylori test requires not only the detection of bacteria, but also an antibiotic resistance test.In particular, the development of resistance to clarithromycin, an antibiotic mainly used for the antibacterial treatment of Helicobacter pylori, is considered as a major cause of treatment failure. Clarithromycin resistance is known to be related to mutations in the nucleotide sequence in the 23S rRNA gene of Helicobacter pylori, and among them, A2142G and A2143G mutations are the most common and show a high resistance rate to clarithromycin, which greatly reduced the eradication rate of patients. In developed countries in the United States, Europe, and Asia, it has been reported that there are already many regions with a high tolerance rate of more than 20% to clarithromycin, and it is also showing a steady increase in Korea, so it is becoming more important to check the mutations causing clarithromycin resistance before treatment. .
현재 클라리스로마이신 내성 진단은 배양검사와 PCR 검사법이 이용되고 있으나, 배양검사는 정확성은 높으나 배양조건이 까다롭고 결과 확인까지 장시간이 소요된다는 점, PCR 검사는 반응 후 추가 조작에 따른 오염의 가능성이 존재한다는 한계를 가지고 있는 실정이다. Currently, the culture test and PCR test are used for the diagnosis of clarithromycin resistance, but the culture test is highly accurate, but the culture conditions are difficult and it takes a long time to confirm the result.The PCR test has the possibility of contamination due to further manipulation after the reaction. It is a situation that has a limit of existence.
한편 일본특허 제2011-062143호에는 헬리코박터 파일로리의 23S rRNA 유전자를 증폭하고, 검출용 프로브를 이용하여 파일로리균이 클라리스트로마이신 내성인지 유무를 판단할 수 있는 방법이 기재되어 있으나, 검출하고자 하는 변이마다 프로브를 달리 사용해야 하는 단점이 있다.On the other hand, Japanese Patent No. 2011-062143 describes a method for amplifying the 23S rRNA gene of Helicobacter pylori and determining whether or not pylori is resistant to clarythromycin using a detection probe, but the mutation to be detected There is a disadvantage in that each probe must be used differently.
PNA를 프로브로 이용한 real-time PCR 검사법은 염기의 결손, 삽입, 그리고 단일염기변이 등 다양한 형태의 돌연변이 검출에 사용되고 있으며, 이는 PNA가 지닌 생물학적 안정성과 타겟 DNA에 대한 탁월한 인식 능력과 결합력이 바탕이 되며, 특히 PNA 프로브를 이용한 융해곡선 분석법은 염기의 변이여부를 Tm값 차이를 통해 쉽게 확인이 가능하다는 장점이 있다. The real-time PCR test method using PNA as a probe is used to detect various types of mutations such as base deletion, insertion, and single base mutation. This is based on the biological stability of PNA and its excellent recognition ability and binding power for target DNA. In particular, the melting curve analysis method using a PNA probe has the advantage that it is possible to easily determine whether a base is mutated through a difference in Tm value.
이에 본 발명자들은 신속하고 정확성이 높은 헬리코박터 파일로리의 유전형 판별방법을 개발하기 위하여 예의 노력한 결과, 시료에서 헬리코박터 파일로리의 23s rRNA 유전자를 프라이머로 증폭한 다음, 유전자 변이 특이적 프로브로 혼성화 하여 융해 곡선을 분석할 경우, 신속하고 정확하게 헬리코박터 파일로리의 유전형을 판별할 수 있다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors made diligent efforts to develop a method for determining the genotype of Helicobacter pylori with high speed and accuracy. As a result, the 23s rRNA gene of Helicobacter pylori was amplified with a primer, and then hybridized with a gene mutation-specific probe to analyze the melting curve. If so, it was confirmed that the genotype of Helicobacter pylori can be quickly and accurately determined, and the present invention was completed.
본 발명의 목적은 헬리코박터 파일로리 유전형을 판별할 수 있는 프로브 및 프라이머 쌍을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a probe and primer pair capable of discriminating the genotype of Helicobacter pylori.
본 발명의 다른 목적은 상기 프로브 및 프라이머 쌍을 이용한 헬리코박터 파일로리 유전형 판별방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a Helicobacter pylori genotyping method using the probe and primer pair.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 서열번호 13 내지 서열번호 22로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 서열을 포함하는 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori) 유전형 판별용 PNA 프로브를 제공한다.To achieve the above object, the present invention provides a Helicobacter pylori (Helicobacter pylori) genotype determination PNA probe containing any one of the sequences selected from the group consisting of SEQ ID NO: 13 to SEQ ID NO: 22.
본 발명은 또한, 정방향 프라이머로 서열번호 1, 역방향 프라이머로 서열번호 3의 염기서열; 정방향 프라이머로 서열번호 2, 역방향 프라이머로 서열번호 3의 염기서열; 정방향 프라이머로 서열번호 4, 역방향 프라이머로 서열번호 5의 염기서열; 정방향 프라이머로 서열번호 4, 역방향 프라이머로 서열번호 6의 염기서열; 및 정방향 프라이머로 서열번호 7, 역방향 프라이머로 서열번호 8의 염기서열; 및 정방향 프라이머로 서열번호 9, 역방향 프라이머로 서열번호 10의 염기서열로 구성된 군에서 선택되는 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori) 유전자 증폭용 프라이머 쌍(primer pair)을 제공한다.The present invention also includes a base sequence of SEQ ID NO: 1 as a forward primer and SEQ ID NO: 3 as a reverse primer; The base sequence of SEQ ID NO: 2 as a forward primer and SEQ ID NO: 3 as a reverse primer; The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 as a forward primer and SEQ ID NO: 5 as a reverse primer; The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 as a forward primer and SEQ ID NO: 6 as a reverse primer; And a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7, as a forward primer, and SEQ ID NO: 8 as a reverse primer; And it provides a Helicobacter pylori ( Helicobacter pylori ) gene amplification primer pair selected from the group consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9 as a forward primer and SEQ ID NO: 10 as a reverse primer.
본 발명은 또한, 상기 PNA 프로브 및 프라이머 쌍을 포함하는 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori)유전형 판별용 조성물 및 이를 포함하는 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori)유전형 판별용 키트를 제공한다.The present invention also provides said PNA probe and primer pair Helicobacter pylori (Helicobacter pylori) genotype to determine the composition and Helicobacter pylori (Helicobacter pylori) genotype determination kit for containing the same comprising a.
본 발명은 또한, a) 검체 시료로부터 gDNA를 추출하는 단계; b) 상기 프라이머 쌍을 이용하여 헬리코박터 파일로리 23s rRNA 유전자를 증폭시키고, 상기 증폭산물을 상기 PNA 프로브와 혼성화시키는 단계; 및 c) 상기 b)단계에서 혼성화된 반응물의 융해곡선을 분석하여 상기 유전자의 유전형을 판별하는 단계;를 포함하는 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori) 유전형 판별방법을 제공한다.The present invention also includes the steps of: a) extracting gDNA from the specimen; b) amplifying the Helicobacter pylori 23s rRNA gene using the primer pair, and hybridizing the amplified product with the PNA probe; And c) analyzing the melting curve of the reactant hybridized in step b) to determine the genotype of the gene. It provides a method for determining a genotype of Helicobacter pylori comprising.
본 발명에 따른 PNA 프로브는 통해 Tm값에 차이를 보이지 않았던 두 돌연변이간의 Tm값 차이를 뚜렷하게 함으로서 확인이 어렵거나 혹은 검증이 어려웠던 돌연변이의 존재 유무를 확인하고 판별할 수 있으며, 더불어 두 돌연변이가 연속해서 존재할 경우 Tm값의 구별이 어려웠던 헬리코박터 파일로리의 클라리스로마이신 내성 유발 점돌연변이들의 진단이 가능하게 함으로서 기존에 각각 진행되었던 헬리코박터 파일로리 검출검사와 클라리스로마이신 내성검사를 빠른 시간내에 고민감도와 높은 정확성을 가지고 동시 분석이 가능하게 함으로서 적합한 제균 치료법을 빠르게 적용 할 수 있다. The PNA probe according to the present invention can confirm and discriminate the presence or absence of a mutation that is difficult to confirm or has been difficult to verify by clearing the difference in Tm value between two mutations that did not show a difference in Tm value. If present, it is possible to diagnose the point mutations causing clarithromycin resistance of Helicobacter pylori, which was difficult to distinguish between Tm values, so that the previously performed Helicobacter pylori detection test and clarithromycin resistance test, respectively, have high sensitivity and high accuracy in a short time. By enabling simultaneous analysis, suitable antibacterial therapy can be applied quickly.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리코박터 파일로리 야생형, A2142G 및 A2143G 돌연변이, 그리고 내부대조물질을 모사한 표적물질 (서열번호 24 내지 27)의 벡터 맵 및 서열을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시간 PCR (real-time PCR) 반응조건을 나타낸 모식도이다.
도 3은 세 개의 표적물질(서열번호 24 내지 26)을 주형으로하여 서열번호 1 과 3의 프라이머 및 서열번호 13 내지 14 중 선택되는 하나의 프로브 조합에 의한 분석 결과이다.
도 4는 세 개의 표적물질(서열번호 24 내지 26)을 주형으로하여 서열번호 2와 3의 프라이머 및 서열번호 15의 프로브 조합에 의한 분석 결과이다.
도 5는 세 개의 표적물질(서열번호 24 내지 26)을 주형으로하여 서열번호 4 내지 10에서 선택되는 하나의 프라이머쌍 및 서열번호 16 내지 22에서 선택되는 하나의 프로브 조합에 의한 분석 결과이다.
도 6은 세 개의 표적물질(서열번호 24 내지 26)을 주형으로하여 서열번호 9와 10의 프라이머 및 서열번호 22의 프로브 조합에 의한 분석 결과이다.
도 7은 PNA 프로브를 사용하여 헬리코박터 파일로리의 야생형 및 점돌연변이를 높은 민감도로 분석하는 방법에 대한 모식도이다.
도 8은 헬리코박터 파일로리 키트의 검출결과를 나타낸 것으로, A는 야생형 검출결과; B는 점돌연변이 A2142G 검출결과; C는 점돌연변이 A2143G 검출결과; D는 야생형과 A2142G 동시검출결과; E는 야생형과 A2143G 동시검출결과; 및 F는 헬리코박터 파일로리균 미검출결과를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리코박터 파일로리 진단 키트의 특이도를 교차반응확인을 테스트한 결과이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리코박터 파일로리 진단 키트의 최소 검출 한계(Limit of Detection, LOD)를 확인한 결과이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리코박터 파일로리 진단 키트의 성능을 임상검체 1 내지 4에서 확인한 결과이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리코박터 파일로리 진단 키트의 성능을 임상검체 5 내지 7에서 확인한 결과이다.FIG. 1 shows a vector map and sequence of a target substance (SEQ ID NOs: 24 to 27) simulating a Helicobacter pylori wild type, A2142G and A2143G mutations, and internal controls according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing real-time PCR reaction conditions according to the present invention.
3 is an analysis result by a combination of three target substances (SEQ ID NOs: 24 to 26) as a template, primers of SEQ ID NOs: 1 and 3 and one probe selected from SEQ ID NOs: 13 to 14.
4 is an analysis result of the combination of the primers of SEQ ID NOs: 2 and 3 and the probe of SEQ ID NO: 15 using three target substances (SEQ ID NOs: 24 to 26) as a template.
5 is an analysis result of one primer pair selected from SEQ ID NOs: 4 to 10 and one probe combination selected from SEQ ID NOs: 16 to 22 using three target substances (SEQ ID NOs: 24 to 26) as templates.
6 is an analysis result of the combination of primers of SEQ ID NOs: 9 and 10 and probes of SEQ ID NO: 22 using three target substances (SEQ ID NOs: 24 to 26) as a template.
7 is a schematic diagram of a method of analyzing wild-type and point mutations of Helicobacter pylori with high sensitivity using a PNA probe.
8 shows the detection result of the Helicobacter pylori kit, where A is the wild type detection result; B is the detection result of point mutation A2142G; C is the point mutation A2143G detection result; D is the result of simultaneous detection of wild type and A2142G; E is the result of simultaneous detection of wild type and A2143G; And F shows the result of not detecting Helicobacter pylori.
9 is a test result of cross-reaction confirmation of the specificity of the Helicobacter pylori diagnostic kit according to an embodiment of the present invention.
10 is a result of confirming the Limit of Detection (LOD) of the Helicobacter pylori diagnostic kit according to an embodiment of the present invention.
11 is a result of confirming the performance of the Helicobacter pylori diagnostic kit according to an embodiment of the present invention in
12 is a result of confirming the performance of the Helicobacter pylori diagnostic kit according to an embodiment of the present invention in
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다. Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used in this specification have the same meaning as commonly understood by an expert skilled in the art to which the present invention belongs. In general, the nomenclature used in this specification is well known and commonly used in the art.
본 발명의 용어 "프로브"란, 유전자 또는 mRNA와 특이적 결합을 이룰 수 있는 짧게는 수 염기 내지 길게는 수백 염기에 해당하는 RNA 또는 DNA 등의 핵산 단편을 의미하는데, 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide) 프로브, 단쇄 DNA(single stranded DNA) 프로브, 이중쇄 DNA(double stranded DNA) 프로브, RNA 프로브 등의 형태로 제작될 수 있고, 보다 용이하게 검출하기 위하여 라벨링 될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.The term "probe" of the present invention refers to a nucleic acid fragment such as RNA or DNA corresponding to a short number of bases to hundreds of bases capable of specific binding to a gene or mRNA, and an oligonucleotide probe, It may be produced in the form of a single stranded DNA (single stranded DNA) probe, a double stranded DNA (double stranded DNA) probe, an RNA probe, or the like, and may be labeled for easier detection, but is not particularly limited thereto.
본 발명의 용어 "혼성화"는 상보적인 단일가닥 핵산들이 이중-가닥 핵산을 형성하는 것을 의미한다. 혼성화는 2개의 핵산 가닥 간의 상보성이 완전할 경우(perfect match) 일어나거나 또는 일부 부정합(mismatch) 염기가 존재하여도 일어날 수 있다. 혼성화에 필요한 상보성의 정도는 혼성화 조건에 따라 달라질 수 있으며, 특히 온도에 의하여 조절될 수 있다.The term "hybridization" of the present invention means that complementary single-stranded nucleic acids form double-stranded nucleic acids. Hybridization can occur when the complementarity between the two nucleic acid strands is perfect match or even in the presence of some mismatch bases. The degree of complementarity required for hybridization may vary according to hybridization conditions, and in particular, may be controlled by temperature.
본 발명에서 표적핵산은 검출하고자 하는 핵산서열을 의미하며, 혼성화, 어닐링 또는 증폭 조건 하에서 프라이머 또는 프로브와 어닐링 또는 혼성화된다.In the present invention, a target nucleic acid refers to a nucleic acid sequence to be detected, and is annealed or hybridized with a primer or probe under hybridization, annealing or amplification conditions.
본 발명에서는 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori) 유전형 판별을 위한 빠르고 정확한 방법을 개발하고자 하였다.In the present invention, it was intended to develop a fast and accurate method for genotyping of Helicobacter pylori .
본 발명에서는 헬리코박터 파일로리 항생제 내성과 관련이 깊다고 알려진 23s rRNA 유전자의 유전형을 PNA 프로브로 검출할 경우, 복잡한 과정을 거치지 않고 융해곡선의 분석만으로 유전형을 판별할 수 있음을 확인하고자 하였다.In the present invention, when the genotype of the 23s rRNA gene, which is known to be deeply related to antibiotic resistance of Helicobacter pylori, is detected with a PNA probe, it was to be confirmed that the genotype can be determined only by analyzing the melting curve without going through a complicated process.
즉, 본 발명의 일 실시예에서는 헬리코박터 파일로리 23s rRNA 유전자의 야생형, A2142G 및 A2143G SNP에 각각 특이적으로 결합하는 PNA 프로브를 설계하고, 이를 이용하여 융해곡선을 분석할 경우, 추가적인 분석 작업 없이 융해 곡선의 분석만으로 상기 유전자의 유전형을 판별할 수 있다는 것을 확인하였다(도 5).That is, in an embodiment of the present invention, when designing a PNA probe that specifically binds each of the wild-type, A2142G and A2143G SNPs of the Helicobacter pylori 23s rRNA gene, and analyzing the melting curve using this, the melting curve without additional analysis work It was confirmed that the genotype of the gene can be determined only by the analysis of (Fig. 5).
따라서 본 발명은 서열번호 13 내지 서열번호 22에서 선택된 어느 하나의 서열을 포함하는 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori) 유전형 판별용 PNA 프로브에 관한 것이다.Therefore, the present invention relates to a PNA probe for genotyping of Helicobacter pylori comprising any one sequence selected from SEQ ID NO: 13 to SEQ ID NO: 22.
PNA(Peptide Nucleic Acid)는 LNA(Locked nucleic acid), MNA(Mopholino nucleic acid)처럼 유전자 인식 물질의 하나로, 인공적으로 합성하며 기본 골격이 폴리아미드(polyamide)로 구성되어 있다. PNA는 친화도(affinity)와 선택성 (selectivity)이 매우 우수하며, 핵산분해효소에 대한 안정성이 높아 현존하는 제한효소(restriction enzyme)로 분해되지 않는다. 또한 열/화학적으로 물성 및 안정성이 높아 보관이 용이하고 쉽게 분해되지 않는 장점이 있다. 또한 DNA-DNA 결합력 보다 PNA-DNA 결합력이 매우 우수하여 1개의 핵산 불일치(nucleotide mismatch)에도 10~15℃ 가량 융해온도(Tm) 차이가 난다. 이러한 결합력의 차이를 이용하여 SNP(single nucleotide polymorphism) 및 InDel(insertion/deletion) 핵산 변화를 검출할 수 있게 된다.PNA (Peptide Nucleic Acid) is one of the gene recognition substances, such as LNA (Locked Nucleic Acid) and MNA (Mopholino nucleic acid), artificially synthesized and the basic skeleton is composed of polyamide. PNA has excellent affinity and selectivity, and has high stability against nucleases, so it is not degraded by the existing restriction enzymes. In addition, it has the advantage of easy storage and not easily decomposed due to its high thermal/chemical properties and stability. In addition, the PNA-DNA binding power is very superior to the DNA-DNA binding power, and the melting temperature (Tm) differs by about 10 to 15°C even for one nucleotide mismatch. Using this difference in binding force, it is possible to detect changes in single nucleotide polymorphism (SNP) and insertion/deletion (InDel) nucleic acids.
PNA 프로브의 핵산과 이에 상보적으로 결합하는 DNA의 차이에 따라서도 Tm값의 변화를 나타내어 이를 이용한 응용기술의 개발이 용이하다. PNA 프로브는 TaqMan 프로브의 수화(hydrolysis) 반응과는 다른 혼성화(hybridization) 반응을 이용하여 분석하며, 비슷한 역할을 하는 프로브로는 분자 표지 프로브(molecular beacon probe), 스콜피온 프로브(scorpion probe)가 있다.The Tm value also changes according to the difference between the nucleic acid of the PNA probe and the DNA complementarily bound thereto, making it easy to develop an application technology using this. The PNA probe is analyzed by using a hybridization reaction different from the hydrolysis reaction of the TaqMan probe, and probes that play a similar role include a molecular beacon probe and a scorpion probe.
혼성화 반응의 분석 방법으로는 형광융해곡선분석(Fluorescence Melting Curve Analysis, FMCA)를 이용하며, 형광융해곡선분석은 PCR 반응 종료 후 생성된 산물과 투입한 프로브 간의 결합력 차이를 융해온도로 구분하여 분석한다. 다른 SNP 검출 프로브와는 다르게 프로브 디자인이 매우 간편하여 SNP를 포함하는 11~18 mer의 염기서열을 이용하여 제작한다. 따라서 원하는 융해온도를 갖는 프로브를 설계하기 위해서는 PNA 프로브의 길이에 따라 Tm값을 조절할 수 있으며, 같은 길이의 PNA 프로브라도 probe에 변화를 주어 Tm 값을 조절할 수 있다. PNA는 DNA보다 결합력이 우수하여 기본적인 Tm값이 높기 때문에 DNA보다 짧은 길이로 디자인이 가능하여 가깝게 이웃한 SNP라도 검출이 가능하다. 기존의 HRM method는 Tm값의 차이가 약 0.5℃로 매우 작아 추가적인 분석프로그램이나 세밀한 온도변화가 요구되고 2개 이상의 SNP가 나타날 경우 분석이 어렵게 되는 반면, PNA 프로브는 프로브 서열 이외의 SNP에 대해서는 영향을 받지 않아 빠르고 정확한 분석이 가능하다.Fluorescence Melting Curve Analysis (FMCA) is used to analyze the hybridization reaction, and the fluorescence melting curve analysis is performed by dividing the difference in binding strength between the product generated after the PCR reaction and the input probe by the melting temperature. . Unlike other SNP detection probes, the probe design is very simple, so it is manufactured using a nucleotide sequence of 11-18 mer containing SNP. Therefore, in order to design a probe having a desired melting temperature, the Tm value can be adjusted according to the length of the PNA probe, and the Tm value can be adjusted by changing the probe even with a PNA probe of the same length. Since PNA has better binding power than DNA and has a high basic Tm value, it is possible to design with a shorter length than DNA, so that even close neighboring SNPs can be detected. Existing HRM method has a very small Tm difference of about 0.5°C, requiring additional analysis programs or detailed temperature changes, making it difficult to analyze when two or more SNPs appear, whereas PNA probes affect SNPs other than the probe sequence. Fast and accurate analysis is possible because it is not received
본 발명에 있어서, 상기 PNA 프로브는 제한되지는 않으나 23s rRNA 유전자 야생형, A2142G 변이체 및 A2143G 변이체로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 유전자와 혼성화(hybridization)하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the PNA probe is not limited, but hybridization with any one or more genes selected from the group consisting of 23s rRNA gene wild type, A2142G mutant, and A2143G mutant may be characterized.
본 발명에 있어서 상기 PNA 프로브는 제한되지는 않으나 리포터 또는 소광자가 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다. 본 발명의 리포터 및 소광자가 포함된 PNA 프로브는 표적핵산과 혼성화 된 후 형광 신호가 발생하며, 온도가 올라감에 따라 프로브의 적정 융해 온도에서 표적핵산과 빠르게 융해되어 형광 신호가 소광되며, 이러한 온도 변화에 따른 상기 형광 신호로부터 얻어진 고 해상도의 융해곡선 분석을 통하여 표적핵산의 유무를 검출할 수 있다.In the present invention, the PNA probe is not limited, but a reporter or quencher may be combined. The PNA probe containing the reporter and quencher of the present invention generates a fluorescence signal after hybridization with the target nucleic acid, and as the temperature rises, the fluorescence signal is quenched by rapidly melting with the target nucleic acid at the appropriate melting temperature of the probe. The presence or absence of a target nucleic acid can be detected through high-resolution melting curve analysis obtained from the fluorescence signal according to
본 발명에서 "PNA 프로브(probe)"는 표적핵산이 존재하는 경우 표적핵산에 우선적으로 결합하여 예상된 융해온도(Tm) 값을 보이며, 표적핵산이 없는 경우 내부컨트롤에 결합하여 예상보다 낮은 융해온도(Tm) 값을 보이는 것을 특징으로 할 수 있으며, 내부컨트롤과 표적핵산 융해곡선 차이를 이용하여 위양성 및 위음성 시그널을 구분할 수 있다. PNA 프로브는 택맨 프로브(TaqMan probe)의 가수분해 방법(hydrolysis method)과는 다른 혼성화 방법(hybridization method)를 이용하여 분석하며, 비슷한 역할을 하는 프로브로는 분자 비콘 프로브(molecular beacon probe) 및 스콜피온 프로브(scorpion probe)가 있다.In the present invention, the "PNA probe" shows an expected melting temperature (Tm) value by preferentially binding to the target nucleic acid when the target nucleic acid is present, and binding to the internal control when the target nucleic acid is present and lower than the expected melting temperature It can be characterized by showing a (Tm) value, and can distinguish false positive and false negative signals by using the difference between the internal control and the target nucleic acid melting curve. The PNA probe is analyzed using a hybridization method different from the hydrolysis method of the TaqMan probe, and probes that play a similar role include a molecular beacon probe and a Scorpion probe. There is a scorpion probe.
본 발명의 프로브는 양 말단에 리포터와 리포터 형광을 소광할 수 있는 소광자의 형광 물질이 결합할 수 있으며, 인터컬레이팅(intercalating) 형광 물질을 포함할 수 있다. 상기 리포터는 FAM(6-carboxyfluorescein), HEX, Texas red, JOE, TAMRA, CY5, CY3, Alexa680 로 구성되는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 상기 소광자는 TAMRA(6-carboxytetramethyl-rhodamine), BHQ1, BHQ2 또는 Dabcyl을 사용하는 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 인터컬레이팅 형광 물질은 아크리딘 호모다이머(Acridine homodimer) 및 이의 유도체, 아크리딘 오렌지(Acridine Orange) 및 이의 유도체, 7-아미노액티노마이신 D(7-aminoactinomycin D, 7-AAD) 및 이의 유도체, 액티노마이신 D(Actinomycin D) 및 이의 유도체, 에이씨엠에이(ACMA, 9-amino-6-chloro-2-methoxyacridine ) 및 이의 유도체, 디에이피아이(DAPI) 및 이의 유도체, 디하이드로에티듐(Dihydroethidium) 및 이의 유도체, 에티듐 브로마이드(Ethidium bromide) 및 이의 유도체, 에티듐 호모다이머-1(EthD-1) 및 이의 유도체, 에티듐 호모다이머-2(EthD-2) 및 이의 유도체, 에티듐 모노아자이드(Ethidium monoazide) 및 이의 유도체, 헥시디움 아이오다이드(Hexidium iodide) 및 이의 유도체, 비스벤지마이드(bisbenzimide, Hoechst 33258) 및 이의 유도체, 호에크스트 33342(Hoechst 33342) 및 이의 유도체, 호에크스트 34580(Hoechst 34580) 및 이의 유도체, 하이드로옥시스티바미딘(hydroxystilbamidine) 및 이의 유도체, 엘디에스 751(LDS 751) 및 이의 유도체, 프로피디움 아이오다이드(Propidium Iodide, PI)와 이의 유도체 및 사이다이스(Cy-dyes) 유도체로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.In the probe of the present invention, a reporter and a fluorescent material of a quencher capable of quenching reporter fluorescence may be combined at both ends, and may include an intercalating fluorescent material. The reporter may be one or more selected from the group consisting of FAM (6-carboxyfluorescein), HEX, Texas red, JOE, TAMRA, CY5, CY3, Alexa680, and the quencher is TAMRA (6-carboxytetramethyl-rhodamine), BHQ1, It is preferable to use BHQ2 or Dabcyl, but is not limited thereto. The intercalating fluorescent material is acridine homodimer and derivatives thereof, acridine orange and derivatives thereof, 7-aminoactinomycin D (7-AAD) and Derivatives thereof, Actinomycin D (Actinomycin D) and derivatives thereof, ACMA (9-amino-6-chloro-2-methoxyacridine) and derivatives thereof, DAPI and derivatives thereof, dihydroethidium (Dihydroethidium) and derivatives thereof, ethidium bromide and derivatives thereof, ethidium homodimer-1 (EthD-1) and derivatives thereof, ethidium homodimer-2 (EthD-2) and derivatives thereof, ethidium Monoazide (Ethidium monoazide) and derivatives thereof, Hexidium iodide and derivatives thereof, bisbenzimide (Hoechst 33258) and derivatives thereof, Hoechst 33342 (Hoechst 33342) and derivatives thereof, No. Hoechst 34580 (Hoechst 34580) and derivatives thereof, hydroxystilbamidine and derivatives thereof, LDS 751 (LDS 751) and derivatives thereof, Propidium Iodide (PI) and derivatives thereof and between It may be selected from the group consisting of Cy-dyes derivatives.
본 발명에 있어서, 상기 PNA 프로브는 표적유전자와의 융해온도가(melting temperature)가 야생형일 때는 56 내지 72℃, A2142G 변이체일 때는 48 내지 68℃ 및 A2143G 변이체일 때는 56 내지 77℃인 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the PNA probe is characterized in that the melting temperature with the target gene is 56 to 72°C when the wild type is, 48 to 68°C when the A2142G variant, and 56 to 77°C when the A2143G variant is However, it is not limited thereto.
본 발명은 다른 관점에서, 서열번호 1, 역방향 프라이머로 서열번호 3의 염기서열; 정방향 프라이머로 서열번호 2, 역방향 프라이머로 서열번호 3의 염기서열; 정방향 프라이머로 서열번호 4, 역방향 프라이머로 서열번호 5의 염기서열; 정방향 프라이머로 서열번호 4 역방향 프라이머로 서열번호 6의 염기서열; 정방향 프라이머로 서열번호 7, 역방향 프라이머로 서열번호 8의 염기서열; 및 정방향 프라이머로 서열번호 9, 역방향 프라이머로 서열번호 10의 염기서열로 구성된 군에서 선택되는 헬리코박터 파일로리 23s rRNA 유전자 증폭용 프라이머 쌍(primer pair)에 관한 것이다.In another aspect of the present invention, SEQ ID NO: 1, the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 as a reverse primer; The base sequence of SEQ ID NO: 2 as a forward primer and SEQ ID NO: 3 as a reverse primer; The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 as a forward primer and SEQ ID NO: 5 as a reverse primer; SEQ ID NO: 4 as a forward primer and a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 as a reverse primer; SEQ ID NO: 7, as a forward primer, the base sequence of SEQ ID NO: 8 as a reverse primer; And it relates to a Helicobacter pylori 23s rRNA gene amplification primer pair selected from the group consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9 as a forward primer and SEQ ID NO: 10 as a reverse primer.
본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 PNA 프로브 및 상기 프라이머 쌍을 포함하는 헬리코박터 파일로리 유전형 판별용 조성물에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a composition for determining the genotype of Helicobacter pylori comprising the PNA probe and the primer pair.
본 발명에 있어서, 상기 조성물은 내부대조물질; 이를 검출하기 위한 서열번호 11 및 12의 프라이머 쌍; 및 서열번호 23의 PNA 프로브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In the present invention, the composition is an internal control material; A pair of primers of SEQ ID NOs: 11 and 12 for detecting this; And it may be characterized in that it further comprises a PNA probe of SEQ ID NO: 23, but is not limited thereto.
본 발명에 있어서, 상기 내부대조물질은 헬리코박터 파일로리의 존재 유무와는 상관없이 실시간 PCR(real-time PCR)의 성공 유무를 판별할 수 있는 유전자이면 제한없이 이용가능하나, 바람직하게는 식물 종 심비디움 시넨스(Cymbidium sinense)의 유전자 psbA와 trnH 사이 158bp 부위인 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the internal control material may be used without limitation as long as it is a gene capable of determining the success or absence of real-time PCR regardless of the presence or absence of Helicobacter pylori, but preferably, when the plant species symbidium It may be characterized in that it is a 158 bp site between the gene psbA and trnH of Cymbidium sinense .
본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 조성물을 포함하는 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori) 유전형 판별용 키트에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a kit for determining the genotype of Helicobacter pylori comprising the composition.
본 발명에 있어서, 상기 키트는 DNA 합성효소, dNTPs 및 버퍼 등을 추가로 포함 할 수 있으며, 최적의 반응 수행 조건을 기재한 사용자 설명서를 추가로 포함할 수 있다.In the present invention, the kit may further include DNA synthase, dNTPs, buffer, etc., and may further include a user's manual describing optimal reaction conditions.
본 발명은 또 다른 관점에서, a) 검체 시료로부터 gDNA를 추출하는 단계; b) 상기 프라이머 쌍을 이용하여 헬리코박터 파일로리 23s rRNA 유전자를 증폭시키고, 상기 증폭산물을 상기 PNA 프로브와 혼성화시키는 단계; 및 c) 상기 b)단계에서 혼성화된 반응물의 융해곡선을 분석하여 상기 유전자의 유전형을 판별하는 단계;를 포함하는 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori) 유전형 판별방법.에 관한 것이다.In another aspect of the present invention, a) extracting gDNA from a sample sample; b) amplifying the Helicobacter pylori 23s rRNA gene using the primer pair, and hybridizing the amplified product with the PNA probe; And c) analyzing the melting curve of the reactants hybridized in step b) to determine the genotype of the gene. It relates to a method for determining genotype of Helicobacter pylori .
본 발명에서, 상기 검체 시료는 DNA 또는 RNA 분자이며, 상기 분자는 이중가닥 또는 단일가닥 형체일 수 있다. 초기물질로서 핵산이 이중가닥인 경우, 두 가닥을 단일 가닥으로, 또는 부분적인 단일-가닥 형태로 만드는 것이 바람직하다. 가닥들을 분리하는 것으로 알려진 방법들은, 열, 알카리, 포름아미드, 우레아 및 글리콕살 처리, 효소적 방법(예, 헬리카아제 작용) 및 결합 단백질을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 가닥 분리는 80 내지 105℃의 온도로 열처리하여 달성될 수 있다.In the present invention, the specimen is a DNA or RNA molecule, and the molecule may be a double-stranded or single-stranded form. When the nucleic acid as an initial material is double-stranded, it is preferable to make the two strands single-stranded or partially single-stranded. Methods known to separate strands include, but are not limited to, heat, alkali, formamide, urea and glycoxal treatment, enzymatic methods (eg, helicase action), and binding proteins. For example, strand separation may be achieved by heat treatment at a temperature of 80 to 105°C.
본 발명에서 상기 유전자의 변이체는 제한되지는 않으나 상기 A2142G 또는 A2143G 일 수 있다.In the present invention, the mutant of the gene is not limited, but may be A2142G or A2143G.
본 발명에 있어서, 상기 검체 시료는 제한되지는 않으나 인간의 조직, 모발, 구강상피세포, 객담, 혈액, 타액 또는 소변으로부터 유래된 DNA 시료일 수 있다.In the present invention, the sample sample is not limited, but may be a DNA sample derived from human tissue, hair, oral epithelial cells, sputum, blood, saliva, or urine.
본 발명에서 '검체 시료'는 다양한 시료를 포함하며, 바람직하게는, 본 발명의 방법을 이용하여 생물시료(bio-sample)를 분석한다. 식물, 동물, 인간, 균류, 박테리아 및 바이러스 기원의 생물시료가 분석될 수 있다. 포유류 또는 인간 기원의 시료를 분석하는 경우, 상기 시료는 특정 조직 또는 기관으로부터 유래될 수 있다. 조직의 대표적인 예로는, 결합, 피부, 근육 또는 신경 조직이 포함된다. 기관의 대표적인 예로는, 눈, 뇌, 폐, 간, 비장, 골수, 흉선, 심장, 림프, 혈액, 뼈, 연골, 췌장, 신장, 담낭, 위, 소장, 고환, 난소, 자궁, 직장, 신경계, 선 및 내부 혈관이 포함된다. 분석되는 생물시료는 생물학적 근원으로부터 나온 어떠한 세포, 조직, 유체액(fluid), 또는 본 발명에 의하여 잘 분석될 수 있는 어떠한 다른 매질(medium)도 포함하며, 이는 인간, 동물, 인간 또는 동물의 소비를 위하여 제조된 음식으로부터 얻은 시료가 포함된다. 또한, 분석되는 생물시료는 체액 시료를 포함하며, 이는 혈액, 혈청, 혈장, 림프, 모유, 소변, 분변, 안구 유액, 타액, 정액, 뇌 추출물(예컨대, 뇌 분쇄물), 척수액, 충수, 비장 및 편도선 조직 추출물이 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the'sample sample' includes various samples, and preferably, a bio-sample is analyzed using the method of the present invention. Biosamples of plant, animal, human, fungal, bacterial and viral origin can be analyzed. When analyzing a sample of mammalian or human origin, the sample may be derived from a specific tissue or organ. Representative examples of tissue include connective, skin, muscle or nervous tissue. Representative examples of organs include eyes, brain, lung, liver, spleen, bone marrow, thymus, heart, lymph, blood, bone, cartilage, pancreas, kidney, gallbladder, stomach, small intestine, testicle, ovary, uterus, rectum, nervous system, Includes glandular and internal blood vessels. The biological sample to be analyzed includes any cells, tissues, fluids from biological sources, or any other medium that can be well analyzed by the present invention, which is human, animal, human or animal consumption. Samples obtained from food prepared for use are included. In addition, biological samples to be analyzed include bodily fluid samples, which include blood, serum, plasma, lymph, breast milk, urine, feces, ocular fluid, saliva, semen, brain extract (e.g., brain crush), spinal fluid, appendix, spleen. And tonsil tissue extracts are included, but are not limited thereto.
본 발명에 있어서 상기 융해곡선 분석방법은 이에 제한되지는 않으나, FMCA(Fluorescence Melting Curve Analysis; 형광융해곡선분석) 방법으로 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the melting curve analysis method is not limited thereto, but may be characterized in that it is performed by a fluorescence melting curve analysis (FMCA) method.
본 발명에 있어서, 상기 b) 단계는 내부대조물질을 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, step b) may be characterized in that it further includes an internal control material.
본 발명에 있어서, 상기 내부대조물질은 헬리코박터 파일로리의 존재 유무와는 상관없이 실시간 PCR(real-time PCR)의 성공 유무를 판별할 수 있는 유전자이면 제한없이 이용가능하나, 바람직하게는 식물 종 심비디움 시넨스(Cymbidium sinense)의 유전자 psbA와 trnH 사이 158bp 부위인 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the internal control material may be used without limitation as long as it is a gene capable of determining the success or absence of real-time PCR regardless of the presence or absence of Helicobacter pylori, but preferably, when the plant species symbidium It may be characterized in that it is a 158 bp site between the gene psbA and trnH of Cymbidium sinense .
본 발명에 있어서, 상기 내부대조물질은 서열번호 11 및 12의 염기서열로 표시되는 프라이머로 증폭되고, 서열번호 23의 프로브로 검출되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the internal control material may be amplified with a primer represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11 and 12, and may be detected with a probe of SEQ ID NO: 23, but is not limited thereto.
본 발명의 융해곡선 분석은 타겟 DNA 또는 RNA와 프로브로 형성되는 이중쇄 핵산의 융해온도를 해석하는 방법이다. 이러한 방법은 예컨대, Tm 해석, 또는 상기 이중쇄의 융해 곡선의 해석에 의해 행해지기 때문에, 융해곡선 분석이라고 불리고 있다. 검출 목적의 변이를 포함하는 검출 대상 서열에 상보적인 프로브를 이용하여, 검출 시료의 표적 단일쇄 DNA와 상기 프로브와의 하이브리드(이중쇄 DNA)를 형성킨 후,, 이 하이브리드 형성체에 가열 처리를 실시하고, 온도 상승에 따른 하이브리드의 해리(융해)를 흡광도 등의 시그널의 변동에 의해 검출한 다음, 이 검출 결과에 기초하여 Tm값을 결정함으로써, 점 돌연변이(point mutation)의 유무를 판단하는 방법이다. The melting curve analysis of the present invention is a method of analyzing the melting temperature of a double-stranded nucleic acid formed of a target DNA or RNA and a probe. Since such a method is performed by, for example, Tm analysis or analysis of the melting curve of the double chain, it is called a melting curve analysis. After forming a hybrid (double-stranded DNA) between the target single-stranded DNA of the detection sample and the probe using a probe complementary to the detection target sequence containing the mutation for detection, the hybrid-formed body is subjected to heat treatment. A method of determining the presence or absence of a point mutation by performing and detecting the dissociation (fusion) of the hybrid according to the temperature increase by fluctuations in signals such as absorbance, and then determining the Tm value based on the detection result. to be.
Tm값은 하이브리드 형성체의 상동성이 높을수록 높고, 상동성이 낮을수록 낮아진다. 이 때문에, 점 돌연변이를 포함하는 검출 대상 서열과 그것에 상보적인 프로브와의 하이브리드 형성체에 대해서 미리 Tm값(평가 기준값)을 구해 두고, 검출 시료의 표적 단일쇄 DNA와 상기 프로브와의 Tm값(측정값)을 측정하여, 측정값이 평가 기준값과 동일한 정도이면, 매치, 즉 표적 DNA에 돌연변이가 존재한다고 판단할 수 있고, 측정값이 평가 기준 값보다 낮으면, 미스매치, 즉 타겟 DNA에 변이가 존재하지 않는다고 판단할 수 있다. The Tm value is higher as the homology of the hybrid formed body is higher and lower as the homology is lower. For this reason, a Tm value (evaluation reference value) is obtained in advance for a hybrid formed body of a detection target sequence containing a point mutation and a probe complementary thereto, and the Tm value (measurement) between the target single-stranded DNA of the detection sample and the probe (measurement Value), and if the measured value is the same as the evaluation reference value, it can be determined that a match, that is, a mutation exists in the target DNA, and if the measured value is lower than the evaluation reference value, a mismatch, that is, a mutation in the target DNA. It can be determined that it does not exist.
본 발명의 형광융해곡선 분석은 형광물질을 사용하여 융해곡선을 분석하는 방법으로, 보다 구체적으로, 형광물질을 포함하는 프로브를 이용하여 융해곡선을 분석할 수 있다. 형광물질은 리포터 및 소광자일 수 있으며, 인터컬레이팅 형광물질일 수 있다.The fluorescence melting curve analysis of the present invention is a method of analyzing a melting curve using a fluorescent material, and more specifically, the melting curve may be analyzed using a probe containing a fluorescent material. The fluorescent material may be a reporter and a quencher, and may be an intercalating fluorescent material.
본 발명에서 상기 증폭은 제한되지는 않으나 실시간 중합효소연쇄반응(real-time PCR) 방법으로 수행할 수 있다.In the present invention, the amplification is not limited, but may be performed by a real-time PCR method.
본 발명의 실시간 PCR 방법은, 형광물질이 PCR 과정에서 이중가닥 (double strand) DNA 사슬에 결합(interchelating)되도록 하고 PCR 산물의 증폭과 함께, 온도를 높여 주어 DNA 이중 가닥을 풀어줌으로써 DNA 이중 가닥 사이에 존재하는 형광물질의 양이 줄어들게 되는 융해곡선의 패턴, 특히 DNA가 융해(변성)되는 온도(Tm)를 분석하여 정상 대조군과 돌연변이 사이에서 염기서열의 변이 유무를 분석할 수 있다.In the real-time PCR method of the present invention, a fluorescent substance is interchelated to a double-stranded DNA chain in the PCR process, and the temperature is raised to release the double-stranded DNA by amplifying the PCR product. By analyzing the pattern of the melting curve at which the amount of the fluorescent substance present in is decreased, in particular, the temperature at which DNA is melted (denatured) (Tm), the presence or absence of a nucleotide sequence variation between the normal control and the mutant can be analyzed.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, these examples are only intended to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples in any sense.
실시예 1: 표적물질 제조Example 1: Preparation of target material
동일한 범위의 염기서열 내에 각기 다른 염기서열 변이가 있을 경우를 모사하기 위하여 세 가지 유형의 표적물질(서열번호 24 내지 26)을 합성하였고[(주)코스모진텍] 각 합성물질의 염기서열은 아래 표 1과 같고, 벡터맵은 도 1에 개시하였다.Three types of target substances (SEQ ID NOs: 24 to 26) were synthesized to simulate the case of different nucleotide sequence mutations within the same range of nucleotide sequences [Cosmo Genetech Co., Ltd.] The nucleotide sequence of each synthetic substance is shown below. As shown in Table 1, the vector map is disclosed in FIG. 1.
핵산Nucleic acid
번호number
실시예 2: 표적물질 증폭을 위한 프라이머 제작Example 2: Preparation of primers for amplifying target substances
표적핵산에 대한 실시간 중합효소 연쇄반응(real-time PCR)을 위해 서열번호 1 내지 12의 프라이머를 제작하였으며((주)코스모진텍), 서열정보는 하기 표 2와 같다.Primers of SEQ ID NOs: 1 to 12 were prepared for real-time polymerase chain reaction (real-time PCR) for the target nucleic acid (Cosmo Genetech Co., Ltd.), and sequence information is shown in Table 2 below.
실시예 3: 형광 PNA 프로브 제작Example 3: Fluorescent PNA Probe Fabrication
표적물질의 특이적 증폭과 융해온도 분석을 위하여 PNA 프로브를 제작하였으며((주)파나진), 융해온도 분석을 위해 프로브 서열 양 끝에 각각 형광과 소광자를 결합하였다(표 3). A PNA probe was prepared for specific amplification and analysis of the melting temperature of the target material (Panagene Co., Ltd.), and fluorescence and quenching were combined at both ends of the probe sequence for analysis of the melting temperature (Table 3).
실시예 4: 표적물질을 이용한 검증Example 4: Verification using target material
4-1. 첫 번째 검증4-1. First verification
실시예 1에서 합성된 세 가지 유형의 표적물질 (서열번호 24 내지 26)을 서열번호 1과 3의 프라이머쌍과 서열변호 13 내지 14에서 선택되는 하나의 PNA 프로브와 혼합한 후 CFX96™ Real-Time 시스템 (BIO-RAD사, 미국)를 이용하여 PCR을 수행한 후 용해곡선 분석을 진행하였다. PCR은 단일가닥 표적핵산을 생성하기 위해 비대칭 PCR (asymmetric PCR)을 이용하였으며, PCR 반응액은 2X 시선바이오 리얼타임 FMCA™ 버퍼 (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, 시선바이오, 한국), 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.05μM 정방향 프라이머 및 0.5μM 역방향 프라이머에 1㎕ 표적물질 DNA, 그리고 0.5㎕ 형광 PNA 프로브를 혼합하고 DW로 최종 볼륨을 20㎕로 맞춘 후 real-time PCR (표 3)을 진행하여 증폭 및 융해곡선 분석을 수행하였다. CFX96™ Real-Time after mixing the three types of target substances synthesized in Example 1 (SEQ ID NOs: 24 to 26) with a primer pair of SEQ ID NOs: 1 and 3 and one PNA probe selected from SEQ ID NOs: 13 to 14 After performing PCR using the system (BIO-RAD, USA), the dissolution curve was analyzed. PCR was performed using asymmetric PCR to generate single-stranded target nucleic acids, and the PCR reaction solution was 2X SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer (SeaSunBio, Korea), 2.5mM MgCl2 , 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.05μM forward primer and 0.5μM reverse primer, 1 μl target material DNA, and 0.5 μM fluorescent PNA probe were mixed, and the final volume was adjusted to 20 μl with DW, followed by real-time PCR (Table 3) was carried out to perform amplification and melting curve analysis.
그 결과 도 3과 같이 헬리코박터 파일로리 야생형의 Tm값은 72℃, 돌연변이 A2142G의 Tm값은 55℃, A2143G의 Tm값은 56℃로, 야생형과 돌연변이간의 Tm 차이를 확인할 수 있었다. As a result, as shown in FIG. 3, the Tm value of the Helicobacter pylori wild type was 72°C, the Tm value of the mutant A2142G was 55°C, and the Tm value of the A2143G was 56°C, and the Tm difference between the wild type and the mutant was confirmed.
4-2. 두 번째 검증4-2. Second verification
두 돌연변이 A2142G와 A2143G의 Tm값 차이를 높이기 위하여 서열번호 2와 3의 프라이머 및 서열번호 15의 프로브를 혼합한 후 실시간중합효소반응을 진행하였고, 반응 조건은 다음과 같다; PCR 반응액은 2X 시선바이오 리얼타임 FMCA™ 버퍼 (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, 시선바이오, 한국), 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.06μM 순방향 프라이머 및 0.4μM 역방향 프라이머에 1㎕ 표적물질 DNA, 그리고 0.5㎕ 형광 PNA 프로브를 혼합하고 DW로 최종 볼륨을 20㎕로 맞춘 후 real-time PCR (표 3)을 진행하여 증폭 및 융해곡선 분석을 수행하였다.In order to increase the Tm value difference between the two mutants A2142G and A2143G, the primers of SEQ ID NOs: 2 and 3 and the probe of SEQ ID NO: 15 were mixed, followed by a real-time polymerase reaction, and the reaction conditions are as follows; The PCR reaction solution is 1 in 2X SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, SeaSun Bio, Korea), 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.06μM forward primer and 0.4μM reverse primer. After mixing µl target material DNA and 0.5µl fluorescent PNA probe and adjusting the final volume to 20µl with DW, real-time PCR (Table 3) was performed to perform amplification and melting curve analysis.
그 결과 도 4에 개시된 바와 같이 헬리코박터 파일로리의 야생형의 Tm값은 59℃, 돌연변이 A2142G의 Tm값은 68℃, A2143G의 Tm값은 60℃로, 두 돌연변이간의 Tm값에 현저한 차이가 나타나는 것을 확인하였다. As a result, as disclosed in FIG. 4, the Tm value of the wild type of Helicobacter pylori was 59°C, the Tm value of the mutant A2142G was 68°C, and the Tm value of A2143G was 60°C, and it was confirmed that a significant difference appears in the Tm value between the two mutations. .
4-3. 세 번째 검증4-3. Third verification
야생형과 두 돌연변이간의 구별을 명확히 하기 위해 야생형과 돌연변이간의 Tm값 차이를 높이기 위하여 서열번호 4 내지 10에서 선택되는 하나의 프라이머쌍 및 서열번호 16 내지 22 중 선택되는 하나의 프로브를 혼합한 후 실시간중합효소반응을 진행하였고, 반응 조건은 다음과 같다; PCR 반응액은 2X 시선바이오 리얼타임 FMCA™ 버퍼 (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, 시선바이오, 한국), 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.03μM 순방향 프라이머 및 0.4μM 역방향 프라이머에 1㎕ 표적물질 DNA, 그리고 0.5㎕ 형광 PNA 프로브를 혼합하고 DW로 최종 볼륨을 20㎕로 맞춘 후 real-time PCR (표 3)을 진행하여 증폭 및 융해곡선 분석을 수행하였다.Real-time polymerization after mixing one primer pair selected from SEQ ID NOs: 4 to 10 and one probe selected from SEQ ID NOs: 16 to 22 in order to clarify the distinction between the wild type and the two mutations to increase the Tm value difference between the wild type and the mutant The enzyme reaction was carried out, and the reaction conditions are as follows; PCR reaction solution is 2X SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, SeaSunBio, Korea), 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.03μM forward primer and 0.4μM reverse primer. After mixing µl target material DNA and 0.5µl fluorescent PNA probe and adjusting the final volume to 20µl with DW, real-time PCR (Table 3) was performed to perform amplification and melting curve analysis.
각 실험에 사용한 프라이머와 프로브의 조합은 하기와 같다:The combinations of primers and probes used in each experiment are as follows:
프라이머 4(서열번호 4) + 프라이머 5(서열번호 5) + 서열번호 16 Primer 4 (SEQ ID NO: 4) + Primer 5 (SEQ ID NO: 5) + SEQ ID NO: 16
프라이머 4(서열번호 4) + 프라이머 5(서열번호 5) + 서열번호 17Primer 4 (SEQ ID NO: 4) + Primer 5 (SEQ ID NO: 5) + SEQ ID NO: 17
프라이머 4(서열번호 4) + 프라이머 5(서열번호 5) + 서열번호 18Primer 4 (SEQ ID NO: 4) + Primer 5 (SEQ ID NO: 5) + SEQ ID NO: 18
프라이머 4(서열번호 4) + 프라이머 6(서열번호 6) + 서열번호 19Primer 4 (SEQ ID NO: 4) + Primer 6 (SEQ ID NO: 6) + SEQ ID NO: 19
프라이머 4(서열번호 4) + 프라이머 6(서열번호 6) + 서열번호 20Primer 4 (SEQ ID NO: 4) + Primer 6 (SEQ ID NO: 6) + SEQ ID NO: 20
프라이머 7(서열번호 7) + 프라이머 8(서열번호 8) + 서열번호 21Primer 7 (SEQ ID NO: 7) + Primer 8 (SEQ ID NO: 8) + SEQ ID NO: 21
프라이머 9(서열번호 9) + 프라이머 10(서열번호 10) + 서열번호 22Primer 9 (SEQ ID NO: 9) + Primer 10 (SEQ ID NO: 10) + SEQ ID NO: 22
상기 조합에서 가장 마지막 서열번호는 사용한 프로브를 의미한다.The last sequence number in the combination refers to the probe used.
그 결과 도 5에 개시된 바와 같이 헬리코박터 파일로리 야생형과 돌연변이 A2142G와 A2143G의 Tm값에 차이가 나타나는 것을 확인할 수 있었다.As a result, it was confirmed that there was a difference in Tm values of Helicobacter pylori wild type and mutants A2142G and A2143G as disclosed in FIG. 5.
4-4. 네 번째 검증4-4. Fourth verification
야생형과 두 돌연변이의 공존 여부를 명확하게 하기 위해 야생형과 돌연변이간의 Tm값 차이를 높이고자 서열번호 9와 10의 프라이머 및 서열번호 22의 프로브를 혼합하여 실시간중합효소반응을 진행하였고, 반응 조건은 다음과 같다; PCR 반응액은 2X 시선바이오 리얼타임 FMCA™ 버퍼 (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, 시선바이오, 한국), 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.03μM 순방향 프라이머 및 0.4μM 역방향 프라이머에 1㎕ 표적물질 DNA, 그리고 0.5㎕ 형광 PNA 프로브를 혼합하고 DW로 최종 볼륨을 20㎕로 맞춘 후 real-time PCR (표 3)을 진행하여 증폭 및 융해곡선 분석을 수행하였다.In order to clarify whether the wild type and the two mutations coexist, real-time polymerase reaction was carried out by mixing the primers of SEQ ID NOs: 9 and 10 and the probe of SEQ ID NO: 22 in order to increase the Tm value difference between the wild type and the mutant. Same as; PCR reaction solution is 2X SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, SeaSunBio, Korea), 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.03μM forward primer and 0.4μM reverse primer. After mixing µl target material DNA and 0.5µl fluorescent PNA probe and adjusting the final volume to 20µl with DW, real-time PCR (Table 3) was performed to perform amplification and melting curve analysis.
그 결과 도 6에 개시된 바와 같이 헬리코박터 파일로리 야생형과 돌연변이 A2142G와 A2143G가 Tm차이로 명확이 구분될 뿐만 아니라, 야생형과 돌연변이가 동시에 존재하는 경우에도 두 Tm값을 모두 검출할 수 있음을 확인하였다. As a result, as disclosed in FIG. 6, it was confirmed that not only the Helicobacter pylori wild type and the mutants A2142G and A2143G are clearly distinguished by the Tm difference, but also both Tm values can be detected even when the wild type and the mutant exist at the same time.
실시예 5: 내부대조물질을 포함한 헬리코박터 파일로리 진단 키트의 검증Example 5: Verification of Helicobacter pylori diagnostic kit including internal control material
헬리코박터 파일로리 진단 키트 내 내부대조물질(IPC, Internal Positive Control) 도입을 위하여 식물 종 심비디움 시넨스(Cymbidium sinense)의 유전자 psbA와 trnH 사이 158bp 부위를 표적핵산으로 사용하여 헬리코박터 파일로리 검출과는 독립적으로 PCR 반응의 정상여부를 확인하였다. 내부대조물질의 합성 서열 및 크기는 아래 표 4와 같다. In order to introduce an internal control material (IPC, Internal Positive Control) in the Helicobacter pylori diagnostic kit, a PCR reaction independent of Helicobacter pylori detection by using the 158 bp site between the gene psbA and trnH of the plant species Cymbidium sinense as a target nucleic acid Was confirmed to be normal. The synthetic sequence and size of the internal control material are shown in Table 4 below.
핵산Nucleic acid
번호number
물질Internal control
matter
내부대조물질의 검출을 위하여 서열번호 11과 12의 프라이머쌍과 서열번호 23의 프로브를 사용하였으며, 헬리코박터 파일로리의 야생형 및 돌연변이 검출용 프라이머쌍 및 프로브와 혼합하여 실시간중합효소반응을 진행하였고, 반응 조건은 다음과 같다; PCR 반응액은 2X 시선바이오 리얼타임 FMCA™ 버퍼 (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, 시선바이오, 한국), 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.05μM 순방향 프라이머 (forward primer, 표 2) 및 0.5μM 역방향 프라이머 (reverse primer, 표 2), 표적물질 DNA 각각 1㎕, 그리고 0.5㎕ 형광 PNA 프로브를 혼합하고 DW로 최종 볼륨을 20㎕로 맞춘 후 real-time PCR (표 3)을 진행하여 증폭 및 융해곡선 분석을 수행하였다.For the detection of the internal control material, a primer pair of SEQ ID NOs: 11 and 12 and a probe of SEQ ID NO: 23 were used, and a real-time polymerase reaction was performed by mixing with a primer pair and a probe for detecting a wild type and mutation of Helicobacter pylori, and reaction conditions Is as follows; PCR reaction solution is 2X SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, SeaSunBio, Korea), 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.05μM forward primer (Table 2) And 0.5 μM reverse primer (Table 2), each 1 μl of target material DNA, and 0.5 μl fluorescent PNA probe were mixed, and the final volume was adjusted to 20 μl with DW, followed by real-time PCR (Table 3). Amplification and melting curve analysis were performed.
그 결과 도 8에 개시된 바와 같이 헬리코박터 파일로리 야생형은 67℃, 돌연변이 A2142G는 58℃, 돌연변이 A2143G는 77℃에서, 야생형과 점돌연변이가 같이 존재하는 heterozygote인 경우 각각의 융해온도가 동시에 나타나며 헬리코박터 파일로리가 존재하지 않을 경우 내부대조물질의 융해온도(59℃)만 나타나는 것을 확인하였다.As a result, as disclosed in FIG. 8, in the case of a heterozygote in which the wild-type and point mutations exist at 67°C, mutant A2142G is 58°C, and mutant A2143G is 77°C, each melting temperature appears at the same time and Helicobacter pylori is present. If not, it was confirmed that only the melting temperature (59℃) of the internal control material appeared.
실시예 6: 교차반응 확인을 통한 헬리코박터 파일로리 진단 키트의 특이도 확인Example 6: Confirmation of specificity of Helicobacter pylori diagnostic kit through cross-reaction confirmation
헬리코박터 파일로리 진단 키트의 특이도 확인을 위하여 표 5에 개시된 바와 같이 NTC로는 DW를 사용하였으며, 그 외 비 특이적 물질로는 13종의 박테리아를 대상으로 실시예 2와 3과 같이 제작된 프라이머와 PNA 프로브를 사용하여 CFX96™ Real-Time 시스템 (BIO-RAD사, 미국)에서 PCR을 수행하였다. PCR 반응은 총 볼륨 20㎕가 되게 2X 시선바이오 리얼타임 FMCA™ 버퍼 (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, 시선바이오, 한국), 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.03μM 순방향 프라이머 및 0.4μM 역방향 프라이머에 1㎕ 표적물질 DNA, 그리고 0.5㎕ 형광 PNA 프로브를 혼합하고 DW로 최종 볼륨을 20㎕로 맞춘 후 real-time PCR (표 3)을 진행하여 증폭 및 융해곡선 분석을 수행하였다. 실험은 각각 3회 반복 실행하였다. To confirm the specificity of the Helicobacter pylori diagnostic kit, as disclosed in Table 5, DW was used as the NTC, and primers and PNAs prepared as in Examples 2 and 3 for 13 kinds of bacteria as other non-specific materials PCR was performed in a CFX96™ Real-Time system (BIO-RAD, USA) using a probe. The PCR reaction was performed so that the total volume was 20 μl, 2X SisunBio Real-Time FMCA™ buffer (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, Sisunbio, Korea), 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.03μM forward primer and 0.4 After mixing 1 μl target material DNA and 0.5 μl fluorescent PNA probe in μM reverse primer and adjusting the final volume to 20 μl with DW, real-time PCR (Table 3) was performed to perform amplification and melting curve analysis. Each experiment was repeated three times.
그 결과, 도 9에 개시된 바와 같이 헬리코박터 파일로리는 검출이 확인된 반면, NTC조건과 13개의 박테리아 종에서는 PCR 반응이 나타나지 않는 것을 확인하였다. As a result, it was confirmed that the detection of Helicobacter pylori as disclosed in FIG. 9 was confirmed, whereas the PCR reaction did not appear in NTC conditions and 13 bacterial species.
wild typewild type
(서열번호 24)Target substance
(SEQ ID NO: 24)
Mycobacterium asiaticumMycobacterium asiaticum
Mycobacterium chelonae subsp. chelonae Mycobacterium chelonae subsp. chelonae
Mycobacterium gordonae Mycobacterium gordonae
Gordonia polyisoprenivoransGordonia polyisoprenivorans
Mycobacterium massilienseMycobacterium massiliense
Mycobacterium neoaurum Mycobacterium neoaurum
Enterococcus faecalis Enterococcus faecalis
Mycobacterium paraseoulense Mycobacterium paraseoulense
Escherichia coli Escherichia coli
Veillonella disparVeillonella dispar
Streptococcus mitisStreptococcus mitis
Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus
실시예 7: 헬리코박터 파일로리 검출 키트의 최소 검출 한계 확인Example 7: Confirmation of the minimum detection limit of Helicobacter pylori detection kit
헬리코박터 파일로리 진단 키트의 검출한계를 확인하기 위하여 헬리코박터 파일로리 야생형, 점돌연변이 A2142G, 그리고 점돌연변이 A2143G의 세 가지 유형의 표적물질 (서열번호 24 내지 26)을 대상으로 실시예 2와 3과 같이 제작된 프라이머와 PNA 프로브를 사용하여 CFX96™ Real-Time 시스템 (BIO-RAD사, 미국)에서 PCR을 수행하였다. 각 표적물질은 1X106 copies 농도부터 1X101 copies 농도로 희석하여 사용하였으며, PCR 반응은 총 볼륨 20㎕가 되게 2X 시선바이오 리얼타임 FMCA™ 버퍼 (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, 시선바이오, 한국), 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.03μM 순방향 프라이머 및 0.4μM 역방향 프라이머에 1㎕ 표적물질 DNA, 그리고 0.5㎕ 형광 PNA 프로브를 혼합하고 DW로 최종 볼륨을 20㎕로 맞춘 후 real-time PCR (표 3)을 진행하여 증폭 및 융해곡선 분석을 수행하였다. 실험은 각각 3회 반복 확인하였다.Primers prepared as in Examples 2 and 3 targeting three types of target substances (SEQ ID NOs: 24 to 26), Helicobacter pylori wild type, point mutant A2142G, and point mutant A2143G to confirm the detection limit of the Helicobacter pylori diagnostic kit. PCR was performed in a CFX96™ Real-Time system (BIO-RAD, USA) using and a PNA probe. Each target material was diluted from 1X10 6 copies to 1X10 1 copies, and the PCR reaction was performed with 2X SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, Korea) to a total volume of 20µl. , 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.03μM forward primer and 0.4μM reverse primer, mix 1µl target material DNA, and 0.5µl fluorescent PNA probe, and adjust the final volume to 20µl with DW. Time PCR (Table 3) was performed to perform amplification and melting curve analysis. The experiment was repeated 3 times each.
그 결과, 도 10에 개시된 바와 같이 10 copies까지 헬리코박터 파일로리 검출이 가능함을 확인하였다. As a result, it was confirmed that Helicobacter pylori detection is possible up to 10 copies as disclosed in FIG. 10.
실시예 8: 임상검체를 이용한 헬리코박터 파일로리 진단 키트의 검증Example 8: Verification of Helicobacter pylori diagnostic kit using clinical specimens
헬리코박터 파일로리 감염이 의심되는 임상조직에서 DNA를 추출한 후 sanger sequencing 분석을 통해 야생형과 두 점돌연변이가 확인된 임상샘플 1-7의 DNA를 대상으로 서열번호 9와 10의 프라이머쌍과 서열번호 22의 프로브를 사용하여 CFX96™ Real-Time 시스템 (BIO-RAD사, 미국)에서 PCR을 수행하였다.After extracting DNA from clinical tissue suspected of infection with Helicobacter pylori, targeting the DNA of clinical samples 1-7 in which wild-type and two point mutations were confirmed through sanger sequencing analysis, primer pairs of SEQ ID NOs: 9 and 10 and probes of SEQ ID NO: 22 PCR was performed in a CFX96™ Real-Time system (BIO-RAD, USA).
PCR 조건은 총 볼륨 20㎕가 되게 2X 시선바이오 리얼타임 FMCA™ 버퍼 (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, 시선바이오, 한국), 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.03μM 순방향 프라이머 및 0.4μM 역방향 프라이머에 1㎕ 표적물질 DNA, 그리고 0.5㎕ 형광 PNA 프로브를 혼합하고 DW로 최종 볼륨을 20㎕로 맞춘 후 real-time PCR (표 3)을 진행하여 증폭 및 융해곡선 분석을 수행하였다.PCR conditions are 2X SisunBio Real-Time FMCA™ buffer (SeaSunBio Real-Time FMCA™ buffer, Sisunbio, Korea), 2.5mM MgCl2, 200μM dNTPs, 1.0U Taq polymerase, 0.03μM forward primer and 0.4 After mixing 1 μl target material DNA and 0.5 μl fluorescent PNA probe in μM reverse primer and adjusting the final volume to 20 μl with DW, real-time PCR (Table 3) was performed to perform amplification and melting curve analysis.
그 결과 도 11 및 12에 개시된 바와 같이 헬리코박터 파일로리의 야생형과 두 점돌연변이(A2142G와 A2143G)에서 각각의 융해 온도를 확인할 수 있었으며 이는 sanger sequencing 결과와도 일치하는 것을 확인하였다.As a result, as disclosed in FIGS. 11 and 12, the melting temperatures of the wild type and two point mutations (A2142G and A2143G) of Helicobacter pylori were confirmed, which was confirmed to be consistent with the sanger sequencing results.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 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.As described above, specific parts of the present invention have been described in detail, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that these specific techniques are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. will be. Accordingly, it will be said that the substantial scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.
<110> SeasunBio Materials <120> Pepetide nucleic acid probe for genotyping Helicobacter pylori and Method using the same <130> P19-B128 <160> 27 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 1 <400> 1 agcccttact tcaaagcctc cc 22 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 2 <400> 2 atggctccat aagagccaaa gc 22 <210> 3 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 3 <400> 3 tgtctcaacc agagattcag tg 22 <210> 4 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 4 <400> 4 gggtggtatc tcaaggatgg ctcc 24 <210> 5 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 5 <400> 5 tcagtgaaat tgtagtggag gtga 24 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 6 <400> 6 gtgaaaattc ctcctacccg cgg 23 <210> 7 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 7 <400> 7 caagggtggt atctcaagga tggc 24 <210> 8 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 8 <400> 8 agtggaggtg aaaattcctc cta 23 <210> 9 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 9 <400> 9 taagagccaa agcccttact tca 23 <210> 10 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 10 <400> 10 cgagatggga gctgtctcaa ccaga 25 <210> 11 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 11 <400> 11 aagatattgg gggattgcta tct 23 <210> 12 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 12 <400> 12 tcataagact tagacttttc tgac 24 <210> 13 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 1 <400> 13 aagacggaaa gaccccg 17 <210> 14 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 2 <400> 14 cggggtcttt ccgtcttg 18 <210> 15 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 3 <400> 15 aagacgggaa gacccc 16 <210> 16 <211> 10 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 4 <400> 16 cggagagacc 10 <210> 17 <211> 13 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 5 <400> 17 gacggagaga ccc 13 <210> 18 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 6 <400> 18 aagacggaga gacccc 16 <210> 19 <211> 13 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 7 <400> 19 gggtctttcc gtc 13 <210> 20 <211> 13 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 8 <400> 20 gggtctctcc gtc 13 <210> 21 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 9 <400> 21 gacggaaaga ccccg 15 <210> 22 <211> 10 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 10 <400> 22 ggtctctccg 10 <210> 23 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 11 <400> 23 atccgaattc tcgttc 16 <210> 24 <211> 300 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> WT <400> 24 tccttgtcgg ttaaataccg acctgcatga atggcgtaac gagatgggag ctgtctcaac 60 cagagattca gtgaaattgt agtggaggtg aaaattcctc ctacccgcgg caagacggaa 120 agaccccgtg gacctttact acaacttagc actgctaatg ggaatatcat gcgcaggata 180 ggtgggaggc tttgaagtaa gggctttggc tcttatggag ccatccttga gataccaccc 240 ttgatgtttc tgttagctaa ctggcctgtg ttatccacag gcaggacaat gcttggtggg 300 300 <210> 25 <211> 300 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A2142G <400> 25 tccttgtcgg ttaaataccg acctgcatga atggcgtaac gagatgggag ctgtctcaac 60 cagagattca gtgaaattgt agtggaggtg aaaattcctc ctacccgcgg caagacggga 120 agaccccgtg gacctttact acaacttagc actgctaatg ggaatatcat gcgcaggata 180 ggtgggaggc tttgaagtaa gggctttggc tcttatggag ccatccttga gataccaccc 240 ttgatgtttc tgttagctaa ctggcctgtg ttatccacag gcaggacaat gcttggtggg 300 300 <210> 26 <211> 300 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A2143G <400> 26 tccttgtcgg ttaaataccg acctgcatga atggcgtaac gagatgggag ctgtctcaac 60 cagagattca gtgaaattgt agtggaggtg aaaattcctc ctacccgcgg caagacggag 120 agaccccgtg gacctttact acaacttagc actgctaatg ggaatatcat gcgcaggata 180 ggtgggaggc tttgaagtaa gggctttggc tcttatggag ccatccttga gataccaccc 240 ttgatgtttc tgttagctaa ctggcctgtg ttatccacag gcaggacaat gcttggtggg 300 300 <210> 27 <211> 158 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Internal Control <400> 27 aagatattgg gggattgcta tcttgttggg ttcaggtgct ttttgcttct ctatccgaat 60 tctcgttctt tatcataaaa gttctccccc gccaatgaat gataagtgcc taggtgaagc 120 atagtataag ataagtcaga aaagtctaag tcttatga 158 <110> SeasunBio Materials <120> Pepetide nucleic acid probe for genotyping Helicobacter pylori and Method using the same <130> P19-B128 <160> 27 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 1 <400> 1 agcccttact tcaaagcctc cc 22 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 2 <400> 2 atggctccat aagagccaaa gc 22 <210> 3 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 3 <400> 3 tgtctcaacc agagattcag tg 22 <210> 4 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 4 <400> 4 gggtggtatc tcaaggatgg ctcc 24 <210> 5 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 5 <400> 5 tcagtgaaat tgtagtggag gtga 24 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 6 <400> 6 gtgaaaattc ctcctacccg cgg 23 <210> 7 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 7 <400> 7 caagggtggt atctcaagga tggc 24 <210> 8 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 8 <400> 8 agtggaggtg aaaattcctc cta 23 <210> 9 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 9 <400> 9 taagagccaa agcccttact tca 23 <210> 10 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 10 <400> 10 cgagatggga gctgtctcaa ccaga 25 <210> 11 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 11 <400> 11 aagatattgg gggattgcta tct 23 <210> 12 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer 12 <400> 12 tcataagact tagacttttc tgac 24 <210> 13 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 1 <400> 13 aagacggaaa gaccccg 17 <210> 14 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 2 <400> 14 cggggtcttt ccgtcttg 18 <210> 15 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 3 <400> 15 aagacgggaa gacccc 16 <210> 16 <211> 10 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 4 <400> 16 cggagagacc 10 <210> 17 <211> 13 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 5 <400> 17 gacggagaga ccc 13 <210> 18 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 6 <400> 18 aagacggaga gacccc 16 <210> 19 <211> 13 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 7 <400> 19 gggtctttcc gtc 13 <210> 20 <211> 13 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 8 <400> 20 gggtctctcc gtc 13 <210> 21 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 9 <400> 21 gacggaaaga ccccg 15 <210> 22 <211> 10 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 10 <400> 22 ggtctctccg 10 <210> 23 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> probe 11 <400> 23 atccgaattc tcgttc 16 <210> 24 <211> 300 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> WT <400> 24 tccttgtcgg ttaaataccg acctgcatga atggcgtaac gagatgggag ctgtctcaac 60 cagagattca gtgaaattgt agtggaggtg aaaattcctc ctacccgcgg caagacggaa 120 agaccccgtg gacctttact acaacttagc actgctaatg ggaatatcat gcgcaggata 180 ggtgggaggc tttgaagtaa gggctttggc tcttatggag ccatccttga gataccaccc 240 ttgatgtttc tgttagctaa ctggcctgtg ttatccacag gcaggacaat gcttggtggg 300 300 <210> 25 <211> 300 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A2142G <400> 25 tccttgtcgg ttaaataccg acctgcatga atggcgtaac gagatgggag ctgtctcaac 60 cagagattca gtgaaattgt agtggaggtg aaaattcctc ctacccgcgg caagacggga 120 agaccccgtg gacctttact acaacttagc actgctaatg ggaatatcat gcgcaggata 180 ggtgggaggc tttgaagtaa gggctttggc tcttatggag ccatccttga gataccaccc 240 ttgatgtttc tgttagctaa ctggcctgtg ttatccacag gcaggacaat gcttggtggg 300 300 <210> 26 <211> 300 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A2143G <400> 26 tccttgtcgg ttaaataccg acctgcatga atggcgtaac gagatgggag ctgtctcaac 60 cagagattca gtgaaattgt agtggaggtg aaaattcctc ctacccgcgg caagacggag 120 agaccccgtg gacctttact acaacttagc actgctaatg ggaatatcat gcgcaggata 180 ggtgggaggc tttgaagtaa gggctttggc tcttatggag ccatccttga gataccaccc 240 ttgatgtttc tgttagctaa ctggcctgtg ttatccacag gcaggacaat gcttggtggg 300 300 <210> 27 <211> 158 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Internal Control <400> 27 aagatattgg gggattgcta tcttgttggg ttcaggtgct ttttgcttct ctatccgaat 60 tctcgttctt tatcataaaa gttctccccc gccaatgaat gataagtgcc taggtgaagc 120 atagtataag ataagtcaga aaagtctaag tcttatga 158
Claims (16)
Helicobacter pylori genotype identification PNA probe comprising any one sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 13 to SEQ ID NO: 22
The method of claim 1, wherein the PNA probe hybridizes with any one or more genes selected from the group consisting of 23s rRNA gene wild type, A2142G mutant, and A2143G mutant. Helicobacter pylori genotype identification PNA Probe.
According to claim 1, wherein said PNA probe is Helicobacter pylori (Helicobacter pylori) genotype PNA probe for determining such a manner that self-coupled reporter and quencher.
The method of claim 1, wherein the PNA probe has a melting temperature with a target gene of 56°C to 72°C when the wild type is, 48°C to 68°C when the A2142 mutation, and 56°C to 77 when the A2143 mutation Helicobacter pylori ( Helicobacter pylori ) genotype identification PNA probe, characterized in that the ℃.
The method of claim 3, wherein the reporter is FAM (6-carboxyfluorescein), Texas red, HEX (2',4',5',7',-tetrachloro-6-carboxy-4,7-dichlorofluorescein) and Helicobacter pylori, characterized in that at least one selected from the group consisting of Cy5 ( Helicobacter pylori ) PNA probe for genotyping.
Claim for according to 3, wherein the predetermined photon (quencher) is TAMRA (6-carboxytetramethyl-rhodamine) , Helicobacter pylori (Helicobacter pylori), characterized in that at least one selected from the group consisting of BHQ1, BHQ2 and Dabcyl genotype determination PNA probe.
The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 as a forward primer and SEQ ID NO: 3 as a reverse primer; The base sequence of SEQ ID NO: 2 as a forward primer and SEQ ID NO: 3 as a reverse primer; The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 as a forward primer and SEQ ID NO: 5 as a reverse primer; The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 as a forward primer and SEQ ID NO: 6 as a reverse primer; And a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7, as a forward primer, and SEQ ID NO: 8 as a reverse primer; And SEQ ID NO: 9 as a forward primer, Helicobacter pylori (Helicobacter pylori) a pair of primers for gene amplification is selected from the group consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10 as a reverse primer (primer pair).
A composition for determining the genotype of Helicobacter pylori comprising the PNA probe of claim 1 and the primer pair of claim 7.
The method of claim 8, wherein the composition comprises an internal control material; A pair of primers of SEQ ID NOs: 11 and 12 for detecting this; And Helicobacter pylori ( Helicobacter pylori ) genotype determination composition, characterized in that it further comprises a PNA probe of SEQ ID NO: 23.
Helicobacter pylori comprising the composition of claim 9 ( Helicobacter pylori ) genotype determination kit.
b) 제7항의 프라이머 쌍을 이용하여 헬리코박터 파일로리 23s rRNA 유전자를 증폭시키고, 상기 증폭산물을 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 PNA 프로브와 혼성화시키는 단계; 및
c) 상기 b)단계에서 혼성화된 반응물의 융해곡선을 분석하여 상기 유전자의 유전형을 판별하는 단계;
를 포함하는 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori) 유전형 판별방법.
a) extracting genomic DNA from the specimen;
b) amplifying the Helicobacter pylori 23s rRNA gene using the primer pair of claim 7, and hybridizing the amplified product with the PNA probe of claim 1; And
c) analyzing the melting curve of the reactants hybridized in step b) to determine the genotype of the gene;
Helicobacter pylori comprising a ( Helicobacter pylori ) genotype determination method.
The method of claim 11, wherein the specimen is a DNA sample derived from tissue, hair, sputum, blood, saliva, or urine.
12. The method of claim 11, wherein step b) further comprises an internal control material.
The method of claim 13, wherein the internal control material is amplified by a pair of primers represented by the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 11 and 12, and is detected with a probe of SEQ ID NO: 23.
The detection method according to claim 11, wherein the melting curve analysis is performed by a fluorescence melting curve analysis (FMCA) method.
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---|---|---|---|---|
WO2023121098A1 (en) * | 2021-12-23 | 2023-06-29 | 주식회사 이노제닉스 | Pcr-reverse blot hybridization assay-based improved diagnostic method capable of detecting and identifying both helicobacter pylori and antibiotic-resistant gene thereof, and application thereof |
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- 2019-05-09 KR KR1020190054253A patent/KR20200129600A/en not_active Application Discontinuation
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WO2023121098A1 (en) * | 2021-12-23 | 2023-06-29 | 주식회사 이노제닉스 | Pcr-reverse blot hybridization assay-based improved diagnostic method capable of detecting and identifying both helicobacter pylori and antibiotic-resistant gene thereof, and application thereof |
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