KR20220161754A - Method for amplifying target dna - Google Patents

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KR20220161754A
KR20220161754A KR1020210069873A KR20210069873A KR20220161754A KR 20220161754 A KR20220161754 A KR 20220161754A KR 1020210069873 A KR1020210069873 A KR 1020210069873A KR 20210069873 A KR20210069873 A KR 20210069873A KR 20220161754 A KR20220161754 A KR 20220161754A
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정상균
양승경
조선화
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주식회사 키오믹스
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Abstract

The present application relates to a method for amplifying molecularly-marked target DNA, and a method for sequencing target DNA. More specifically, the present invention relates to: a method for amplifying desired target DNA from complex DNA samples such as genomes; and a target DNA sequencing method using the same. The present invention can be usefully used to determine an accurate target DNA sequence without errors by constructing a common sequence of sequences in which molecular markers are the same.

Description

표적 DNA 증폭 방법{METHOD FOR AMPLIFYING TARGET DNA}Target DNA amplification method {METHOD FOR AMPLIFYING TARGET DNA}

본 출원은 분자표지된 표적 DNA 증폭 방법 및 표적 DNA 시퀀싱 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유전체와 같이 복잡한 DNA 시료에서 원하는 표적 DNA를 증폭하는 방법 및 이를 이용한 표적 DNA 시퀀싱 방법에 관한 것이다.The present application relates to a molecular-labeled target DNA amplification method and a target DNA sequencing method, and more particularly, to a method for amplifying a desired target DNA from a complex DNA sample such as a genome and a target DNA sequencing method using the same.

특정 염기서열을 갖는 DNA(deoxyribonucleic acid), 즉 표적 DNA(target DNA)의 검출은 병원성 질병이나 유전성 질병의 진단에 응용될 수 있어 많은 관심을 받고 있다.Detection of DNA (deoxyribonucleic acid) having a specific nucleotide sequence, that is, target DNA (target DNA), can be applied to the diagnosis of pathogenic or hereditary diseases, and thus has attracted much attention.

생물체 내의 핵산(DNA 또는 RNA) 분석을 위해 혈액 등의 생체 시료로부터 핵산을 추출하게 되면 일반적으로 추출되는 양은 다양한 분석에 바로 사용되기에는 매우 적기 때문에, 이를 정확히 분석하기 위해서는 추출된 핵산의 증폭이 필요하다. 현재까지 다양한 방법의 핵산 증폭 기술이 개발되었으며, 특히 DNA를 증폭하는 대표적인 방법인 PCR (Polymerase Chain Reaction, 중합효소연쇄반응)은 표적 유전자를 선택적으로 대량 증폭하여 주는 고효율의 증폭기술이기 때문에, 다양한 분야에서 광범위하게 사용되고 있다.이러한 배경 하에, 본 발명자들은 기존의 방법에 비해 증폭된 표적 핵산을 효과적이고 정확하게 분석할 수 있는 방법을 개발하고자 예의 노력한 결과, 분자표지된 원형화 DNA를 이용하여 표적 DNA를 효과적으로 증폭할 수 있다는 것을 확인하고, 본 출원을 완성하였다.When nucleic acids are extracted from biological samples such as blood for analysis of nucleic acids (DNA or RNA) in living organisms, the amount extracted is generally too small to be directly used for various analyses, so it is necessary to amplify the extracted nucleic acids to accurately analyze them. do. Various methods of nucleic acid amplification technology have been developed to date. In particular, PCR (Polymerase Chain Reaction), a representative method for amplifying DNA, is a high-efficiency amplification technology that selectively amplifies target genes in large quantities. Under this background, the present inventors have made diligent efforts to develop a method that can effectively and accurately analyze amplified target nucleic acids compared to conventional methods, and as a result, target DNA using molecularly labeled circular DNA It was confirmed that it could be effectively amplified, and this application was completed.

본 출원의 하나의 목적은, (1) 절단된 DNA의 절단면과 상보적 말단을 갖는 이중가닥 어댑터를 결합시키는 제1단계; (2) 어댑터가 부착된 DNA를 증폭하는 제2단계; (3) 증폭된 DNA의 원형화를 위한 ligation이 가능하도록 말단 서열부위를 조작하는 제3단계; (4) 상기 제3단계에서 DNA를 원형화하는 제4단계; 및 (5) 상기 제4단계에서 제조된 원형화 DNA로부터 표적 서열부위를 증폭해내는 제5단계를 포함하는 분자표지된 표적 DNA 증폭 방법을 제공하는 것이다.One object of the present application is, (1) a first step of coupling a double-stranded adapter having a cleavage surface and complementary ends of the cleaved DNA; (2) a second step of amplifying the DNA to which the adapter is attached; (3) a third step of manipulating the terminal sequence to enable ligation for circularization of the amplified DNA; (4) a fourth step of circularizing the DNA in the third step; and (5) a fifth step of amplifying a target sequence region from the circularized DNA prepared in the fourth step.

본 출원의 다른 하나의 목적은 상기 방법에 의해 제조된 증폭산물을 주형별로 그룹화하는 단계 및 각 그룹의 공통 서열을 구성하는 단계를 포함하는 표적 DNA 시퀀싱 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present application is to provide a target DNA sequencing method comprising the steps of grouping amplification products prepared by the method according to templates and constructing a common sequence for each group.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 출원에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 출원에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 출원의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 출원의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.A detailed description of this is as follows. Meanwhile, each description and embodiment disclosed in this application may also be applied to each other description and embodiment. That is, all combinations of various elements disclosed in this application fall within the scope of this application. In addition, the scope of the present application is not to be construed as being limited by the specific descriptions described below.

또한, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 통상의 실험만을 사용하여 본 출원에 기재된 본 출원의 특정 양태에 대한 다수의 등가물을 인지하거나 확인할 수 있다. 또한, 이러한 등가물은 본 출원에 포함되는 것으로 의도된다.In addition, those skilled in the art will recognize, or be able to ascertain using no more than routine experimentation, many equivalents to the specific aspects of the present application described herein. Also, such equivalents are intended to be included in this application.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 양태는,In order to achieve the above object, one aspect of the present invention,

(1) 세포, 조직 또는 혈액과 같은 체액에서 추출된 DNA를 추출된 상태의 DNA 또는 물리적인 방법이나 화학적 방법을 통해 추가적인 절단을 수행한 상태의 DNA에 대해 A-tailing과 같이 말단 부위를 정리한 다음 준비된 어댑터와 결합시키는 제1단계;(1) For DNA extracted from cells, tissues, or bodily fluids such as blood, or DNA in a state where additional cleavage has been performed through physical or chemical methods, the ends are arranged such as A-tailing. A first step of coupling with the next prepared adapter;

(2) 양 말단에 어댑터가 결합된 DNA를 어댑터에 특이적인 서열을 제공하며 PCR 증폭후 생성된 DNA 산물이 절단효소에 의해 어댑터 부위의 특정 부위를 잘라낼 수 있는 추가적인 구조를 제공하는 프라이머를 이용하여 증폭하는 제2단계;(2) Using primers that provide adapter-specific sequences for the DNA to which adapters are bound at both ends, and additional structures that allow DNA products generated after PCR amplification to cleave specific sites of adapter sites by cleaving enzymes. A second step of amplification;

(3) 상기 제2단계에서 증폭된 DNA의 말단부위를 특정 서열 또는 구조를 인식하는 제한효소로 절단하고 필요시 DNA polymerization을 통해 말단 구조의 제한된 변형을 일으켜 DNA 원형화를 준비하는 제3단계(3) The third step of preparing DNA circularization by cutting the terminal part of the DNA amplified in the second step with a restriction enzyme that recognizes a specific sequence or structure and, if necessary, by limiting the modification of the terminal structure through DNA polymerization.

(4) 상기 제3단계에서 준비된 DNA를 자체 ligation 또는 말단부위와 상보적 구조를 갖는 어댑터를 이용한 ligation을 통해 원형화 하는 제4단계(4) The 4th step of circularizing the DNA prepared in the 3rd step through self-ligation or ligation using an adapter having a structure complementary to the terminal part.

(5) 상기 제4단계에서 원형화된 DNA를 주형으로 하여, 표적하고자 하는 염기서열에 특이적인 프라이머쌍을 이용하여 표적 서열을 증폭하는 제5단계를 포함하는 분자표지된 원형화 DNA를 이용한 표적 DNA의 증폭 방법을 제공한다.(5) A target using molecularly labeled circularized DNA comprising a fifth step of amplifying the target sequence using the DNA circularized in the fourth step as a template and using a primer pair specific to the target sequence A method for amplifying DNA is provided.

상기 제1단계 내지 제5단계는 차세대 염기서열 분석(Next Generation Sequencing; NGS)을 위한 라이브러리를 제조하는 단계로 제공될 수 있다.The first to fifth steps may be provided as steps for preparing a library for Next Generation Sequencing (NGS).

본 발명에서 용어, "차세대 염기서열 분석(Next Generation Sequencing; NGS)"은 유전체의 염기서열에 대한 고속 분석 방법을 말하며, High-throughput sequencing, Massive parallel sequencing 또는 Second generation sequencing과 혼용되어 사용될 수 있다.In the present invention, the term "next generation sequencing (NGS)" refers to a high-speed analysis method for genome sequencing, and may be used interchangeably with high-throughput sequencing, massive parallel sequencing, or second generation sequencing.

본 발명에서 용어, "라이브러리"는 제한효소 등으로 절단하거나 유전학적 또는 구조적으로 공통적 특성을 갖는 DNA 조각들의 집합으로 NGS를 통해 염기서열을 결정할 수 있게 준비된 것이나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로 본 발명에서 상기 라이브러리는 상기 제1단계 내지 제5단계를 통해 제조할 수 있다.In the present invention, the term "library" is a collection of DNA fragments having common characteristics genetically or structurally or digested with restriction enzymes, etc., prepared to be sequenced through NGS, but is not limited thereto. Specifically, in the present invention, the library can be prepared through the first to fifth steps.

상기 제1단계는 다양한 샘플로부터 추출된 DNA를 특정 구조가 있는 어댑터와 결합하는 단계를 제공한다. The first step provides a step of combining DNA extracted from various samples with an adapter having a specific structure.

본 발명에서 용어, "어댑터"는 DNA에 조각의 양 말단에 결합하여 어댑터에 특이적인 서열을 갖는 프라이머를 사용해서 어댑터 사이에 위치한 DNA 서열을 증폭하기 위해 사용되는 이중나선 구조의 염기서열을 말하며 부분적 단일가닥 부위를 가질 수 있고 이중가닥 일부가 비상보적 염기쌍으로 구성될 수 있다. In the present invention, the term "adapter" refers to a base sequence of a double helix structure used to amplify a DNA sequence located between adapters using primers having adapter-specific sequences by binding to both ends of a DNA fragment, and partially It may have a single-stranded region and a portion of the double-stranded region may consist of non-complementary base pairs.

상기 어댑터는 두 개의 올리고뉴클레오티드인 Top_oligo와 Bot_oligo의 상보적 결합과 이후 단일 가닥 부위를 상보적 염기쌍으로 채우는 fill-in 과정 그리고 말단의 한쪽에 3'-T overhang 구조를 만들기 위한 제한효소 절단을 포함하는 과정으로 구성될 수 있다(도 1). The adapter includes complementary binding of two oligonucleotides, Top_oligo and Bot_oligo, followed by a fill-in process of filling the single-stranded region with complementary base pairs, and restriction enzyme cleavage to create a 3'-T overhang structure on one side of the terminal It may consist of a process (Fig. 1).

이때 올리고를 표현하는 Top과 Bot은 상보적 염기서열 쌍인 이중나선 DNA를 그림으로 표현했을 때 위쪽과 아랫쪽을 가리켜 두 가닥을 구별하기 쉽도록 표기한 것으로 실질적 위와 아래를 가리키는 것은 아니다. At this time, Top and Bot, which represent oligos, point to the top and bottom to make it easy to distinguish the two strands when the double-stranded DNA, which is a pair of complementary base sequences, is pictured, and does not actually indicate up and down.

상기 어댑터는 제한효소 인식부위, 분자표지 부위 및 서열부위로 구성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The adapter may be composed of a restriction enzyme recognition site, a molecular marker site and a sequence site, but is not limited thereto.

구체적으로, 상기 어댑터를 구성하기 위한 Top_oilgo는 이중가닥구조 상에서 제한효소 Hpy188I를 처리하였을 때 3'-T overhang을 말단을 형성할 수 있는 제한효소 인식부위를 서열의 5' 쪽에 포함하고 있으며 그 아래로 여러 개의 N을 포함하는 분자표지 부위 그리고 Bot_oligo와 상보적 결합을 할 수 있는 서열부위로 구성되어 있다. 이때 분자표지를 구성하는 N은 서열상의 N이 차지하는 위치에 염기 A, G, T, C가 무작위적으로 나타나게 하여 N으로 대표되는 여러 개의 염기구성을 통해 다양한 서열 조합을 형성하여 어댑터에 결합된 DNA 조각들을 구별하게 하는 수단을 제공한다. 또한 어댑터에 결합하는 DNA조각에 대해 이중가닥의 각 가닥을 구별하기 위해 두 oligo의 상보적 결합부위에 비상보적 염기쌍을 위치시킬 수 있다. Specifically, Top_oilgo for constructing the adapter contains a restriction enzyme recognition site at the 5' side of the sequence that can form a 3'-T overhang at the end when the restriction enzyme Hpy188I is treated on a double-stranded structure, and below it It consists of a molecular marker region containing several Ns and a sequence region capable of complementary binding with Bot_oligo. At this time, N constituting the molecular marker makes bases A, G, T, and C randomly appear at the position occupied by N on the sequence, and forms various sequence combinations through several base configurations represented by N. DNA bound to the adapter It provides a means to differentiate the pieces. In addition, non-complementary base pairs can be placed at the complementary binding sites of the two oligos to distinguish each strand of the duplex for the DNA fragment binding to the adapter.

본 발명의 상기 어댑터를 결합시키는 단계는 DNA 중합효소를 이용하여 어댑터 말단 단일 가닥의 fill-in을 수행하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The step of binding the adapter of the present invention may include, but is not limited to, a step of performing fill-in of a single strand of the adapter end using a DNA polymerase.

구체적으로, 두 올리고가 동일 molar ratio로 용해되어있는 용액의 온도를 95℃로 올린 뒤 서서히 식히는 방식으로 이들의 상보적 결합을 완성한다. 두 올리고가 상보적 결합을 이룬 뒤 단일가닥 부위는 DNA polymerase 효소와 dNTP를 기질로 사용하여 fill-in 반응을 수행함으로서 완전한 이중가닥 구조를 형성한다. A-tail된 DNA에 어댑터를 결합시키기 위해 이중가닥 어댑터를 Hpy188I 제한효소로 절단하여 한쪽의 말단에 3'-T overhang을 생성시킴으로서 어댑터를 완성한다(도2).Specifically, their complementary bonding is completed by raising the temperature of a solution in which the two oligos are dissolved at the same molar ratio to 95° C. and then slowly cooling them down. After the two oligos form complementary bonds, the single-stranded region forms a complete double-stranded structure by performing a fill-in reaction using DNA polymerase and dNTP as substrates. To bind the adapter to the A-tailed DNA, the double-stranded adapter is digested with Hpy188I restriction enzyme to create a 3'-T overhang at one end, thereby completing the adapter (Fig. 2).

어댑터에 결합시킬 DNA조각은 조직, 세포, 체액 등 다양한 형태나 상태의 샘플에서 채취할 수 있으며, 채취된 DNA의 상태에 따라 추가적인 절단을 수행하거나 채취된 DNA를 그대로 사용할 수 있다. 추가적인 절단은 초음파를 이용한 물리적 방법을 사용하여 일정 크기범위로 절단하거나, 여러 개의 endonuclease 칵테일로 구성된 효소 체계를 이용하여 절단할 수 있다.DNA fragments to be bound to adapters can be collected from samples in various forms or states, such as tissues, cells, and body fluids. Further cleavage can be cleaved to a certain size range using a physical method using ultrasound, or can be cleaved using an enzymatic system composed of several endonuclease cocktails.

절단된 DNA의 양 말단에 대해 필요시 trimming, fill-in 등의 반응을 수행한 후 A-tailing을 수행하여 이는 통상의 방법을 따른다. 양 말단에 3' A-tail된 DNA 조각들은 상기한 어댑터와 DNA ligase를 사용하여 결합시킴으로서 제1단계를 완성한다(도3).If necessary, trimming, fill-in, etc. are performed on both ends of the cut DNA, followed by A-tailing, which follows the usual method. DNA fragments 3' A-tailed at both ends are ligated using the above adapter and DNA ligase to complete the first step (Fig. 3).

상기 제2단계는 어댑터가 결합된 DNA들을 PCR을 통해 증폭하는 단계를 제공한다. The second step provides a step of amplifying the adapter-linked DNAs through PCR.

프라이머는 어댑터 부위의 비상보적 염기쌍 바깥쪽에 결합하도록 설계하고, 어댑터가 결합된 DNA를 증폭하였을 때 이중가닥 DNA의 각 증폭산물 염기서열에서 비상보적 염기쌍이 위치한 부위가 서로 다르게 나타나게 하여 각 증폭산물이 이중가닥의 어느 편에서 유래하였는지 알 수 있도록 한다.The primer is designed to bind to the outside of the non-complementary base pair of the adapter site, and when the DNA to which the adapter is bound is amplified, the site where the non-complementary base pair is located in each amplification product base sequence of the double-stranded DNA appears differently from each other, so that each amplification product is doubled. Make sure you know which side of the strand it came from.

또한 프라이머는 어댑터 DNA에 특이적인 서열을 가지고 있으며 DNA 원형화를 위한 말단 구조를 형성하기 위해 프라이머에 구조적 장치를 포함할 수 있다(도4).In addition, the primers have sequences specific to the adapter DNA and may include structural devices in the primers to form end structures for DNA circularization (Figure 4).

구체적으로, 어댑터에 특이적인 서열에서 도 3에 제시한 것과 같이 프라이머의 염기서열에서 X로 표시된 부위에 methyl-cytosine 을 사용하였는데, 이는 이웃한 cytosine과 함께 FspE1 제한효소의 인식부위를 제공한다. Specifically, in the adapter-specific sequence, as shown in FIG. 3, methyl-cytosine was used at the site indicated by X in the primer sequence, which together with neighboring cytosine provides a recognition site for the FspE1 restriction enzyme.

상기 제3단계는 증폭된 DNA의 말단을 가공하여 원형화 DNA를 생성하기 용이한 구조를 형성하는 단계를 제공한다. FspE1은 DNA 염기서열에 존재하는 CmC 서열구조를 인식하며 이 인식서열이 있는 DNA가닥의 3' 쪽으로 12개 염기 다음의 phosphor-diester 결합을 절단하고 CmC 가닥의 상보적 서열이 있는 DNA가닥에서는 5' 쪽으로 16개의 염기 다음에 있는 phosphor-diester 결합을 절단함으로서 5' 쪽에 4개의 염기가 overhang 구조를 갖는 말단을 생성한다(도5 및 도6). 이때 FspEI 제한효소는 인식부위 밖에서 절단을 하므로 절단 후 양 말단의 overhang이 필요에 따라 서로 상보적이거나 상보성이 없도록 어댑터 서열을 설계할 수 있다. The third step provides a step of processing the ends of the amplified DNA to form a structure that facilitates the creation of circularized DNA. FspE1 recognizes the CmC sequence structure present in the DNA sequence, cleaves the phosphor-diester bond 12 bases to the 3' side of the DNA strand with this recognition sequence, and 5' in the DNA strand with the complementary sequence of the CmC strand. By cleaving the phosphor-diester bond next to 16 bases to the side, a terminal having an overhang structure of 4 bases on the 5' side is generated (Fig. 5 and Fig. 6). At this time, since the FspEI restriction enzyme cleaves outside the recognition site, adapter sequences can be designed so that the overhangs of both ends after cleavage are complementary or non-complementary with each other, if necessary.

상기 제4단계는 양 말단이 가공된 증폭된 DNA의 원형화 시키는 단계를 제공한다. FspEI에 의해 5' overhang을 이용하여 자가 ligation을 통한 원형화 또는 작은 어댑터 삽입시키는 ligation 반등을 통한 원형화를 제공한다. 이때 원형화를 위한 어댑터는 양 말단에 형성된 overhang에 각각 상보적인 overhang을 가지고 있다. 또한 어댑터의 두 가닥 중 한 가닥만 ligation을 통해 원형화가 이루어지도혹 어댑터의 한쪽 가닥의 5' 말단에 인산기를 배치할 수 있다. 두 가닥 모두 원형화 되었을 경우 제5단계에서 수행되는 PCR 증폭과정에서 원형화된 DNA가 꼬임 구조에 의해 polymerization 진행방향으로 물리적 압력이 커져서 polymerization 반응이 억제될 수 있으므로 한 가닥만의 원형화를 통해 이를 해소할 수 있다(도7, 도8 및 도9)The fourth step provides a step of circularizing the amplified DNA with both ends processed. Circularization through autologous ligation using a 5' overhang by FspEI or circularization through ligation rebound with the insertion of a small adapter is provided. At this time, the adapter for circularization has overhangs complementary to the overhangs formed at both ends. In addition, even if only one strand of the adapter is circularized through ligation, a phosphate group can be placed at the 5' end of one strand of the adapter. When both strands are circular, the physical pressure in the direction of polymerization increases due to the twisted structure of the circularized DNA during the PCR amplification process in step 5, which can inhibit the polymerization reaction. can be resolved (Figs. 7, 8 and 9)

상기 제5단계는 표적 염기서열에 특이적인 프라이머쌍을 이용하여 분자표지가 포함된 형태로 표적서열을 증폭하는 단계를 제공한다(도9 및 도10). The fifth step provides a step of amplifying the target sequence in a form containing a molecular marker using a primer pair specific to the target sequence (FIGS. 9 and 10).

구체적으로, 상기 제4단계에서 제조된 산물을 주형으로 하여, 상기 주형의 양 말단에 결합하는 프라이머 쌍을 이용하여 PCR을 수행하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, PCR may be performed using the product prepared in the fourth step as a template and using a pair of primers binding to both ends of the template, but is not limited thereto.

본 발명에서 용어, "증폭산물"은 프라이머를 이용하여 수행한 PCR의 결과물을 의미하며, 증폭된 DNA와 혼용되어 사용될 수 있다.In the present invention, the term "amplification product" means a result of PCR performed using primers, and may be used in combination with amplified DNA.

상기 증폭된 DNA에는 증폭 대상인 각 주형에 따라 각기 다른 표지를 포함하게 된다.The amplified DNA includes different labels according to each template to be amplified.

상기 제5단계는 원형화된 DNA에 대해 이루어지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The fifth step may be performed on circularized DNA, but is not limited thereto.

구체적으로,프라이머의 방향은 원형화된 DNA 구조에서 각 프라이머가 분자표지를 향하도록 설계하는데 이 형태는 원형화되지 않은 상태에서 서로의 진행 방향은 만나지 않은 쪽으로 진행하기 때문에 원형화되지 않은 DNA에서의 증폭은 일어나지 않게 된다. Specifically, the direction of the primers is designed so that each primer faces the molecular marker in the circularized DNA structure. Since this form proceeds in the direction where they do not meet each other in the non-circularized state, amplification does not occur.

상기 제5단계에서 증폭된 DNA의 염기서열을 결정한 후 중간에 삽입된 분자표지의 서열과 상대적인 삽입 위치등을 고려하여 template 기원이 서로 같은 서열들을 모을 수 있다. 이들 모음으로부터 공통된 consensus 서열을 구성함으로서 표적 DNA의 정확한 염기서열을 결정할 수 있는 수단을 제공한다. 증폭하고자 하는 표적 서열이 다수일 경우 각 표적에 대한 프라이머쌍을 상기와 동일하게 제작하여 다중 표적을 증폭함으로서 표적 DNA에 대한 library를 제작할 수 있다.After determining the nucleotide sequence of the DNA amplified in the fifth step, sequences having the same template origin can be collected in consideration of the sequence of the molecular marker inserted in the middle and the relative insertion position. By constructing a common consensus sequence from these collections, it provides a means to determine the exact base sequence of the target DNA. If there are multiple target sequences to be amplified, primer pairs for each target can be prepared in the same manner as above and multiple targets can be amplified to prepare a library for target DNA.

상기 제5단계 이후 NGS 과정이 추가로 수행될 수 있다.After the fifth step, an NGS process may be additionally performed.

본 출원의 다른 하나의 양태는 제한효소 인식부위, 분자표지 부위 및 서열부위로 구성되는 특정 구조가 있는 어댑터를 제공한다.Another aspect of the present application provides an adapter having a specific structure composed of a restriction enzyme recognition site, a molecular marker site, and a sequence site.

본 출원의 어댑터는 앞서 설명한 바와 같다.The adapter of the present application is as described above.

본 출원의 다른 하나의 양태는,Another aspect of the present application is,

(1) 세포, 조직 또는 혈액과 같은 체액에서 추출된 DNA를 추출된 상태의 DNA 또는 물리적인 방법이나 화학적 방법을 통해 추가적인 절단을 수행한 상태의 DNA에 대해 A-tailing과 같이 말단 부위를 정리한 다음 준비된 어댑터와 결합시키는 제1단계;(1) For DNA extracted from cells, tissues, or bodily fluids such as blood, or DNA in a state where additional cleavage has been performed through physical or chemical methods, the ends are arranged such as A-tailing. A first step of coupling with the next prepared adapter;

(2) 양 말단에 어댑터가 결합된 DNA를 어댑터에 특이적인 서열을 제공하며 PCR 증폭후 생성된 DNA 산물이 절단효소에 의해 어댑터 부위의 특정 부위를 잘라낼 수 있는 추가적인 구조를 제공하는 프라이머를 이용하여 증폭하는 제2단계;(2) Using primers that provide adapter-specific sequences for the DNA to which adapters are bound at both ends, and additional structures that allow DNA products generated after PCR amplification to cleave specific sites of adapter sites by cleaving enzymes. A second step of amplification;

(3) 상기 제2단계에서 증폭된 DNA의 말단부위를 특정 서열 또는 구조를 인식하는 제한효소로 절단하고 필요시 DNA polymerization을 통해 말단 구조의 제한된 변형을 일으켜 DNA 원형화를 준비하는 제3단계(3) The third step of preparing DNA circularization by cutting the terminal part of the DNA amplified in the second step with a restriction enzyme that recognizes a specific sequence or structure and, if necessary, by limiting the modification of the terminal structure through DNA polymerization.

(4) 상기 제3단계에서 준비된 DNA를 자체 ligation 또는 말단부위와 상보적 구조를 갖는 어댑터를 이용한 ligation을 통해 원형화 하는 제4단계를 포함하는 분자표지된 원형화 DNA 제조 방법을 제공한다.(4) Provides a method for producing circularized molecularly labeled DNA comprising a fourth step of circularizing the DNA prepared in the third step through self-ligation or ligation using an adapter having a structure complementary to the end portion.

본 출원의 다른 하나의 양태는 상기 방법에 의해 제조된 증폭산물을 주형별로 그룹화하는 단계 및 각 그룹의 공통 서열을 구성하는 단계를 포함하는 표적 DNA 시퀀싱 방법을 제공한다.Another aspect of the present application provides a target DNA sequencing method comprising grouping amplification products prepared by the method according to templates and constructing a common sequence for each group.

본 출원의 증폭산물은 앞서 설명한 바와 같다.The amplification products of the present application are as described above.

증폭된 DNA에는 증폭 대상인 각 주형에 따라 각기 다른 표지를 포함하게 된다. 따라서 증폭된 DNA의 염기서열 분석을 통해 각 서열들을 주형별로 그룹화 할 수 있고, 각 그룹의 공통 서열을 구성하는 방식으로 정확한 표적 DNA 서열을 결정할 수 있다.The amplified DNA contains different labels according to each template to be amplified. Therefore, each sequence can be grouped by template through sequencing of the amplified DNA, and an accurate target DNA sequence can be determined by constructing a common sequence for each group.

Sequencing과정에서 수반되는 각종 생화학 반응과 sequencing 반응 자체가 결정된 염기서열에 상당한 수준의 오류를 포함시키고, 이러한 오류는 유전체에 포함된 낮은 빈도의 돌연변이를 정확하게 탐지하거나 측정하는 것을 어렵게 한다. Various biochemical reactions involved in the sequencing process and the sequencing reaction itself include a significant level of errors in the determined base sequence, and these errors make it difficult to accurately detect or measure low-frequency mutations included in the genome.

본 발명은 분자표지가 같은 서열들의 공통서열을 구성하는 방식으로 상술한 오류들을 효과적으로 제거할 수 있기 때문에 유전체 표적서열에 포함된 돌연변이의 형태, 수, 규모 등을 파악하는데 효과적으로 제공될 수 있다.Since the present invention can effectively eliminate the above-mentioned errors by constructing a common sequence of identical sequences with molecular markers, it can be effectively provided to determine the type, number, scale, etc. of mutations included in a genome target sequence.

본 출원의 표적 DNA 증폭 방법 및 표적 DNA 시퀀싱 방법은 분자표지된 원형화 DNA를 이용하여 유전체와 같이 복잡한 DNA 시료에서 원하는 표적 DNA를 증폭할 수 있다. 또한, 증폭된 DNA에는 증폭 대상인 각 주형에 따라 각기 다른 표지를 포함하게 되므로, 분자표지가 같은 서열들의 공통서열을 구성하는 방식으로 오류 없이 정확한 표적 DNA 서열을 결정하는데 유용하게 활용될 수 있다. The target DNA amplification method and the target DNA sequencing method of the present application can amplify a desired target DNA from a complex DNA sample such as a genome using molecularly labeled circularized DNA. In addition, since the amplified DNA includes different labels according to each template to be amplified, molecular markers can be usefully used to determine an accurate target DNA sequence without error by constructing a common sequence of the same sequences.

도 1은, 실시예에서 제조한 어댑터 Top_oligo 및 Bot_oligo의 구조 및 이에 대한 설명을 나타낸 것이다.
도 2는, 어댑터의 제작 과정을 나타낸 것이다.
도 3은, A-tail된 DNA조각의 양 말단에 어댑터가 결합된 것을 나타냈으며 DNA 조각의 두 가닥에 결합된 어댑터 가닥의 서열이 다르기 때문에 각 가닥을 색깔을 달리 해서 나타낸 것이다.
도 4는, 어댑터가 결합된 DNA조각을 증폭하기 위한 프라이머 서열을 나타낸 것이다.
도 5는, 어댑터가 결합된 DNA 조각을 도4의 프라이머를 이용하여 증폭하였을깨 DNA 조각의 각 가닥이 증폭된 형태를 나타낸 것으로 붉은색 화살표로 각 가닥이 증폭되었을 때 달라지는 염기를 표시한 것이다.
도 6은, 증폭된 DNA를 FspEI으로 절단하였을 때 DNA의 양 말단이 가지게 되는 구조를 나타낸 것이다.
도 7은, 도6의 DNA를 원형화 시킬 때 삽입시킬 어댑터를 구성하는 올리고를 나타낸 것이다.
도 8은, 도7의 올리고를 이용하여 제작한 어댑터 구조를 나타낸 것이다.
도 9는, 도6의 절단된 DNA에 도8의 어댑터를 삽입하여 원형화 시키는 것을 나타낸 것이다.
도 10은 도9의 원형화된 DNA를 주형으로 하여 표적 서열을 증폭하였을 때 표적서열과 그 사이에 포함된 인위적 서열의 구조를 나타낸 것이다.
도 11은 도3의 어댑터가 부착된 DNA를 도4의 프라이머를 이용하여 PCR 증폭한 DNA를 Agarose gel에 전기영동한 것을 나타낸 것이다.
도 12는 도 11의 증폭된 DNA의 말단 절단과 CAST어댑터 삽입을 위한 ligation을 수행된 DNA를 주형으로 하여 두 개의 표적 DNA를 각각 증폭하여 Agarose gel에 전기영동하여 나타낸 것이다.
도 13은 도 11의 증폭된 DNA의 말단 절단과 CAST어댑터 삽입을 위한 ligation을 수행된 DNA를 주형으로 하여 다중의 표적 DNA를 동시에 증폭하여 Agarose gel에 전기영동하여 나타낸 것이다.
1 shows the structure and description of the adapters Top_oligo and Bot_oligo prepared in Example.
Figure 2 shows the manufacturing process of the adapter.
3 shows that adapters are bound to both ends of the A-tailed DNA fragment, and each strand is shown in different colors because the sequences of the adapter strands bound to the two strands of the DNA fragment are different.
Figure 4 shows the primer sequence for amplifying the DNA fragment to which the adapter is bound.
FIG. 5 shows a form in which each strand of the DNA fragment is amplified when the adapter-linked DNA fragment is amplified using the primers shown in FIG.
Figure 6 shows the structure of both ends of the DNA when the amplified DNA is digested with FspEI.
FIG. 7 shows an oligo constituting an adapter to be inserted when the DNA of FIG. 6 is circularized.
Figure 8 shows an adapter structure prepared using the oligo of Figure 7.
Figure 9 shows circularization by inserting the adapter of Figure 8 into the cut DNA of Figure 6.
FIG. 10 shows structures of the target sequence and an artificial sequence included therebetween when the target sequence is amplified using the circularized DNA of FIG. 9 as a template.
FIG. 11 shows the electrophoresis of the DNA to which the adapter of FIG. 3 was attached by PCR amplification using the primers of FIG. 4 on an agarose gel.
FIG. 12 shows the result of electrophoresis on an agarose gel by amplifying two target DNAs, respectively, using the DNA subjected to ligation for insertion of the CAST adapter and end-truncation of the amplified DNA of FIG. 11 as a template.
FIG. 13 shows the results of simultaneous amplification of multiple target DNAs and electrophoresis on an agarose gel using the DNA subjected to ligation for insertion of the CAST adapter and end-truncation of the amplified DNA of FIG. 11 as a template.

이하 본 출원을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 출원을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 출원의 범위가 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in more detail through examples. However, these examples are intended to illustrate the present application by way of example, and the scope of the present application is not limited to these examples.

실시예 1: 어댑터(Adaptor) 제작Example 1: Fabrication of adapter

도 1에 도시된 구조와 같이 어댑터를 제작을 위한 Oligonucleotide를 준비하였다. 구체적으로, Top_oligo에는 Hpy188I 제한효소의 인식서열 부위 1과 분자표지 부위 2 그리고 어댑터가 결합된 DNA가 도4의 프라이머를 이용해 증폭되었을 때 FspE1에 의해 절단되는 부위 3을 포함하도록 하였다. Bot_oligo는 Top_Oligo의 3'-쪽 부분과 상보적 서열을 갖고 있지만 Top_oligo의 3부분과 결합하는 Bot_oligo의 4부분에 비상보적 염기쌍을 갖도록 함으로서 이 어댑터가 결합된 DNA의 각 strand가 구별될 수 있도록 하였다. 이때 각 올리고의 특징적 부위 및 서열은 각각의 역할을 설명하기위해 예시한 것이며 염기서열과 특징적 부위의 울리고 내에서의 위치는 각 역할이 영향 받지 않는 범위에서 달라질 수 있다.As shown in the structure shown in Figure 1, oligonucleotides for preparing adapters were prepared. Specifically, Top_oligo was included to include Hpy188I restriction enzyme recognition sequence site 1, molecular marker site 2, and site 3 that is cleaved by FspE1 when the DNA to which the adapter is coupled is amplified using the primers shown in FIG. 4 . Bot_oligo has a complementary sequence with the 3'-side of Top_Oligo, but each strand of DNA to which this adapter is bound can be distinguished by having a non-complementary base pair on the 4th part of Bot_oligo that binds to the 3rd part of Top_oligo. At this time, the characteristic site and sequence of each oligo are exemplified to explain the role of each oligonucleotide, and the base sequence and position of the characteristic site within the ring may vary within the range where each role is not affected.

도2에서와 같이 두 oligo를 상보적 결합시킨뒤 klenow 효소를 이용하여 Top_oligo의 단일가닥 부위에 상보적 염기쌍을 채우는 fill-in을 수행하였다. Fill-in이 완료된 이중가닥 DNA에 Hpy188I 제한효소를 처리하여 DNA의 한쪽면이 3'-T overhang을 갖도록 각절단면과 상보적 말단을 갖는 부분적 이중가닥 어댑터를 준비하였다. 이러한 구조는 어댑터를 결합시켜 증폭하고자 하는 DNA가 말단구조에 3'-A tail을 갖는 것에 어댑터를 결합시키기 용이하게 하기 위해서이며, 결합시키고자 하는 DNA의 말단부위의 구조에 따라 어댑터의 염기서열과 제한효소를 달리 할 수 있다. 절단된 DNA를 정제하여 어댑터를 준비하였다.As shown in FIG. 2, after complementary coupling of the two oligos, klenow enzyme was used to fill-in the single-stranded region of Top_oligo with complementary base pairs. A partially double-stranded adapter having each cleaved surface and complementary ends was prepared so that one side of the DNA has a 3'-T overhang by treating the double-stranded DNA filled-in with Hpy188I restriction enzyme. This structure is to make it easy to bind the adapter to the DNA to be amplified by binding the adapter to the terminal structure having a 3'-A tail, and depending on the structure of the terminal part of the DNA to be bound, Restriction enzymes can be different. Adapters were prepared by purifying the cut DNA.

어댑터를 구성하는 Top_oligo 및 Bot_oligo는 (주)바이오니아에 의뢰하여 제작하였다. 상기 두 올리고뉴클레오티드를 이용하여, 각각 100 pmole/μl의 농도로 50μl씩 동량을 혼합하였다. 그 다음 이를 95℃에서 5분간, 75℃에 5분간 차례로 방치한 후, 1℃/cycle/분의 속도로 온도를 75℃에서 35℃까지 내려 두 염기서열간의 상보적 결합을 유도함으로써 부분 이중가닥 DNA를 제작하였다. 부분 이중가닥 DNA 20μl에 klenow 효소 5unit과 버퍼 3μl, 10 mM dDNT 0.6μl 및 증류수 5.4μl를 첨가한 뒤 37℃에서 30분간 fill-in 반응을 수행하였다. Fill-in 된 이중가닥 DNA를 DNA purification kit를 이용하여 정제한 뒤 40μl의 elution 버퍼에 녹였다. 여기에 제한효소 Hpy188I 10 unit과 버퍼 5μl 그리고 물 4μl를 첨가한 뒤 37℃에서 4시간 반응 시킨 후 DNA purification kit로 정제하여 어댑터를 준비하였다.Top_oligo and Bot_oligo, which constitute the adapter, were produced by commissioning to Bioneer Co., Ltd. Using the above two oligonucleotides, equal amounts of 50 μl were mixed at a concentration of 100 pmole/μl, respectively. Then, after leaving it at 95 ° C for 5 minutes and at 75 ° C for 5 minutes in turn, the temperature was lowered from 75 ° C to 35 ° C at a rate of 1 ° C / cycle / min to induce complementary bonding between the two base sequences, thereby partially double-stranded. DNA was made. 5 units of klenow enzyme, 3 μl of buffer, 0.6 μl of 10 mM dDNT, and 5.4 μl of distilled water were added to 20 μl of partial double-stranded DNA, followed by a fill-in reaction at 37° C. for 30 minutes. Fill-in double-stranded DNA was purified using a DNA purification kit and then dissolved in 40 μl of elution buffer. After adding 10 units of restriction enzyme Hpy188I, 5 μl of buffer, and 4 μl of water, the mixture was reacted at 37°C for 4 hours, and purified using a DNA purification kit to prepare an adapter.

실시예 2: 시료 DNA의 절단과 어댑터 결합 및 증폭Example 2: Cleavage of Sample DNA and Adapter Binding and Amplification

사람 세포주에서 추출한 유전체 DNA를 Cobaris를 이용하여 300~500 bp의 길이로 절단하였다. 절단된 DNA는 end polish 및 3'-A tailing을 수행하였다. End-polish은 DNA 양 말단을 blunt end로 만들고, 5'-end에 phosphate를 붙여 주는 것으로 100 ng의 절단된 DNA에 T4 DNA polymerase를 3 unit, T4 polynucelotide kinase 10 unit, 10 mM dNTP 1 ul, 10 mM ATP 2.5 ul, buffer 2.5 ul를 첨가여 25℃ 에서 20분간 반응시켰다. End polish가 끝난 DNA를 DNA purification kit로 정제한 뒤 10 mM dATP 1μl 만을 기질로 첨가한 뒤 Taq polymerase 1 unit을 사용해 37℃에서 30분간 반응시켜 3'-A tailing을 수행하였다. 반응액에서 3'-end A-tailing된 절단 DNA를 DNA purification kit을 사용하여 정제하였다.Genomic DNA extracted from human cell lines was cut to a length of 300-500 bp using Cobaris. The cut DNA was subjected to end polish and 3'-A tailing. End-polish makes both ends of DNA blunt ends and attaches phosphate to 5'-end. 3 units of T4 DNA polymerase, 10 units of T4 polynucelotide kinase, 10 mM dNTP 1 ul, 10 2.5 ul of mM ATP and 2.5 ul of buffer were added and reacted at 25°C for 20 minutes. End polished DNA was purified with a DNA purification kit, only 1μl of 10 mM dATP was added as a substrate, and 3'-A tailing was performed by reacting at 37℃ for 30 minutes using 1 unit of Taq polymerase. The 3'-end A-tailed cleaved DNA in the reaction solution was purified using a DNA purification kit.

3'-end A-tailing 된 절단 DNA 40 ng에 Blunt/TA ligase master mix (2X, NEB)를 이용하여 25℃에서 30분간 도2의 Hpy1881로 절단된 어댑터를 반응시켜 결합시켰다. 어댑터가 결합된 DNA를 DNA purification kit로 정제하였다.40 ng of 3'-end A-tailed DNA was cleaved with Blunt/TA ligase master mix (2X, NEB) at 25° C. for 30 minutes, and the adapter cut with Hpy1881 of FIG. 2 was reacted and ligated. Adapter-bound DNA was purified with a DNA purification kit.

어댑터가 결합된 DNA 10 ng을 주형으로 사용하여 PCR을 통해 증폭하였다. 이때 프라이머는 어댑터 서열에 특이적인 도4의 프라이머 CAST4을 사용하였다. PCR 반응은 주형 DNA에 10mM dNTP 0.4 μl와 h-Taq DNA polymerase 2 unit을 첨가한 후 thermocyler에서 다음의 반응조건으로 수행하였다: 95℃ 15분 1회; 95℃ 10초, 57℃ 30초, 68℃ 40초 32회; 68℃ 10분 1회. 증폭된 DNA를 2% agarose gel에 전기영동하여 도11에 나타내었다. 상기한 프라이머 서열에 X로 표시한 부분은 methyl화 된 Cytosine이며 이웃한 Cytosine과 함께 제한효소 FspEI의 인식부위를 제공한다. 따라서 이 프라이머에 의해 증폭된 모든 DNA들은 FspEI에 의해 절단된다. 10 ng of adapter-linked DNA was used as a template and amplified through PCR. At this time, the primer CAST4 of FIG. 4 specific to the adapter sequence was used. The PCR reaction was performed in a thermocyler after adding 0.4 μl of 10 mM dNTP and 2 units of h-Taq DNA polymerase to the template DNA under the following reaction conditions: 95° C. for 15 minutes once; 32 cycles of 95°C for 10 seconds, 57°C for 30 seconds, and 68°C for 40 seconds; 68 10 minutes once. The amplified DNA was electrophoresed on a 2% agarose gel and is shown in FIG. 11 . The portion marked with X in the above primer sequence is a methylated cytosine and provides a recognition site for the restriction enzyme FspEI together with a neighboring cytosine. Therefore, all DNA amplified by this primer is cleaved by FspEI.

실시예 3: 증폭된 DNA의 원형화와 단일 표적 DNA 증폭Example 3: Circularization of amplified DNA and single target DNA amplification

실시예 2에서 증폭된 DNA 400ng에 FspEI 효소 5 unit, enzyme activator solution 0.6 ul, buffer 3 ul를 첨가하여 37℃에서 4 시간 반응하여 DNA의 말단부위를 절단하고 DNA purification kit로 정제하였다. DNA 양 말단은 효소 절단에 의해 4개 염기의 5'-overhang구조를 가지며 두 말단의 overhang을 서로 상보적이지 않다. 이 DNA의 원형화를 위해 두 말단에 각각 상보적인 4개 염기 overhang을 갖는 작은 어댑터 DNA를 사용하여 ligation 반응을 수행함으로써 DNA 원형화를 수행하였다. 도8의 CAST 어댑터는 fill-in하지 않고 도 7의 두 올리고를 상보적 결합만 시켜서 사용하였다 (Ins4T/4B). FspEI으로 절단된 DNA 50 ng에 CAST 어댑터와 Blunt/TA ligase master mix를 첨가하고 25℃에서 2시간 반응시켜 DNA를 원형화 시키고 DNA purification kit로 정제하였다. 원형화된 DNA 10ng을 주형으로 하여 표적 DNA에 특이적인 프라이머쌍을 이용하여 PCR을 수행하였다. 이때 두개의 표적에 대해 각각 PCR을 수행하여 표적 DNA를 선택적으로 증폭하였다 (도12). PCR 조건은 다음과 같다: 95℃ 15분 1회; 95℃ 10초, 57℃ 30초, 68℃ 40초 38회; 68℃ 10분 1회. 이때 증폭된 DNA는 증폭산물의 중간에 분자표지와 어댑터 서열 등을 포함하게 된다. 5 units of FspEI enzyme, 0.6 ul of enzyme activator solution, and 3 ul of buffer were added to 400 ng of the DNA amplified in Example 2, followed by reaction at 37°C for 4 hours to cleave the DNA end and purify with a DNA purification kit. Both ends of DNA have a 5'-overhang structure of 4 bases by enzymatic digestion, and the overhangs of the two ends are not complementary to each other. For circularization of this DNA, DNA circularization was performed by performing a ligation reaction using a small adapter DNA having a 4-nucleotide overhang complementary to each of the two ends. The CAST adapter of FIG. 8 was used by complementary coupling of the two oligos of FIG. 7 without fill-in (Ins4T/4B). To 50 ng of DNA digested with FspEI, CAST adapter and Blunt/TA ligase master mix were added, reacted at 25°C for 2 hours to circularize DNA, and purified with a DNA purification kit. PCR was performed using 10 ng of circularized DNA as a template and using a primer pair specific to the target DNA. At this time, PCR was performed on each of the two targets to selectively amplify the target DNA (FIG. 12). The PCR conditions were as follows: 15 minutes at 95° C.; 38 cycles of 95°C for 10 seconds, 57°C for 30 seconds, and 68°C for 40 seconds; 68 10 minutes once. At this time, the amplified DNA includes molecular markers and adapter sequences in the middle of the amplification product.

실시예 4: 증폭된 DNA의 원형화와 다중 표적 DNA의 증폭Example 4: Circularization of amplified DNA and amplification of multiple target DNA

실시예 3에서 원형화된 DNA 10ng을 주형으로 하여 다중의 표적 DNA에 특이적인 다중의 프라이머쌍을 이용하여 PCR을 수행함으로써 표적 DNA를 선택적으로 증폭하였다 (도13). 이때 다중 PCR은 프라이머쌍을 각각 10개, 20개, 50개를 포함하도록 하는 세가지 조건에서 실시하였다. PCR 조건은 다음과 같다95℃ 15분 1회; 95℃ 10초, 57℃ 3분, 68℃ 40초 38회; 68℃ 10분 1회. 이때 증폭된 DNA는 증폭산물의 중간에 분자표지와 ligation 된 DNA가닥의 overhang 서열을 포함하게 된다.Target DNA was selectively amplified by performing PCR using 10 ng of the circularized DNA in Example 3 as a template and using multiple primer pairs specific to multiple target DNAs (FIG. 13). At this time, multiple PCR was performed under three conditions to include 10, 20, and 50 primer pairs, respectively. The PCR conditions were as follows: 1 time at 95° C. for 15 minutes; 38 cycles of 95°C for 10 seconds, 57°C for 3 minutes, and 68°C for 40 seconds; 68 10 minutes once. At this time, the amplified DNA includes the molecular marker in the middle of the amplification product and the overhang sequence of the ligated DNA strand.

실시예 5: 증폭된 DNA의 표적 DNA의 NGS수행과 염기서열 분석Example 5: NGS performance and sequencing of target DNA of amplified DNA

실시예 3에서 생성한 두 개의 표적 부위에 대한 증폭산물로 NGS용 Sequencing library를 제작하여 NGS를 수행한 후 염기서열 분석을 수행하였다. 각 library에서 생산된 서열들의 target DNA 유래 여부와 molecular index 포함 여부를 분석하였다 (도14). 각 샘플별로 생산된 서열의 평균 91.5%은 표적하는 DNA에서 유래했음을 확인하였으며, 47%의 서열에서 분자표지가 포함된 것을 발견할 수 있었다. A sequencing library for NGS was prepared with the amplification products for the two target sites generated in Example 3, NGS was performed, and sequencing was performed. Whether the sequences produced from each library were derived from the target DNA and whether or not the molecular index was included was analyzed (Fig. 14). It was confirmed that an average of 91.5% of the sequences produced for each sample were derived from the target DNA, and it was found that molecular markers were included in 47% of the sequences.

실시예 4에서 생성한 다중 표적 부위에 대한 증폭산물로 NGS용 Sequencing library를 제작하여 NGS를 수행한 후 염기서열 분석을 수행하였다. 각 library에서 생산된 서열들의 target DNA 유래 여부와 molecular index 포함 여부를 분석하였다 (도15). 각 샘플별로 생산된 서열의 평균 44.2%는 표적하는 DNA에서 유래했음을 확인하였다. 표적의 수를 달리했을 때 각 샘플에서 증폭된 표적 수의 규모는 86%~100% 범위에서 나타났다.A sequencing library for NGS was prepared with the amplification products for the multiple target sites generated in Example 4, NGS was performed, and sequencing was performed. Whether the sequences produced from each library were derived from the target DNA and included a molecular index were analyzed (Fig. 15). It was confirmed that an average of 44.2% of the sequences produced for each sample were derived from the target DNA. When the number of targets was varied, the magnitude of the number of targets amplified in each sample ranged from 86% to 100%.

이상의 설명으로부터, 본 출원이 속하는 기술분야의 당업자는 본 출원이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 출원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.From the above description, those skilled in the art to which this application pertains will be able to understand that this application can be implemented in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. In this regard, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present application should be construed as including all changes or modifications derived from the meaning and scope of the following claims and their equivalent concepts rather than the detailed description above.

Claims (7)

하기 제1단계 내지 제5단계를 포함하는, 분자표지된 표적 DNA 증폭 방법:
(1) 절단된 DNA의 절단면과 상보적 말단을 갖는 이중가닥 어댑터를 결합시키는 제1단계;
(2) 어댑터가 부착된 DNA를 증폭하는 제2단계;
(3) 증폭된 DNA의 원형화를 위한 ligation이 가능하도록 말단 서열부위를 조작하는 제3단계;
(4) 상기 제3단계에서 DNA를 원형화하는 제4단계; 및
(5) 상기 제4단계에서 제조된 원형화 DNA로부터 표적 서열부위를 증폭해내는 제5단계.
A molecularly labeled target DNA amplification method comprising the following steps 1 to 5:
(1) a first step of linking the cleavage surface of the cleaved DNA with a double-stranded adapter having complementary ends;
(2) a second step of amplifying the DNA to which the adapter is attached;
(3) a third step of manipulating the terminal sequence to enable ligation for circularization of the amplified DNA;
(4) a fourth step of circularizing the DNA in the third step; and
(5) A fifth step of amplifying a target sequence region from the circularized DNA prepared in the fourth step.
제1항에 있어서, 상기 제1단계의 어댑터는 제한효소 인식부위, 분자표지 부위 및 서열부위로 구성되는 것인, 방법.
The method of claim 1, wherein the adapter of the first step is composed of a restriction enzyme recognition site, a molecular marker site, and a sequence site.
제1항에 있어서,
상기 제1단계의 어댑터를 결합시키는 단계는 DNA 중합효소를 이용하여 어댑터 말단 단일 가닥의 fill-in을 수행하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
According to claim 1,
The step of binding the adapter in the first step comprises performing fill-in of the adapter terminal single strand using a DNA polymerase.
제1항에 있어서,
상기 제5단계는 상기 제4단계에서 제조된 산물을 주형으로 하여, 상기 주형의 양 말단에 결합하는 프라이머 쌍을 이용하여 PCR을 수행하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
According to claim 1,
Wherein the fifth step comprises performing PCR using the product prepared in the fourth step as a template and using a primer pair binding to both ends of the template.
제1항에 있어서,
상기 제5단계는 원형화된 DNA에 대해 이루어지는 것인, 방법.
According to claim 1,
Wherein the fifth step is made for the circularized DNA.
제1항에 있어서,
상기 제5단계 이후 NGS(Next Generation Sequencing)를 추가로 수행하는 것인, 방법.
According to claim 1,
The method of further performing NGS (Next Generation Sequencing) after the fifth step.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 증폭산물을 주형별로 그룹화하는 단계; 및 각 그룹의 공통 서열을 구성하는 단계;를 포함하는 표적 DNA 시퀀싱 방법.Grouping amplification products prepared by the method according to any one of claims 1 to 5 by template; and constructing a common sequence of each group.
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