WO2013081202A1 - Oligonucleotide for detecting e. coli o157:h7 and usage of same - Google Patents

Oligonucleotide for detecting e. coli o157:h7 and usage of same Download PDF

Info

Publication number
WO2013081202A1
WO2013081202A1 PCT/KR2011/009138 KR2011009138W WO2013081202A1 WO 2013081202 A1 WO2013081202 A1 WO 2013081202A1 KR 2011009138 W KR2011009138 W KR 2011009138W WO 2013081202 A1 WO2013081202 A1 WO 2013081202A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
seq
probe
nucleic acid
primer
coli
Prior art date
Application number
PCT/KR2011/009138
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
리준
쳉윈덴
에이 옵다이크제이슨
Original Assignee
삼성테크윈 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성테크윈 주식회사 filed Critical 삼성테크윈 주식회사
Priority to PCT/KR2011/009138 priority Critical patent/WO2013081202A1/en
Publication of WO2013081202A1 publication Critical patent/WO2013081202A1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • C12Q1/689Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for bacteria

Definitions

  • E. coli O157 H7 oligonucleotides suitable for detection oligonucleotide and the oligonucleotide with a nucleotide
  • E. coli O157: H7 Since E. coli O157: H7 was first known in 1982 as the cause of the onset of hemorrhagic colitis, it has become widespread worldwide, with thousands of infected in Japan and more than 20,000 infected and 250 killed in the United States each year. It is one of the food poisoning bacteria. In addition, E. coli O157: H7 is known as a major cause of hemorrhagic colitis along with the bacteria of the genus Campylobacter , Salmonella , and Shigella . Since E. coli O157: H7 is mainly transmitted through food such as meat, dairy products, and drinking water, a method for quickly and economically confirming the presence of E. coli O157: H7 in a sample such as food is required.
  • a common method for detecting E. coli O157: H7 is to incubate the sample in selective medium, isolate the bacteria suspected of E. coli O157: H7, and then identify it by biochemical or immunological methods. Immunological methods using antibodies can detect bacteria with high accuracy. However, a large amount of sample is required and an antibody is required for each diagnosis.
  • oligonucleotides are provided that can be suitably used to accurately, sensitively and rapidly detect E. coli 0157: H7 species.
  • the oligonucleotide may be a first primer comprising the sequence of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6; It may be a second primer comprising the sequence of SEQ ID NO: 7, 8, 9, 10, or 11.
  • the oligonucleotide may comprise the sequence of SEQ ID NO: 17 or 18.
  • the first primer may have a sequence of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6.
  • the probe may have a sequence of SEQ ID NO: 12, 13, or 14.
  • a composition comprising an oligonucleotide that can be suitably used to accurately, sensitively and rapidly detect E. coli 0157: H7 species.
  • the composition may comprise a first primer comprising a sequence of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6; A second primer comprising the sequence of SEQ ID NO: 7, 8, 9, 10, or 11 may be included.
  • the composition may comprise the sequence of SEQ ID NO: 17 or 18.
  • the first primer may have a sequence of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6.
  • the probe may have a sequence of SEQ ID NO: 12, 13, or 14.
  • kits for detecting E. coli 0157: H7 species is provided.
  • the E. coli 0157: H7 species detection kit may comprise a first primer comprising a sequence of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6; A second primer comprising the sequence of SEQ ID NO: 7, 8, 9, 10, or 11 may be included.
  • the kit may further comprise a probe consisting of a DNA sequence and an RNA sequence.
  • the kit may comprise the sequence of SEQ ID NO: 17 or 18.
  • the first primer may be one of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6.
  • the probe may be one of SEQ ID NO: 12, 13, or 14.
  • first primers E. coli Of O157: H7 It can be used to sample the target nucleic acid or fragment thereof.
  • the combination may be as follows, but is not limited thereto.
  • the kit for detection of E. coli 0157: H7 species may comprise one of the following oligonucleotides:
  • a first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7
  • a probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
  • a first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8
  • a probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
  • a first primer comprising at least 10 or 15 contiguous nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and a second primer comprising at least 10 or 15 contiguous nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10;
  • a probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
  • a first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7
  • a probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
  • a first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10;
  • a probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
  • a first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7
  • a probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
  • a first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10;
  • a probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
  • a first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11;
  • a probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
  • a first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7
  • a probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
  • a first primer comprising 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 5 and a second primer comprising 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 10
  • a probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14; or
  • a first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9
  • a probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14.
  • a method of detecting E. coli 0157: H7 species from a sample is provided.
  • the method comprises (a) amplifying a target nucleic acid of E. coli 0157: H7 in a sample to increase the copy number of the target nucleic acid, wherein the amplification comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6 Hybridizing with a target nucleic acid in the sample to obtain a hybridized product of the target nucleic acid and the primer, wherein the first primer and the second primer comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7, 8, 9, 10 or 11 are obtained.
  • nucleic acid polymerase to expand the first and second primers of the hybridized product to produce an extended primer product; (b) hybridizing the target nucleic acid with one or more probe oligonucleotides that can hybridize with the target nucleic acid to obtain a hybridization product of the target nucleic acid: probe oligonucleotide, wherein the probe comprises a DNA sequence and an RNA sequence and is detected Possible markers are linked; (c) contacting the hybridized product of the target nucleic acid : probe with RNase H to cleave the probe to cause separation of the probe fragment from the target nucleic acid; And (d) detecting the detectable label.
  • the first primer may have a sequence of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6.
  • the probe oligonucleotide may have an oligonucleotide of SEQ ID NO: 17 or 18.
  • the probe oligonucleotide may be one of the oligonucleotides of SEQ ID NO: 12, 13, 14.
  • the probe oligonucleotide can be labeled with a detectable label, such as, for example, a fluorescence resonance energy transfer (FRET) pair.
  • FRET fluorescence resonance energy transfer
  • a method of detecting a target RNA sequence of E. coli 0157: H7 species from a sample comprises the steps of (a) reverse transcripting E. coli 0157: H7 target RNA in the presence of reverse transcriptase activity and reverse amplification primers to generate target cDNA of the target RNA; (b) amplifying the target cDNA of E.
  • coli 0157: H7 in the sample to increase the copy number of the target nucleic acid, wherein the amplification comprises a first sequence comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6
  • a second primer comprising a primer and a nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 7, 8, 9, 10 or 11 is hybridized with a target nucleic acid in the sample to obtain a hybridized product of the target nucleic acid and the primer, and template-dependent nucleic acid polymerase Using to extend the first and second primers of the hybridized product to produce an extended primer product; (c) hybridizing the target nucleic acid with at least one probe oligonucleotide substantially complementary to the target cDNA to obtain a hybridization product of a target nucleic acid: probe oligonucleotide, wherein the probe comprises a DNA sequence and an RNA sequence, and detects Possible markers are linked; (d) cleaving the probe by contacting RNase H with the hybridized product of the
  • the first primer may have a sequence of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6.
  • the probe oligonucleotide may have an oligonucleotide of SEQ ID NO: 17 or 18.
  • the probe oligonucleotide may be one of the oligonucleotides of SEQ ID NO: 12, 13, 14.
  • the probe oligonucleotide can be labeled with a detectable label, such as, for example, a FRET pair.
  • amplification refers to any process for increasing the copy number of a nucleotide sequence.
  • Amplification of nucleic acids refers to the process by which nucleotides (eg, DNA or RNA) are incorporated into a nucleic acid.
  • nucleotide refers to a combination of base-sugar-phosphate. Nucleotides are, for example, monoliths of nucleic acids such as DNA or RNA.
  • nucleotide includes ribonucleoside triphosphates such as rATP, rCTP, rGTP, or rUTP, and deoxy-ribonucleoside triphosphates such as dATP, dCTP, dGTP, or dTTP.
  • nucleoside refers to a combination of base-sugars, ie a combination lacking phosphate in nucleotides.
  • nucleoside and nucleotide can be used interchangeably in the art.
  • the nucleotide deoxyuridine, dUTP is deoxynucleoside triphosphate.
  • it acts as a DNA monomer, such as dUMP or deoxyuridine monophosphate, and is inserted into DNA. In this regard, even if no dUTP moiety is present in the DNA output, the dUTP may be considered inserted.
  • PCR polymerase chain reaction
  • the term “polymerase chain reaction (PCR)” generally refers to an amplification method that increases the copy number of the target nucleic acid (s) in a sample. The process is described in detail in US Pat. Nos. 4,683,202, 4,683,195, 4,800,159, and 4,965,188, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the sample may comprise a single nucleic acid or multiple nucleic acids.
  • PCR comprises two or more expandable primer nucleic acids in a reaction mixture comprising the target nucleic acid (s). The primer is complementary to the opposite strand of the double-stranded target sequence.
  • the reaction mixture is subjected to thermal cycling in the presence of nucleic acid polymerase and nucleic acid monomers such as dNTP and / or rNTP to amplify the target nucleic acid by extension of the primer.
  • the temperature change cycling includes the following procedure; Annealing and hybridizing the primer and the target nucleic acid; Expanding said primers using nucleic acid polymerase; And denaturing the hybridized primer extension product and target nucleic acid.
  • RT-PCR refers to a single strand of DNA prior to multiple cycles of DNA-dependent DNA polymerase primer expansion using RNA template and reverse transcriptase, or enzymes with reverse transcriptase activity. PCR to generate cDNA molecules.
  • multiplex PCR generally refers to a PCR that produces, by two or more kinds of primer sets, two or more amplified target products in a single reaction.
  • nucleic acid means a polymer comprising two or more nucleotides.
  • nucleic acid is used interchangeably with the terms “polynucleotide” or “oligonucleotide” herein.
  • Nucleic acids include DNA and RNA. The structure of the nucleic acid may be double-stranded and / or single-stranded.
  • nucleic acid analog means a nucleic acid comprising one or more nucleotide analogues and / or one or more phosphate ester analogs and / or one or more pentose sugar analogs.
  • nucleic acid analogs include nucleic acids in which phosphate ester and / or sugar phosphate ester bonds have been replaced by bonds of the same kind, such as N- (2-aminoethyl) -glycine amide and other amides.
  • Nucleic acid analogs may be nucleic acids comprising one or more nucleotide analogues and / or one or more phosphate ester analogs and / or one or more pentose sugar analogs and may form a double helix by hybridization.
  • annealing and “hybridization” can be used interchangeably, meaning that one nucleic acid and another nucleic acid interact with base-pairs to form a double, triple or higher order structure.
  • the primary interaction is the reaction of A / T and G / C by base-specific, eg, hydrogen bonding of Watson / Click and Hoogsteen-type.
  • base-stacking and hydrophobic interactions can also contribute to the stability of the double helix.
  • nucleotide is a deoxyribonucleotide or ribonucleotide that exists in single- or double-stranded form, and is interpreted to include analogs of nucleotides unless otherwise specified.
  • primer refers to a single strand of single strand that can act as a starting point for template-directed DNA synthesis under suitable conditions (ie, four different nucleoside triphosphates and polymerases) in suitable buffers at suitable temperatures. Means oligonucleotides. Suitable lengths of primers are typically 15-30 nucleotides, depending on various factors, such as temperature and the use of the primer. Short primers may generally require lower temperatures to form a hybridization complex that is sufficiently stable with the template.
  • forward primer and reverse primer” refer to primers that bind to the 3 'end and the 5' end, respectively, of a predetermined portion of the template to be amplified by the polymerase chain reaction.
  • the sequence of the primer does not need to have a sequence that is completely complementary to some sequences of the template, and it is sufficient to have sufficient complementarity within a range capable of hybridizing with the template to perform the primer-specific function. Therefore, the primer set according to one embodiment does not need to have a sequence that is perfectly complementary to the nucleotide sequence that is a template, and it is interpreted that it is sufficient to have sufficient complementarity within a range capable of hybridizing to the sequence and acting as a primer.
  • the design of such primers can be easily carried out by those skilled in the art with reference to the nucleotide sequence of the polynucleotide to be a template, for example, by using a primer design program (for example, PRIMER 3 program).
  • the primer according to one embodiment is hybridized or annealed to one site of the template to form a double chain structure.
  • Conditions for nucleic acid hybridization suitable for forming such double chain structures are described in Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY (2001) and Haymes, BD, et al., Nucleic Acid Hybridization, A Practical Approach , IRL Press, Washington, DC (1985).
  • the primer may include at least 10 or 15 contiguous nucleotides in the base sequence of any one of SEQ ID NOs 1 to 12, wherein the primer is a base of any one of SEQ ID NOs 1 to 12.
  • the primer may be a nucleotide having a sequence.
  • the primer may be a nucleotide having any one of the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 3, 6-12 or 16. In one embodiment the primer may be any one of SEQ ID NOs: 1-12.
  • probe refers to a nucleic acid having a sequence complementary to a target nucleic acid sequence and capable of hybridizing with the target nucleic acid to form a double helix.
  • the probe sequence may be completely complementary to the target nucleic acid sequence.
  • the probe can be labeled such that the target nucleic acid can be detected simultaneously with PCR.
  • target nucleic acid or “target sequence” includes the full length of a target nucleic acid or fragment thereof that can be amplified and / or detected.
  • the target nucleic acid may be between two primers used for amplification.
  • hybrid oligonucleotide refers to an oligonucleotide molecule comprising DNA and RNA moieties in a single molecule.
  • the hybrid oligonucleotide includes one or more DNA portions and one or more RNA portions, such as, for example, DNA-RNA, RNA-DNA, or DNA-RNA-DNA oligonucleotides.
  • the oligonucleotide set for detecting E. coli 0157: H7 comprises (i) a first primer having an oligonucleotide of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6 (ii) SEQ ID NO: 7, 8, 9 A second primer having an oligonucleotide of 10, or 11;
  • the oligonucleotide set may further comprise a probe selected from SEQ ID NOs: 17 or 18.
  • the first primer may be any one of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6.
  • the probe may be any one of SEQ ID NO: 12, 13, or 14.
  • these oligonucleotides may have a sequence of at least 10, or at least 15 consecutive SEQ ID NOs: 1-12.
  • Primer pairs of the first and second primers are specific for a portion of the I segment of E. coli 0157: H7.
  • the I segment is at positions 312001-315400 of the E. coli 0157: H7 genome (GenBank: AE005174.2.).
  • the sequence of this I fragment is set forth in SEQ ID NO: 15.
  • the probe may have a DNA-RNA-DNA hybrid structure.
  • the probe may be a nucleic acid or a nucleic acid analog.
  • the probe may be a protected nucleic acid.
  • the DNA or RNA portion of the probe may be partially methylated to prevent degradation by RNA-specific enzymes such as, for example, RNase H.
  • the probe can be modified.
  • the base portion of the probe can be partially or fully methylated. Such modifications can inhibit enzyme or chemical degradation.
  • the —OH group at the 5 ′ end or 3 ′ end of the nucleic acid probe may be blocked.
  • the 3 ′ terminal OH group of the nucleic acid probe may be blocked, making expansion impossible by template-dependent nucleic acid polymerase.
  • the probe may have a detectable label.
  • the detectable label can be any chemical moiety that can be detected by any method known in the art.
  • detectable labels can include any moiety that can be detected by spectroscopy, photochemistry or by biochemical, immunochemical or chemical means. Suitable methods of labeling nucleic acid probes may be selected depending on the type of label and the location and probe of the label.
  • labels include enzymes, enzyme substrates, isotopes, fluorescent dies, chromophores, chemiluminescent labels, electrochemical luminescent labels, ligands with specific binding partners, and reactions with one another. And other labels capable of increasing, modifying or decreasing the strength of the detection signal. These labels can withstand temperature changes during the temperature change cycling of PCR.
  • the detectable label can be a fluorescence resonance energy transfer (FRET) pair.
  • the detectable label is a FRET pair comprising a fluorescent donor and a fluorescent acceptor separated by an appropriate distance, and the fluorescence emission of the donor is quenched by the acceptor. However, when the donor-acceptor pair is separated by cleavage, the fluorescence emission of the donor is increased.
  • a donor chromophore may transfer energy to the acceptor chromophore in an excited state. This shift is always non-radiative and occurs through dipole-dipole coupling. Any process that sufficiently increases the distance between the chromophores will reduce the FRET efficiency so that the release of donor chromophores can be detected radioactively.
  • donor chromophores examples include FAM, TAMRA, VIC, JOE, Cy3, Cy5, and Texas Red. Acceptor chromophores are chosen such that their excitation spectrum overlaps the emission spectrum of the donor. An example of such a pair is FAM-TAMRA. In addition, examples of such detectable labels are non-fluorescent acceptors capable of quenching a wide range of donors. Other examples of suitable donor-acceptor FRET pairs are well known in the art.
  • the probe may be present in dissolved or free form in solution.
  • the probe can be immobilized on a solid support. Different probes may be attached to the solid support and used to simultaneously detect different target sequences in the sample. Reporter molecules with different fluorescence wavelengths can be used for different probes, and thus can be separated and detected by allowing different probes to hybridize.
  • solid supports for immobilization of the oligonucleotide probes include polystyrene, avidin coated polystyrene bead cellulose, nylon, acrylamide gel and activated dextran, controlled pore glass (CPG), glass Plates and high cross-linked polystyrene. These solid supports are widely used in hybridization and diagnostic studies because of their chemical stability, ease of functionalization and defined surface area. Solid supports such as controlled pore glass (500 A, 1000 A) and non-swelling high cross-linked polystyrene (1000 A) are particularly preferred in terms of being compatible with oligonucleotide synthesis.
  • the probe can be attached to the solid support in various ways.
  • the probe can be attached to the solid support by having a 3 'or 5' terminal nucleotide of the probe attached to the solid support.
  • the probe may be attached to the solid support by a linker that provides separation of the probe from the solid support.
  • the linker may be most preferably 30 atoms or more in length, and more preferably 50 atoms or more in length.
  • Hybridization of the probe immobilized on the solid support generally requires separation of at least 30 atoms, more preferably at least 50 atoms from the solid support.
  • the linker generally comprises a spacer located between the linker and the 3 ′ nucleoside.
  • the linker arm is generally attached to the 3'-OH of the 3 'nucleoside, with an ester bond that can be cleaved with a basic reagent to release the oligonucleotide from the solid support. .
  • linkers are known in the art that can be used to attach the probes to a solid support.
  • the linker may be in the form of any compound that does not severely interfere with the hybridization of the target sequence with the probe attached to the solid support.
  • the linker may be in the form of a homopolymeric oligonucleotide so that the linker can be easily added by automated synthesis.
  • polymers such as functionalized polyethylene glycols can be used as the linker. Such polymers are preferred over single polymerizable oligonucleotides because they do not seriously interfere with the hybridization of the probes attached to the solid support.
  • polyethylene glycol is more desirable because it is commercially available, is soluble in organic and water soluble media, can be easily functionalized, and is completely stable under oligonucleotide synthesis and post-synthesis conditions. Do.
  • the bond between the solid support, the linker and the probe should preferably not be cleaved during the removal of base protecting groups under high temperature base conditions.
  • Examples of preferred bonds include carbamate and amide bonds. Immobilization of probes is well known in the art and one skilled in the art will readily be able to determine the immobilization conditions.
  • the hybridization probe may be bound to a solid support.
  • the oligonucleotide probe is contacted with a nucleic acid sample under conditions suitable for hybridization.
  • the fluorescent label is quenched by the acceptor.
  • the fluorescent label is separated from the quencher and the fluorescence emission is increased.
  • the immobilization of the hybridized probe to the solid support allows the target sequence to which the probe hybridizes to be easily separated from the sample.
  • the isolated target sequence can be separated from the solid support and used in experiments by methods well known in the art as required by the investigator (eg, purification, amplification, etc.).
  • the oligonucleotides according to one embodiment can be used for amplification and detection of target nucleic acids.
  • the amplification may involve extending the primers using template-dependent polymerase, resulting in the formation of PCR fragments or amplicons.
  • the amplification may be Polymerase Chain Reaction or Ligase Chain Reaction, Self-Sustained Sequence Replication, Strand Displacement Amplification, Transcriptional Amplification System, Q-Beta Replicase, Nucleic Acid Sequence Based Amplification (NASBA), Cleavage Fragment Length Polymorphism, Isothermal and Chimeric Primer-initiated Amplification may be performed using an amplification method such as Amplification of Nucleic Acid, Ramification-extension Amplification Method or other suitable nucleic acid amplification method.
  • the amplification may include simultaneous real time detection of the target nucleic acid.
  • PCR fragment refers to a polynucleotide molecule (or collectively several molecules) produced upon amplification of a specific target nucleic acid. Such PCR fragments generally, but not exclusively, refer to DNA PCR fragments. PCR fragments may be single-stranded or double-stranded, or mixtures thereof in any concentration ratio. PCR fragments may be 100-500 nucleotides or more in length.
  • buffers are compounds added to modify the stability and / or activity of one or more elements of the amplification reaction by modulating the amplification reaction.
  • the buffer reagent of the present invention is compatible with PCR amplification and RNase H cleavage activity.
  • buffers include, but are not limited to, HEPES ((4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazineethanesulfonic acid), MOPS (3- (N-morpholino) -propanesulfonic acid), and acetate or phosphate containing buffers, and the like.
  • PCR buffers may also generally comprise about 70 mM KCl and about 1.5 mM or more MgCl 2 , and about 50-200 mM of each of the dATP, dCTP, dGTP and dTTP. - May include additives for effectively optimizing PCR or PCR reactions.
  • Additives are compounds added to modify the stability and / or activity of one or more elements of the composition.
  • the composition is an amplification reaction composition.
  • the additive inactivates the contaminated enzyme, stabilizes the folding of the protein, and / or reduces the aggregation of the protein.
  • additives examples include betaine, formamide, KCl, CaCl 2 , MgOAc, MgCl 2 , NaCl, NH 4 OAc, NaI, Na (CO 3 ) 2 , LiCl, MnOAc, NMP, trehalose ( trehalose), dimethyl sulfoxide (“DMSO”), glycerol, ethylene glycol, dithiothreitol (“DTT”), pyrophosphatase (the inorganic pyrophosphatase from Thermoplasma acidophilum (“TAP”)) ), Bovine serum albumin ("BSA”), propylene glycol, glycineamide, CHES, Percoll, aurintricarboxylic acid, Tween 20, Tween 21, Tween 40, Tween 60, Tween 85, Brij 30, NP-40, Triton X-100, CHAPS, CHAPSO, Mackernium, LDAO (
  • Coli SSB RecA, nicking endonuclease, 7-deazaG, dUTP, anionic surfactant, cationic surfactant, non-ionic surfactant, zwitte rgent, sterols, osmolytes, cations, and other chemicals, proteins, or cofactors that can alter the efficiency of amplification.
  • two or more additives may be included in the amplification reaction. If the additive does not interfere with the activity of RNase H, it may be optionally added to increase the selectivity of primer annealing.
  • thermoostable as applied to an enzyme, maintains biological activity at increased temperatures (eg, 55 ° C. or higher), or repeats heating and cooling It refers to an enzyme that can maintain biological activity in the course of the cycle.
  • Thermostable polynucleotide polymerases are found to be particularly used in amplification reactions.
  • thermostable polymerases are thermophilic bacteria Thermus aquaticus (Taq polymerase), Thermus thermophilus (Tth polymerase), Thermococcus litoralis (Tli or VENT polymerase), Pyrococcus furiosus (Pfu or DEEPVENT polymerase), Pyrococcus woosii (Pwo polymerase) and polymerases isolated from other Pyrococcus species, Bacillus stearothermophilus (Bst polymerase), Sulfolobus acidocaldarius (Sac polymerase), Thermoplasma acidophilum (Tac polymerase), Thermus rubber (Tru polymerase), Thermus brockianus (DYNAZYME polymerase) Thermotoga neapolitana (Tne polymerase), Thermotoga neapolitana (Tne polymerase), Thermus brockianus (DYNAZYME polymerase) Thermotog
  • the PCR reaction may comprise one or more thermostable polymerase enzymes having complementary features that lead to efficient amplification of the target sequence.
  • nucleotide polymerase which has high processivity (the ability to copy larger nucleotide segments), has other nucleotides with proofreading ability (the ability to correct errors while stretching the target nucleic acid sequence).
  • the thermostable polymerase may be used in the form of a wild type.
  • the polymerase may be modified to include mutations that comprise fragments of the enzyme or which provide advantageous features for enhancing the PCR reaction.
  • the heat stable polymerase may be Taq polymerase. Many variants of Taq polymerase with increased properties are known, which are AmpliTaq, AmpliTaq Stoffel fragments, SuperTaq, SuperTaq plus, LA Taq, LApro Taq, and EX Taq.
  • RNA sequence a template for mRNA sequence (s) for amplification by PCR.
  • s mRNA sequence
  • the method takes advantage of the high sensitivity and specificity of the PCR process and is widely used for the detection and quantification of RNA.
  • the reverse transcriptase-PCR process performed as an end-point or real time assay, involves two steps of separate molecular synthesis: (i) synthesis of cDNA from an RNA template; And (ii) replication of the newly synthesized cDNA via PCR amplification.
  • a number of protocols have been developed, taking into account the three basic steps of the process: (a) denaturation of RNA and hybridization of reverse primers; (b) synthesis of cDNA; And (c) PCR amplification.
  • reverse transcriptase-PCR reverse transcriptase-PCR
  • reverse transcriptase-PCR reverse transcriptase-PCR
  • dNTP deoxyribonucleoside triphosphate
  • the annealing of the reverse primer is a separate step before the addition of the enzyme and then added to a single reaction vessel.
  • reverse transcriptase activity is a component of thermostable Tth DNA polymerase. Annealing and cDNA synthesis are performed in the presence of Mn 2+ , and then PCR is performed in the presence of Mg 2+ after Mn 2+ is removed by chelating reagent.
  • the “continuous” method eg, one step reverse transcriptase-PCR
  • Continuous reverse transcriptase-PCR is described as a single enzyme system using the thermostable Taq DNA polymerase and Tth polymerase's reverse transcriptase activity and a two enzyme system using AMV reverse transcriptase and Taq DNA polymerase with a starting temperature of 65 ° C. do.
  • the RNA denaturation step is omitted.
  • RNA: DNA hybrids can be the substrate of RNase H, the presence of RNase H in the reaction buffer will result in unwanted degradation of the RNA: DNA hybrid formed in the first step of the process. There are two main ways to overcome this problem.
  • RNase H is physically separate from the rest of the reverse transcription reaction by using a wax-like membrane that can melt during the high temperatures of the beginning of the DNA denaturation step.
  • the second method is to modify RNase H to inactivate at reverse transcription temperature which is generally 45-55 ° C.
  • Several methods are known in the art, including reacting RNase H with an antibody or including reversible chemical modifications. The various RNases H used in the disclosed method will be described in detail later.
  • RNAse H enzymes that can be used in the present invention are disclosed in US Patent Application No. 2009/0325169 to Walder et al., which is incorporated herein by reference.
  • One step reverse transcriptase-PCR offers several advantages over unlinked reverse transcriptase-PCR.
  • One step reverse transcriptase-PCR is the handling of reaction mixture reagents and nucleic acid products compared to unlinked reverse transcriptase-PCR (e.g., opening a reaction tube for the addition of components or enzymes between two reactions). Are less demanding, thus less labor intensity and less time required.
  • One step reverse transcriptase-PCR also requires less sample and can reduce the risk of contamination.
  • the sensitivity and specificity of one-step reverse transcriptase-PCR has proven to be suitable for studying the expression level of one or several genes in the detection of a given sample or pathogenic RNA. In general, this process limits the use of gene-specific primers to initiate cDNA synthesis.
  • RNA copy numbers with high sensitivity. This is accomplished during the amplification process by a fluorescent double-labeled hybridization probe technique, such as a 5 'fluorescence generating nuclease assay (eg TaqMan) or endonuclease assay (eg CataCleave), which will be described below. It is possible by detecting reverse transcriptase-PCR products through fluorescence monitoring and measurement of PCR products.
  • a fluorescent double-labeled hybridization probe technique such as a 5 'fluorescence generating nuclease assay (eg TaqMan) or endonuclease assay (eg CataCleave), which will be described below. It is possible by detecting reverse transcriptase-PCR products through fluorescence monitoring and measurement of PCR products.
  • Detection of post-amplified amplicons is time consuming and labor intensive.
  • Real time methods were developed to monitor amplification during the PCR process. These methods generally use a fluorescently labeled probe that binds to newly synthesized DNA or a die that increases in fluorescence emission when intercalated to two strands of DNA.
  • the probe is generally designed so that donor emission can be extinguished by fluorescence resonance energy transfer (FRET) between two chromophores in the absence of a target.
  • FRET fluorescence resonance energy transfer
  • a donor chromophore transfers energy to an acceptor chromophore in an excited state when the pair of chromophores is located at close range. This transfer always occurs non-radially, through dipole-dipole coupling. Any process that sufficiently increases the distance between chromophores reduces the FRET efficiency, allowing radiological detection of donor chromophore emissions.
  • Common acceptor chromophores include FAM, TAMRA, VIC, JOE, Cy3, Cy5, Texas Red, and the like.
  • acceptor chromophore is chosen so that the emission spectrum and the excitation spectrum of the donor can overlap.
  • this binding pair is FAM-TAMRA.
  • acceptors There may also be non-fluorescent acceptors that quench a wide range of donors.
  • Other examples of suitable donor-acceptor FRET pairs are well known to those skilled in the art.
  • Molecular beacons are single-stranded oligonucleotides, in which the probes are designed to form secondary structures that are close to donor and acceptor chromophores, which can reduce donor release. At the appropriate reaction temperature, the beacons are unstructured and in particular bind to amplicons.
  • TaqMan and CataCleave techniques differ from molecular beacons in that the FRET probes used are cleaved, causing the donor and acceptor chromophores to fall far enough to alter the FRET.
  • the TaqMan technique utilizes a single stranded oligonucleotide probe labeled with a donor chromophore at the 5 'end and an acceptor chromophore at the 3' end.
  • the DNA polymerase used for amplification must have 5 '-> 3' exonuclease activity.
  • TaqMan probes bind to one strand of the amplicon as the primers bind. While the DNA polymerase stretches the primer, the polymerase will eventually encounter the bound TaqMan probe. At this point, the exonuclease activity of the polymerase will degrade the TaqMan probe sequentially starting at the 5 'end.
  • the mononucleotide containing the probe comes out of the reaction buffer.
  • the FRET changes. Release from the donor is monitored to confirm probe cleavage. Because of the action of TaqMan, a particular amplicon can only be detected once every cycle of PCR. Extension of the primer through the TaqMan target site produces a double stranded product and prevents further binding of the TaqMan probe until the amplicon is denatured in the next PCR cycle.
  • CataCleave Another real-time detection method (named CataCleave).
  • the CataCleave technique differs from TaqMan in that cleavage of the probe is performed by secondary enzymes lacking polymerase activity.
  • CataCleave probes have a sequence in the target molecule of an endonuclease such as, for example, a restriction enzyme or an RNase.
  • the CataCleave probe has a chimeric structure, wherein the 5 'and 3' ends of the probe are made of DNA and the cleavage site is made of RNA.
  • the DNA sequence portion of the probe is labeled with a FRET pair at or inside the sock end.
  • the PCR reaction includes an RNase H enzyme that can specifically cleave the RNA sequence portion of the RNA-DNA double strand. After cleavage, both halves of the probe dissociate in the target amplicon at the reaction temperature and disperse into the reaction solution. As the donor and acceptor are separated, the FRET is changed in the same way as the TaqMan probe, and donor emission can be monitored. Cleavage and dissociation will reproduce sites for further CataCleave binding. In this way, a single amplicon can be repeated multiple times as a target or probe cleavage until the primer is stretched through the CataCleave probe binding site.
  • the probe used in the method is a CataCleave probe.
  • suitable CataCleave probes include oligonucleotides comprising one of the sequences of SEQ ID NOs: 17 or 18.
  • the probe is one of the sequences of SEQ ID NOs: 12, 13, or 14.
  • Table 1 SEQ ID NO: order Primer / Probe Name One TTAACGAGCTGTATGTCGTGAGAAT O157-IF 2 AACGAGCTGTATGTCGTGAGAATC O157-I-F1 3 CCCTCCAAATGAAATTCCAACA O157-I-F2 4 GGCTTTGTTGCAAGGCTATG O157-I2-F 5 CGAGCTGTATGTCGTGAGAATC O157-I3-F 6 CAAGCCTATTCAGAGCATGG O157-I4-F 7 ATGGATCATCAAGCTCTAAGAAAGAAC O157-IR 8 AGTGTCGTCTGTATGGATCATCAAG O157-I-R1 9 CCTCAAGCGAAGATGCAAAAT O157-I-R2 10 TGGATCATCAAGCTCTAAGAAAGAAC O157-I-R3 11 GATTGCAACTGCTCATCAGG O157-I2-R 12 ATAGGCTTrGrArArGCAGTGCA, wherein the rG and 9th-12th positions may be
  • X 1 does not exist in the 1st and 2nd positions or T, X 2 does not exist in the 3rd and 4th positions, or A, 2nd X 3 does not exist Or is C 17 ATAGGCTTGAAGCAGTGCAX 1 , wherein X 1 is absent or at least three consecutive nucleotides at positions 9-14 are ribonucleotides. 18 TCAGAGCATGGAAATAAAACTT, wherein three or more consecutive nucleotides at positions 10-14 are ribonucleotides.
  • Probes of SEQ ID NO: 12, 13, 14, 17 or 18 may have a detectable label bound to the 5 'and 3' ends, respectively.
  • the 5 'terminus may be FAM (6-carboxyfluorescein), and the 3' terminus may be coupled to Black Hole Quencher (BHQ) for short wavelength emission.
  • BHQ Black Hole Quencher
  • the kit for detecting E. coli 0157: H7 in a sample comprises the oligonucleotides described above.
  • the kit further comprises a reagent for nucleic acid amplification.
  • the reagent may further comprise one or more selected from the group consisting of one or more dNTPs, rNTPs, nucleic acid polymerases, uracil N-glycosylase (UNG) enzymes, buffers, and cofactors (eg, Mg 2+ ).
  • dNTPs dNTPs
  • rNTPs nucleic acid polymerases
  • UNG uracil N-glycosylase
  • Bus eg, Mg 2+
  • the nucleic acid polymerase may be selected from the group consisting of DNA polymerase, RNA polymerase, and reverse transcriptase.
  • the nucleic acid polymerase may be heat stable.
  • the nucleic acid polymerase may retain its activity, for example, at increased temperatures of 95 ° C. or higher.
  • Thermostable DNA polymerase is isolated from heat-resistant bacteria selected from the group consisting of Thermus aquaticus, Thermus flavus, Thermus ruber, Thermus thermophilus, Bacillus stearothermophilus, Thermus lacteus, Thermus rubens, Thermotoga maritima, Thermococcus littoralis, and Methanothermus fervidus. have.
  • An example of a thermostable DNA polymerase is Taq polymerase.
  • the Taq polymerase is known to have optimal activity at about 70 ° C.
  • the E. coli 0157: H7 detection kit may further include an element capable of specifically cleaving an RNA portion of the DNA-RNA hybrid.
  • the cleavage element may be RNase H.
  • the cleavage element can cleave the RNA portion either specifically or nonspecifically.
  • the specific RNA cleavage element may be RNase HI.
  • the nonspecific RNA cleavage element may be RNase HII.
  • RNase H can hydrolyze RNA in RNA-DNA hybrids.
  • divalent ions eg Mg 2+ , Mn 2+
  • RNase H cleaves RNA 3'-OP bonds to produce 3'-hydroxyl and 5'-phosphate end products.
  • RNase H may be selected from the group consisting of Pyrococcus furiosus RNase HII, Pyrococcus horikoshi RNase HII, Thermococcus litoralis RNase HI, and Thermus thermophilus RNase HI.
  • the RNase H may be heat stable. For example, the RNase H can maintain its activity during denaturation in PCR.
  • the cleavage element may be reversibly modified in the form of a thermostable RNase HII, which is inactivated in the modified form and activated in the unmodified form, wherein the modification is the binding of the RNase HII to the ligand, the intersection of the RNase HII Binding, or chemical reaction of amino acid residues in RNase HII, and the enzymatic activity of the modified RNase HII can be restored by adjusting the pH of the sample comprising the RNase HII or by applying heat.
  • RNA portion of the probe including the DNA sequence and the RNA sequence, is cleaved by the cleavage element and separated. This separation can occur spontaneously by decreasing the melting temperature of the cleaved composite or can be enhanced by factors such as temperature rise. Separate fragments can be detected by several methods known in the art.
  • a method of detecting E. coli 0157: H7 in a sample comprises the following steps: (a) amplifying a target nucleic acid of E. coli 0157: H7 in a sample to increase the copy number of the target nucleic acid As a step, the amplification is carried out in the sample a first primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6 and a second primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7, 8, 9, 10 or 11 Hybridizing with a target nucleic acid to obtain a hybridized product of the target nucleic acid and the primers, and extending the first and second primers of the hybridized product using a template-dependent nucleic acid polymerase to produce an extended primer product.
  • the target nucleic acid Comprising; (b) hybridizing the target nucleic acid with one or more probe oligonucleotides that can hybridize with the target nucleic acid to obtain a hybridization product of the target nucleic acid: probe oligonucleotide, wherein the probe comprises a DNA sequence and an RNA sequence and is detected Possible markers are linked; (c) contacting the hybridized product of the target nucleic acid : probe with RNase H to cleave the probe to cause separation of the probe fragment from the target nucleic acid; And (d) detecting the detectable label.
  • the first primer may comprise the sequence of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6.
  • the probe may comprise a sequence of SEQ ID NO: 12, 13, or 14.
  • Amplification of the target sequence in the sample may be performed by a nucleic acid amplification method such as Polymerase Chain Reaction or Ligase Chain Reaction, Self-Sustained Sequence Replication, Strand Displacement Amplification, Transcriptional Amplification System, Q-Beta Replicase, Nucleic Acid Sequence Based Amplification (NASBA), Cleavage Fragment Length Polymorphism, Isothermal and Chimeric Primer-initiated Amplification of Nucleic Acid, Ramification-extension Amplification Method or appropriate amplification methods for amplification of nucleic acids can be performed.
  • a nucleic acid amplification method such as Polymerase Chain Reaction or Ligase Chain Reaction, Self-Sustained Sequence Replication, Strand Displacement Amplification, Transcriptional Amplification System, Q-Beta Replicase, Nucleic Acid Sequence Based Amplification (NASBA), Cleavage Fragment Length Polymorphism, Isothermal and Chimeric Primer-initiated Amplification
  • the method comprises amplifying a target nucleic acid fragment of E. coli 0157: H7, wherein the amplifying step comprises a first primer of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6 and SEQ ID NO: 7, 8, 9 Hybridizing a second, 10, or 11 second primer to a target nucleic acid in a sample to obtain a hybridized product; And expanding the primers of the hybridized product using template-dependent nucleic acid polymerase to produce an expanded primer product; Hybridizing the target nucleic acid fragment with the probe of SEQ ID NO: 17 or 18 to obtain a hybridized product; Cleaving the probe by contacting RNase H with the product hybridized from the target nucleic acid fragment and the probe to separate the probe fragment from the hybridized product; And detecting the detectable label.
  • the first primer may be one of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6.
  • the probe may be one of SEQ ID NO: 12, 13, or 14.
  • the method comprises amplifying a target nucleic acid fragment of E. coli 0157: H7, wherein the amplifying step comprises a first primer of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6 and SEQ ID NO: 7, 8, 9, 10, or 11 Hybridizing a second primer of to a target nucleic acid in a sample to obtain a hybridized product; And expanding the primers of the hybridized product using a template-dependent nucleic acid polymerase to produce an expanded primer product.
  • the first primer may have a sequence of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6.
  • the probe may have a sequence of SEQ ID NO: 12, 13, or 14.
  • the hybridization can be carried out in a liquid medium.
  • Appropriate liquid medium can be selected as needed.
  • the liquid medium can be, for example, water, buffers, or PCR mixtures.
  • buffers may include, but are not limited to, PBS, Tris, MOPS, and Tricine.
  • the hybridization can be performed under conditions that can enhance the binding of the primer and target nucleic acid, for example, can be low temperature and low salt concentration. Conditions for enhancing these hybridizations are well known in the art.
  • the target nucleic acid can be a single-stranded or double-stranded nucleic acid.
  • a double-stranded target nucleic acid can be modified to separate into single strands.
  • the target nucleic acid may be DNA or RNA.
  • Expansion of the primer depending on the template means polymerization, which is well known in the art.
  • the nucleic acid polymerase may be heat stable.
  • Methods of detecting E. coli include hybridizing a target nucleic acid fragment with a probe of SEQ ID NO: 17 or 18 to obtain a hybridized product.
  • the probe the sample probe described above may be used.
  • the probe has a sequence of SEQ ID NO: 12, 13, or 14.
  • the probe may be labeled with a detectable label such as, for example, a visually detectable label.
  • the detectable label is well known in the art and may be appropriately selected.
  • FRET pairs can be used for the purpose of detecting target sequences according to one embodiment of the invention.
  • the hybridization can be carried out in a liquid medium.
  • Appropriate liquid medium can be selected as needed.
  • the liquid medium can be, for example, water, buffers, or PCR mixtures.
  • buffers may include, but are not limited to, PBS, Tris, MOPS, and Tricine.
  • the hybridization can be performed under conditions that can enhance the binding of the primer and target nucleic acid, for example, can be low temperature and low salt concentration. Conditions for enhancing these hybridizations are well known in the art.
  • the target nucleic acid can be a single-stranded or double-stranded nucleic acid.
  • a double-stranded target nucleic acid can be denatured to separate into single strands, as described above.
  • the target nucleic acid may be DNA or RNA.
  • the method of detecting E. coli 0157: H7 includes cleaving the probe by contacting RNase H with the product hybridized with the product from the target nucleic acid fragment and separating the probe fragment from the hybridized product.
  • the hybridized product and RNase H may be contacted with each other in a liquid medium.
  • Appropriate liquid medium can be selected as needed.
  • the liquid medium can be, for example, water, buffers, or PCR mixtures. Examples of buffers may include, but are not limited to, PBS, Tris, MOPS, and Tricine.
  • the hybridization can be performed under conditions that can enhance the binding of the primer and target nucleic acid, for example, can be low temperature and low salt concentration.
  • the RNase H may be RNase HI or RNase HII.
  • RNase H can hydrolyze RNA in RNA-DNA hybrids.
  • divalent ions eg Mg 2+ , Mn 2+
  • RNase H cleaves RNA 3'-OP bonds to produce 3'-hydroxyl and 5'-phosphate end products.
  • RNase H may be selected from the group consisting of Pyrococcus furiosus RNase HII, Pyrococcus horikoshi RNase HII, Thermococcus litoralis RNase HI, and Thermus thermophilus RNase HI.
  • the RNase H may be heat stable. For example, the RNase H can maintain its activity during denaturation in PCR.
  • the cleavage element may be reversibly modified in the form of a thermostable RNase HII, which is inactivated in the modified form and activated in the unmodified form, wherein the modification is the binding of the RNase HII to the ligand, the intersection of the RNase HII Binding, or chemical reaction of amino acid residues in RNase HII, and the enzymatic activity of the modified RNase HII can be restored by adjusting the pH of the sample comprising the RNase HII or by applying heat.
  • the PCR mixture may comprise an RNase H enzyme that can specifically cleave the RNA sequence portion of the RNA-DNA duplex.
  • RNase H enzyme that can specifically cleave the RNA sequence portion of the RNA-DNA duplex.
  • two halves of the probe are separated from the target amplicon at the reaction temperature and diffuse into the reaction buffer.
  • the donor and acceptor are separated, the FRET is reversed and donor release is monitored. Cleavage and dissociation regenerate the sites to which the probe can further bind. In this way, a single amplicon can serve as a plurality of targets for probe cleavage until the primer is extended through the probe binding site.
  • the method for detecting E. coli 0157: H7 comprises the probe nucleic acid fragment.
  • One exemplary method of detecting a target E. coli 0157: H7 sequence is to provide a food sample or surface extract, mix the sample or extract and the growth medium, and incubate the number of E. coli 0157: H7 or Increasing the population (enrichment), crushing the E. coli cells (lysis), and lysate obtained above for amplification and detection of the target E. coli 0157: H7 sequence.
  • Food samples include fish such as salmon, dairy products such as milk and eggs, poultry, fruit juice, ground pork, pork, ground beef or meat such as beef, vegetables such as spinach, or stainless steel, rubber, plastic, and ceramics. It may include the surface of the same natural environment, but is not limited thereto.
  • the limit of detection (LOD) for food contamination is described in terms of the number of colony forming units (CFUs) that can be detected on the surface of 25 g solid or 25 ml liquid food or confined spaces. .
  • colony forming units are a measure of the number of living bacteria.
  • CFU measures live cells.
  • One CFU one bacterial cell grows and forms one colony on agar plates under acceptable conditions.
  • the United States Food Testing Inspection Service defines a minimum LOD of 1 CFU per solid food of 25 g of solid food or 25 mL of liquid food or 1 CFU per surface area.
  • E.g. E. coli Cultures can be grown to specific cell densities by measuring absorbance on a spectrometer . remind Plates in agar medium through 10-fold serial dilutions of the target and count live bacteria. This data is used to generate a standard curve for CFU / volume against smeared cell density. In order for MPN to be meaningful, test samples at different inoculation levels are analyzed.
  • the kit comprises a mixture comprising dATP, dCTP, dGTP and dTTP; DNA polymerase; RNase H II; And a buffer solution.
  • the DNA polymerase may be, for example, a heat stable DNA polymerase obtained from Thermus aquaticus (Taq), Thermus thermophilus (Tth), Thermus filiformis , Thermis flavus , Thermococcus literalis or Pyrococcus furiosus (Pfu).
  • RNase H includes, but is not limited to, thermally stable RNase H enzymes such as, for example, Pyrococcus furiosus RNase H II, Pyrococcus horikoshi RNase H II, Thermococcus litoralis RNase HI or Thermus thermophilus RNase HI.
  • Buffer solutions are compounds that are added to amplification reactions that modify the stability, activity, and / or lifetime of one or more components of the amplification reaction by adjusting the pH of the amplification reaction, and such buffer solutions are well known in the art, For example, it may be, but is not limited to, Tris, Tricine, MOPS, or HEPES.
  • the kit may comprise a dNTP mixture (dATP, dCTP, dGTP, dTTP) and a DNA polymerase cofactor.
  • the primer set and probe may be packaged in one reaction vessel, strip or microplate, and may be packaged by methods known in the art.
  • Another aspect includes obtaining a lysate of E. coli 0157: H7 from a subject sample; Mixing the lysate with the kit to perform real-time PCR; And it provides a method for detecting E. coli O157: H7 comprising the step of confirming the presence of E. coli O157: H7 from the real-time PCR results.
  • the method may include obtaining a lysate of E. coli 0157: H7 from the sample of interest.
  • the detection method according to one embodiment may be applied to a sample that is expected to be contaminated with E. coli 0157: H7.
  • the sample may include, but is not limited to, for example, cultured cells, body fluids such as blood, saliva, and foods such as meat, dairy products, beverages, and the like. Since the lysate contains the DNA of E. coli 0157: H7, it can be used as a template for the real-time PCR reaction in a later step. Methods for obtaining the lysate include, for example, 1 mg / ml proteinase K, 0.3125 mg / ml sodium azide, 0.125% Triton X-100, and 12.5 mM Tris-HCl, pH 8.0 E.
  • the DNA may be extracted from the lysate according to a method known in the art to be used as a template for real-time PCR reaction. Specific methods of extracting DNA from the lysate are described in Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY (2001), which is herein incorporated by reference. Inserted by reference.
  • Mixing the lysate and the kit may include performing a real-time PCR.
  • the E. coli 0157: H7 detection kit can be carried out using conventional real-time PCR methods and apparatus.
  • the real-time PCR method is a method of detecting and quantitating fluorescence appearing in real time every cycle of PCR by the principle of DNA polymerase and FRET using a device in which a thermal cycler and a spectral fluorescent photometer are integrated. This method distinguishes specific amplification products from non-specific amplification products and makes it easy to obtain analysis results in an automated fashion.
  • Devices that can be used in the real-time PCR method include, but are not limited to, AB real-time PCR devices 7900, 7500, 7300, Stratagene Mx3000p, BioRad Chromo 4 and Roche Lightcycler 480 devices.
  • the laser of the real-time PCR device may implement a peak as shown in FIG. 1 by detecting a fluorescent labeling factor labeled on a probe of the amplified PCR product.
  • the real-time PCR reaction can be carried out under conventional conditions known in the art, for example, initial denaturation at 95 ° C. for 10 minutes. And then subjected to denaturation (15 seconds at 95 ° C.), annealing of primers and probes, reaction of RNase HII and elongation (20 seconds at 60 ° C. or 63 ° C.) for a total of 50 to 60 times. Can be done. According to one embodiment, a total of 63 E. coli 0157: H7 can be detected by the method.
  • the E. coli O157: H7 is the presence or absence of the cycle number at which the C p value from the curve appears to detect a fluorescent marker labeling the probe of the PCR product amplified by the real-time PCR process, PCR amplification product was amplified a predetermined amount It can confirm by calculating.
  • the C p value may be determined that the E. coli 0157: H7 is present at 10 to 50, or 15 to 45. Meanwhile, the calculation of the C p value may be automatically performed by a program included in the real time PCR device.
  • Samples that can be tested for the detection of E. coli O175: H7 are, but are not limited to, meat (eg beef including ground beef), vegetables (eg spinach), fruit juice and the like.
  • the detection result can be quickly confirmed in real time even with a small number of samples.
  • the detection result can be quickly confirmed in real time even with a small number of samples.
  • Figure 1a is a result showing the amplification curve by real-time PCR reaction for E. coli O157: H7 using a kit according to one embodiment
  • Figure 1b shows the Cp value determined from the data of Figure 1a.
  • Figure 2 shows the amplification curves by real-time PCR reaction for a total of 63 E. coli O157: H7 species using a kit according to one embodiment.
  • 3A to 3C show amplification curves by real-time PCR reactions on a total of 59 non- E. Coli O157: H7 species, compared to O157: H7 species using a kit according to one embodiment.
  • the kits and methods according to one embodiment show high accuracy.
  • the 59 species were divided into three groups and tested.
  • FIG. 4A and 4B show amplification curves by real-time PCR reactions of E. coli O157: H7 species using various combinations of primers and probes.
  • FIG. 4A shows fluorescence curves and
  • FIG. 4B shows Cp values. Indicates.
  • Example 1 E. coli Prepare primers and probes for real-time detection of O157: H7
  • the primer used for the real-time detection of E. coli 0157: H7 was a primer base sequence capable of amplifying only a part of the I fragment of E. coli 0157: H7.
  • the I segment was at a position of 312001-315400 of the E. coli 0157: H7 genome (GenBank: AE005174.2.).
  • a polynucleotide (1720 bp) of a portion of the I fragment was used in one embodiment and is shown in SEQ ID NO: 15 in Sequence Listing.
  • Table 1 shows the sequences of representative primers designed according to one embodiment.
  • the probe was prepared by catacleave probe (Catacleave TM probe) that can specifically bind to the template target of the PCR to be able to detect the amount of the PCR product to increase in real time in real time PCR.
  • the 5 'end was labeled with 6-carboxyfluorescein (FAM) and the 3' end was labeled with Black Hole Quencher (Integrated DNA Technologies, Coralville, IA).
  • FAM 6-carboxyfluorescein
  • the determined primers and probes were synthesized by the Roche company.
  • probe sequence shows a label linked to the nucleotide.
  • E. coli 0157: H7 Total DNA of E. coli 0157: H7 for use as a template in real-time PCR was extracted by the following method.
  • Appropriately cultured E. coli 0157: H7 was harvested to produce 1 mg / ml proteinase K, 0.3125 mg / ml sodium azide, 0.125% Triton X-100, and 12.5 mM Tris-HCl, pH 8.0 After dilution in 45 ⁇ l lysis solution containing, the samples were incubated at 55 ° C. for 15 minutes, inactivated proteinase K at 95 ° C. for 10 minutes, and then cooled to 4 ° C. The reaction was centrifuged to obtain a supernatant, and then the supernatant itself or DNA extracted from the supernatant was added to the real time PCR reaction according to DNA extraction methods known in the art.
  • the master mix contained 180 ⁇ l of 10 ⁇ I buffer (10 ⁇ I buffer is HEPES-containing buffer (HEPES-KOH, MgCl 2 , KCl, BSA, DMSO)), 20 ⁇ M of forward primer (SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, or SEQ ID NO: 4) 72 ⁇ l, 20 ⁇ M reverse primer (SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, or SEQ ID NO: 11) 72 ⁇ L, 25 ⁇ M CataCleave probe (SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13 or SEQ ID NO: 14) 14.4 ⁇ l, dNTP mix (2 mM dGTP, dCTP, dATP, dTTP) 72 ⁇ l, 36 ⁇ l Platinum Taq DNA Polymerase (Invitrogen), 14.4 ⁇
  • the reactants were first subjected to uracil DNA N-glycosylase reaction and denaturation for 10 minutes at 37 ° C and 10 minutes at 95 ° C, followed by denaturation at 95 ° C for 15 seconds, primers at 60 ° C or 63 ° C for 20 seconds. And annealing (catalyst) probe, the reaction of RNase HII and elongation (50) was repeated 50 times to perform a real-time PCR reaction. After the repetition process, the mixture was cooled at 40 ° C. for 10 seconds. The reaction was performed using a Roche Lightcycler 480 instrument, and PCR amplification was observed in real time using LightCycler 480 Software v1.5.0.
  • Example 3 using a probe according to one embodiment E. coli Detection of O157: H7
  • Real time PCR was performed using DNA from the maximal density culture (about 2 ⁇ 10 9 cfu / mL) as a template.
  • 3A to 3C show the amplification curves by real-time PCR reactions for each species shown in Tables 6 to 8, respectively.
  • Tables 5a to 5c are the results obtained by calculating the C p values from the amplification curves of FIGS. 3a to 3c.
  • E. coli O157: H7 can be efficiently detected with a smaller amount of samples compared to the conventional methods, and a set of primer sets and probes can be detected. It can be seen that since E. coli O157: H7 of various species can be detected at one time, it can save time and effort in detecting E. coli O157: H7 from a sample.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Provided is an oligonucleotide, a kit, and a method for detecting E. coli O157:H7. Also disclosed is a method for detecting in real-time E. coli O157:H7 from a test sample by using the kit. According to the method for detecting, the detection result can be rapidly confirmed in real-time even from a test sample having a low number of copies.

Description

E. coli O157:H7 종 검출용 올리고뉴클레오티드 및 그의 용도E. oligonucleotides for detecting cO157: H7 species and uses thereof
E. coli O157:H7 검출에 적합한 올리고뉴클레오티드 및 상기 올리고뉴클레오티드를 사용하여 E. coli O157:H7 종을 검출하는 키트 및 방법을 개시한다. E. coli O157: H7 oligonucleotides suitable for detection oligonucleotide and the oligonucleotide with a nucleotide E. coli O157: discloses a kit and method for detecting H7 species.
E. coli O157:H7은 1982년 출혈성 대장염의 집단발병의 원인으로 처음으로 알려진 이래 일본에서 수천 명의 감염자를 내고 미국에서 매년 2만명 이상의 감염자와 250명 이상의 사망자를 내는 것으로 추정되는 등 세계적으로 널리 퍼져있는 식중독 균 중 하나이다. 또한, E. coli O157:H7은 Campylobacter 속, Salmonella 속, Shigella 속의 세균 등과 함께 출혈성 대장염의 주요 원인이 되는 균으로 알려져 있다. E. coli O157:H7은 주로 육류, 낙농제품, 식수 등 음식을 통하여 전파되므로, 음식과 같은 시료에서 E. coli O157:H7의 존재 여부를 신속하고 경제적으로 확인할 수 있는 방법이 요구된다. E. coli O157:H7을 검출하기 위한 통상적 방법은 선택적 배지에서 시료를 배양하여, E. coli O157:H7로 추측되는 균을 분리한 후, 이를 생화학적 또는 면역학적 방법으로 확인하는 것이다. 항체를 이용한 면역학적인 방법은 높은 정확도로 세균의 검출이 가능하다. 그러나, 많은 양의 시료가 필요하고, 각 진단에 항체를 요구된다. Since E. coli O157: H7 was first known in 1982 as the cause of the onset of hemorrhagic colitis, it has become widespread worldwide, with thousands of infected in Japan and more than 20,000 infected and 250 killed in the United States each year. It is one of the food poisoning bacteria. In addition, E. coli O157: H7 is known as a major cause of hemorrhagic colitis along with the bacteria of the genus Campylobacter , Salmonella , and Shigella . Since E. coli O157: H7 is mainly transmitted through food such as meat, dairy products, and drinking water, a method for quickly and economically confirming the presence of E. coli O157: H7 in a sample such as food is required. A common method for detecting E. coli O157: H7 is to incubate the sample in selective medium, isolate the bacteria suspected of E. coli O157: H7, and then identify it by biochemical or immunological methods. Immunological methods using antibodies can detect bacteria with high accuracy. However, a large amount of sample is required and an antibody is required for each diagnosis.
일 구체예에서, E. coli O157:H7 종을 정확하고, 민감하고, 신속하게 검출하는데 적합하게 사용될 수 있는 올리고뉴클레오티드를 제공한다. 상기 올리고뉴클레오티드는 서열번호 16, 3, 4, 또는 6의 서열을 포함하는 제1 프라이머일 수 있고; 서열번호 7, 8, 9, 10, 또는 11의 서열을 포함하는 제2 프라이머일 수 있다. 상기 올리고뉴클레오티드는 서열번호 17 또는 18의 서열을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 상기 제1 프라이머는 서열번호 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6의 서열을 가질 수 있다. 일 구체예에서, 상기 프로브는 서열번호 12, 13, 또는 14의 서열을 가질 수 있다.In one embodiment, oligonucleotides are provided that can be suitably used to accurately, sensitively and rapidly detect E. coli 0157: H7 species. The oligonucleotide may be a first primer comprising the sequence of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6; It may be a second primer comprising the sequence of SEQ ID NO: 7, 8, 9, 10, or 11. The oligonucleotide may comprise the sequence of SEQ ID NO: 17 or 18. In one embodiment, the first primer may have a sequence of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6. In one embodiment, the probe may have a sequence of SEQ ID NO: 12, 13, or 14.
또한, 일 구체예에서, E. coli O157:H7 종을 정확하고, 민감하고, 신속하게 검출하는데 적합하게 사용될 수 있는 올리고뉴클레오티드를 포함하는 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 서열번호 16, 3, 4, 또는 6의 서열을 포함하는 제1 프라이머를 포함할 수 있고; 서열번호 7, 8, 9, 10, 또는 11의 서열을 포함하는 제2 프라이머를 포함할 수 있다. 상기 조성물은 서열번호 17 또는 18의 서열을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 상기 제1 프라이머는 서열번호 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6의 서열을 가질 수 있다. 일 구체예에서, 상기 프로브는 서열번호 12, 13, 또는 14의 서열을 가질 수 있다.In addition, in one embodiment, a composition is provided comprising an oligonucleotide that can be suitably used to accurately, sensitively and rapidly detect E. coli 0157: H7 species. The composition may comprise a first primer comprising a sequence of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6; A second primer comprising the sequence of SEQ ID NO: 7, 8, 9, 10, or 11 may be included. The composition may comprise the sequence of SEQ ID NO: 17 or 18. In one embodiment, the first primer may have a sequence of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6. In one embodiment, the probe may have a sequence of SEQ ID NO: 12, 13, or 14.
일 구체예에서, E. coli O157:H7 종 검출용 키트를 제공한다.In one embodiment, a kit for detecting E. coli 0157: H7 species is provided.
상기 E. coli O157:H7 종 검출용 키트는 서열번호 16, 3, 4, 또는 6의 서열을 포함하는 제1 프라이머를 포함할 수 있고; 서열번호 7, 8, 9, 10, 또는 11의 서열을 포함하는 제2 프라이머를 포함할 수 있다. 상기 키트는 DNA 서열 및 RNA 서열로 구성되는 프로브를 더 포함할 수 있다. 상기 키트는 서열번호 17 또는 18의 서열을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 상기 제1 프라이머는 서열번호 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6의 서열 중 하나일 수 있다. 일 구체예에서, 상기 프로브는 서열번호 12, 13, 또는 14의 서열 중 하나일 수 있다.The E. coli 0157: H7 species detection kit may comprise a first primer comprising a sequence of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6; A second primer comprising the sequence of SEQ ID NO: 7, 8, 9, 10, or 11 may be included. The kit may further comprise a probe consisting of a DNA sequence and an RNA sequence. The kit may comprise the sequence of SEQ ID NO: 17 or 18. In one embodiment, the first primer may be one of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6. In one embodiment, the probe may be one of SEQ ID NO: 12, 13, or 14.
다양한 조합의 제1 프라이머, 제2 프라이머, 및 프로브가 E. coli O157:H7의 표적 핵산 또는 그의 단편을 검풀하는데 사용될 수 있다. 상기 조합은 하기 예에 따를 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.Various combinations of first primers, second primers, and probesE. coliOf O157: H7 It can be used to sample the target nucleic acid or fragment thereof. The combination may be as follows, but is not limited thereto.
서열번호 1의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제1 프라이머, 서열번호 7의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제2 프라이머 및 서열번호 12 내지 14의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나를 갖는 프로브;A probe having any one of a first primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, a second primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7, and a nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 1의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제1 프라이머, 서열번호 8의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제2 프라이머 및 서열번호 12 내지 14의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나를 갖는 프로브;A probe having any one of a first primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, a second primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8, and a nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 1의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제1 프라이머, 서열번호 10의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제2 프라이머 및 서열번호 12 내지 14의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나를 갖는 프로브;A probe having any one of a first primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, a second primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10, and a nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 2의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제1 프라이머, 서열번호 7의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제2 프라이머 및 서열번호 12 내지 14의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나를 갖는 프로브;A probe having any one of a first primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, a second primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 and a nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 2의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제1 프라이머, 서열번호 10의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제2 프라이머 및 서열번호 12 내지 14의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나를 갖는 프로브;A probe having any one of a first primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, a second primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10, and a nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 3의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제1 프라이머, 서열번호 7의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제2 프라이머 및 서열번호 12 내지 14의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나를 갖는 프로브;A probe having any one of a first primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, a second primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 and a nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 3의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제1 프라이머, 서열번호 10의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제2 프라이머 및 서열번호 12 내지 14의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나를 갖는 프로브;A probe having any one of a first primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, a second primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10, and a nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 4의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제1 프라이머, 서열번호 11의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제2 프라이머 및 서열번호 12 내지 14의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나를 갖는 프로브;A probe having any one of a first primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, a second primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11, and a nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 5의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제1 프라이머, 서열번호 7의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제2 프라이머 및 서열번호 12 내지 14의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나를 갖는 프로브;A probe having any one of a first primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5, a second primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 and a nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 5의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제1 프라이머, 서열번호 10의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제2 프라이머 및 서열번호 12 내지 14의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나를 갖는 프로브; 또는A probe having any one of a first primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5, a second primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10, and a nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 12 to 14; or
서열번호 6의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제1 프라이머, 서열번호 9의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 제2 프라이머 및 서열번호 12 내지 14의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나를 갖는 프로브.A probe having any one of a first primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6, a second primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9, and a nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 12-14.
일 구체예에서, E. coli O157:H7 종의 검출용 키트는 하기 올리고뉴클레오티드 중 하나를 포함할 수 있다:In one embodiment, the kit for detection of E. coli 0157: H7 species may comprise one of the following oligonucleotides:
서열번호 1의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 7의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제2 프라이머를 포함하는 프라이머 세트 및 서열번호 12 내지 서열번호 14 중 어느 하나의 뉴클레오티드 서열을 갖는 프로브;A first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 A probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 1의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 8의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제2 프라이머를 포함하는 프라이머 세트 및 서열번호 12 내지 서열번호 14 중 어느 하나의 뉴클레오티드 서열을 갖는 프로브;A first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8 A probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 1의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 10의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제2 프라이머를 포함하는 프라이머 세트 및 서열번호 12 내지 서열번호 14 중 어느 하나의 뉴클레오티드 서열을 갖는 프로브;A first primer comprising at least 10 or 15 contiguous nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and a second primer comprising at least 10 or 15 contiguous nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10; A probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 2의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 7의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제2 프라이머를 포함하는 프라이머 세트 및 서열번호 12 내지 서열번호 14 중 어느 하나의 뉴클레오티드 서열을 갖는 프로브;A first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 A probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 2의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 10의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제2 프라이머를 포함하는 프라이머 세트 및 서열번호 12 내지 서열번호 14 중 어느 하나의 뉴클레오티드 서열을 갖는 프로브;A first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10; A probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 3의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 7의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제2 프라이머를 포함하는 프라이머 세트 및 서열번호 12 내지 서열번호 14 중 어느 하나의 뉴클레오티드 서열을 갖는 프로브;A first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 A probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 3의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 10의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제2 프라이머를 포함하는 프라이머 세트 및 서열번호 12 내지 서열번호 14 중 어느 하나의 뉴클레오티드 서열을 갖는 프로브;A first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10; A probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 4의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 11의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제2 프라이머를 포함하는 프라이머 세트 및 서열번호 12 내지 서열번호 14 중 어느 하나의 뉴클레오티드 서열을 갖는 프로브;A first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11; A probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 5의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 7의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제2 프라이머를 포함하는 프라이머 세트 및 서열번호 12 내지 서열번호 14 중 어느 하나의 뉴클레오티드 서열을 갖는 프로브;A first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 A probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14;
서열번호 5의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 10의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제2 프라이머를 포함하는 프라이머 세트 및 서열번호 12 내지 서열번호 14 중 어느 하나의 뉴클레오티드 서열을 갖는 프로브; 또는A first primer comprising 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 5 and a second primer comprising 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 10 A probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14; or
서열번호 6의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 9의 뉴클레오티드 서열로부터 선택되는 10 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제2 프라이머를 포함하는 프라이머 세트 및 서열번호 12 내지 서열번호 14 중 어느 하나의 뉴클레오티드 서열을 갖는 프로브.A first primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 and a second primer comprising at least 10 or 15 consecutive nucleotides selected from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9 A probe having a primer set and a nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 12 to 14.
다른 구체예에서, 시료로부터 E. coli O157:H7 종을 검출하는 방법을 제공한다.In another embodiment, a method of detecting E. coli 0157: H7 species from a sample is provided.
상기 방법은 (a) 시료 중 E. coli O157:H7의 표적 핵산을 증폭하여 상기 표적 핵산의 카피수를 증가시키는 단계로서, 상기 증폭은 서열번호 16, 3, 4, 또는 6의 염기 서열을 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 7, 8, 9, 10 또는 11의 염기 서열을 포함하는 제2 프라이머를 상기 시료 중에서 표적 핵산과 혼성화시켜 상기 표적 핵산 및 상기 프라이머의 혼성화된 산물을 얻고, 주형-의존성 핵산 폴리머라제를 사용하여 상기 혼성화된 산물의 제1 프라이머 및 제2 프라이머를 확장하여 확장된 프라이머 산물을 생성하는 것을 포함하는 단계; (b) 상기 표적 핵산과 혼성화될 수 있는 하나 이상의 프로브 올리고뉴클레오티드와 상기 표적 핵산을 혼성화하여 표적 핵산:프로브 올리고뉴클레오티드의 혼성화 산물을 얻는 단계로서, 상기 프로브는 DNA 서열 및 RNA 서열을 포함하며, 검출가능한 표지가 연결된 것인 단계; (c) 상기 표적 핵산:프로브의 혼성화된 산물과 RNase H를 접촉시켜 상기 프로브를 절단시켜, 상기 표적 핵산으로부터 프로브 절편 분리를 야기하는 단계; 및 (d) 검출가능한 표지를 검출하는 단계를 포함한다. 상기 제1 프라이머는 서열번호 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6의 서열을 가질 수 있다. 상기 프로브 올리고뉴클레오티드는 서열번호 17 또는 18의 올리고뉴클레오티드를 가질 수 있다. 상기 프로브 올리고뉴클레오티드는 서열번호 12, 13, 14의 올리고뉴클레오티드 중 하나일 수 있다. 상기 프로브 올리고뉴클레오티드는 예를 들어, FRET(fluorescence resonance energy transfer) 쌍과 같은, 검출가능한 표지로 표지될 수 있다.The method comprises (a) amplifying a target nucleic acid of E. coli 0157: H7 in a sample to increase the copy number of the target nucleic acid, wherein the amplification comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6 Hybridizing with a target nucleic acid in the sample to obtain a hybridized product of the target nucleic acid and the primer, wherein the first primer and the second primer comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7, 8, 9, 10 or 11 are obtained. Using nucleic acid polymerase to expand the first and second primers of the hybridized product to produce an extended primer product; (b) hybridizing the target nucleic acid with one or more probe oligonucleotides that can hybridize with the target nucleic acid to obtain a hybridization product of the target nucleic acid: probe oligonucleotide, wherein the probe comprises a DNA sequence and an RNA sequence and is detected Possible markers are linked; (c) contacting the hybridized product of the target nucleic acid : probe with RNase H to cleave the probe to cause separation of the probe fragment from the target nucleic acid; And (d) detecting the detectable label. The first primer may have a sequence of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6. The probe oligonucleotide may have an oligonucleotide of SEQ ID NO: 17 or 18. The probe oligonucleotide may be one of the oligonucleotides of SEQ ID NO: 12, 13, 14. The probe oligonucleotide can be labeled with a detectable label, such as, for example, a fluorescence resonance energy transfer (FRET) pair.
다른 구체예에서, 시료로부터 E. coli O157:H7 종의 표적 RNA 서열을 검출하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 (a) 역전사 효소 활성 및 역방향 증폭 프라이머의 존재 하에 E. coli O157:H7 표적 RNA를 역전사하여 표적 RNA의 표적 cDNA를 생성하는 단계; (b) 시료 중 E. coli O157:H7의 표적 cDNA를 증폭하여 상기 표적 핵산의 카피수를 증가시키는 단계로서, 상기 증폭은 서열번호 16, 3, 4, 또는 6의 염기 서열을 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 7, 8, 9, 10 또는 11의 염기 서열을 포함하는 제2 프라이머를 상기 시료 중에서 표적 핵산과 혼성화시켜 상기 표적 핵산 및 상기 프라이머의 혼성화된 산물을 얻고, 주형-의존성 핵산 폴리머라제를 사용하여 상기 혼성화된 산물의 제1 프라이머 및 제2 프라이머를 확장하여 확장된 프라이머 산물을 생성하는 것을 포함하는 단계; (c) 상기 표적 cDNA와 실질적으로 상보적인 하나 이상의 프로브 올리고뉴클레오티드와 상기 표적 핵산을 혼성화하여 표적 핵산:프로브 올리고뉴클레오티드의 혼성화 산물을 얻는 단계로서, 상기 프로브는 DNA 서열 및 RNA 서열을 포함하며, 검출가능한 표지가 연결된 것인 단계; (d) 상기 표적 핵산:프로브 올리고뉴클레오티드의 혼성화된 산물과 RNase H를 접촉시켜 상기 프로브를 절단시키는 단계; 및 (e) 상기 프로브 상의 표지로부터 신호 방출의 증가를 검출하는 단계로서, 상기 신호의 증가는 시료 중 E. coli O157:H7 RNA가 존재함을 나타내는 것인 단계를 포함한다. 상기 제1 프라이머는 서열번호 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6의 서열을 가질 수 있다. 상기 프로브 올리고뉴클레오티드는 서열번호 17 또는 18의 올리고뉴클레오티드를 가질 수 있다. 상기 프로브 올리고뉴클레오티드는 서열번호 12, 13, 14의 올리고뉴클레오티드 중 하나일 수 있다. 상기 프로브 올리고뉴클레오티드는 예를 들어, FRET 쌍과 같은, 검출가능한 표지로 표지될 수 있다.In another embodiment, a method of detecting a target RNA sequence of E. coli 0157: H7 species from a sample is provided. The method comprises the steps of (a) reverse transcripting E. coli 0157: H7 target RNA in the presence of reverse transcriptase activity and reverse amplification primers to generate target cDNA of the target RNA; (b) amplifying the target cDNA of E. coli 0157: H7 in the sample to increase the copy number of the target nucleic acid, wherein the amplification comprises a first sequence comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6 A second primer comprising a primer and a nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 7, 8, 9, 10 or 11 is hybridized with a target nucleic acid in the sample to obtain a hybridized product of the target nucleic acid and the primer, and template-dependent nucleic acid polymerase Using to extend the first and second primers of the hybridized product to produce an extended primer product; (c) hybridizing the target nucleic acid with at least one probe oligonucleotide substantially complementary to the target cDNA to obtain a hybridization product of a target nucleic acid: probe oligonucleotide, wherein the probe comprises a DNA sequence and an RNA sequence, and detects Possible markers are linked; (d) cleaving the probe by contacting RNase H with the hybridized product of the target nucleic acid : probe oligonucleotide; And (e) detecting an increase in signal release from the label on the probe, wherein the increase in signal indicates the presence of E. coli 0157: H7 RNA in the sample. The first primer may have a sequence of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6. The probe oligonucleotide may have an oligonucleotide of SEQ ID NO: 17 or 18. The probe oligonucleotide may be one of the oligonucleotides of SEQ ID NO: 12, 13, 14. The probe oligonucleotide can be labeled with a detectable label, such as, for example, a FRET pair.
본 명세서에 개시된 구체예의 실험은, 달리 표시되어 있지 않으면, 당업계에서 알려진 통상적인 분자 생물학적 기법을 사용하였다. 이러한 기법들은 당업자들에게 잘 알려져 있으며, 문헌에 충분히 설명되어 있다. 예를 들어, Ausubel, et al., ed., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, Inc., NY, N.Y. (1987-2008) 및 Sambrook, et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor, N.Y. (1989)를 참조하였다.The experiments of the embodiments disclosed herein used conventional molecular biological techniques known in the art, unless otherwise indicated. Such techniques are well known to those skilled in the art and are fully described in the literature. See, for example, Ausubel, et al., Ed., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, Inc., NY, N.Y. (1987-2008) and Sambrook, et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor, N.Y. (1989).
본 명세서에서 달리 정의되어 있지 않다면, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적, 과학적 용어는 당업자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 또한 본 명세서는 상세한 설명 및 청구항의 해석을 돕기 위해 용어의 정의를 제공한다. 결과적으로, 정의가 다른 정의와 일치하지 않으면, 상기 정의는 본 명세서에 설명되어 있는 것으로 규정될 것이다.Unless defined otherwise herein, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. The specification also provides definitions of terms to aid in the interpretation of the description and the claims. As a result, if a definition does not match another definition, the definition will be defined as described herein.
본 명세서에서 사용된 용어 "증폭(amplification)"은 뉴클레오티드 서열의 카피수를 증가시키기 위한 어떠한 과정을 의미한다. 핵산의 증폭은 뉴클레오티드(예를 들어, DNA 또는 RNA)가 핵산으로 통합(incorporate)되는 과정을 나타낸다.As used herein, the term “amplification” refers to any process for increasing the copy number of a nucleotide sequence. Amplification of nucleic acids refers to the process by which nucleotides (eg, DNA or RNA) are incorporated into a nucleic acid.
용어 "뉴클레오티드(뉴클레오티드)"는 염기-당-인산의 조합을 의미한다. 뉴클레오티드는 예를 들어, DNA 또는 RNA와 같은 핵산의 단일체이다. 용어 "뉴클레오티드"는 rATP, rCTP, rGTP, 또는 rUTP와 같은 리보뉴클레오시드 트리포스페이트, 및 dATP, dCTP, dGTP, 또는 dTTP와 같은 디옥시-리보뉴클레오시드 트리포스페이트를 포함한다. The term "nucleotide" refers to a combination of base-sugar-phosphate. Nucleotides are, for example, monoliths of nucleic acids such as DNA or RNA. The term “nucleotide” includes ribonucleoside triphosphates such as rATP, rCTP, rGTP, or rUTP, and deoxy-ribonucleoside triphosphates such as dATP, dCTP, dGTP, or dTTP.
용어 "뉴클레오시드(nucleoside)"는 염기-당의 조합, 즉 뉴클레오티드에서 포스페이트가 결여된 조합을 의미한다. 용어 "뉴클레오시드" 및 "뉴클레오티드"는 본 기술 분야에서 혼용될 수 있다. 예를 들어, 뉴클레오티드 디옥시우리딘, dUTP은 디옥시뉴클레오시드 트리포스페이트이다. 예를 들어, dUMP 또는 디옥시우리딘 모노포스페이트와 같이 DNA 모노머로 작용하여, DNA로 삽입된다. 이러한 측면에서, dUTP 모이어티가 DNA 결과물에 존재하지 않더라도, dUTP는 삽입된 것으로 고려될 수 있다. The term "nucleoside" refers to a combination of base-sugars, ie a combination lacking phosphate in nucleotides. The terms "nucleoside" and "nucleotide" can be used interchangeably in the art. For example, the nucleotide deoxyuridine, dUTP is deoxynucleoside triphosphate. For example, it acts as a DNA monomer, such as dUMP or deoxyuridine monophosphate, and is inserted into DNA. In this regard, even if no dUTP moiety is present in the DNA output, the dUTP may be considered inserted.
용어 "중합효소 연쇄반응(폴리머라제 chain reaction, PCR)"은 일반적으로 시료 중에서 표적이되는 핵산(들)의 카피수를 증가시키는 증폭 방법을 의미한다. 상기 과정은 미국특허 제4,683,202호, 제4,683,195호, 제4,800,159호, 및 제4,965,188호에 상세히 기재되어 있으며, 상기 문헌의 내용은 본 명세서에 참조로써 삽입된다. 상기 시료는 단일 핵산 또는 다중 핵산을 포함할 수 있다. 일반적으로, PCR은 표적 핵산(들)을 포함하는 반응 혼합물 내에 2 이상의 확장가능한 프라이머 핵산을 포함한다. 상기 프라이머는 이중-가닥 표적 서열의 반대편 가닥과 상보적이다. 상기 반응 혼합물은 핵산 폴리머라제 및 핵산 모노머, 예를 들어, dNTP 및/또는 rNTP의 존재 하에 온도 변화 사이클링(thermal cycling)에 적용하여, 상기 프라이머의 확장에 의해 표적 핵산을 증폭한다. 일반적으로, 상기 온도 변화 사이클링은 하기 과정을 포함한다; 상기 프라이머 및 표적 핵산을 어닐링하여 혼성화시키는 단계; 핵산 폴리머라제를 사용하여 상기 프라이머를 확장시키는 단계; 및 상기 혼성화된 프라이머 확장 산물 및 표적 핵산을 변성시키는 단계. 용어 "역전사 효소-PCR(reverse transcriptase-PCR, RT-PCR)"은 RNA 주형 및 역전사 효소, 또는 역전사 효소 활성을 갖는 효소를 사용하여 DNA-의존성 DNA 폴리머라제 프라이머 확장의 다중 사이클 이전에 단일 가닥의 cDNA 분자를 생성하는 PCR을 의미한다. 용어 "다중 PCR(multiplex PCR)"은 일반적으로, 2종류 이상의 프라이머 세트에 의해, 단일 반응에서 2 이상의 증폭된 표적 산물을 생산하는 PCR을 의미한다.The term “polymerase chain reaction (PCR)” generally refers to an amplification method that increases the copy number of the target nucleic acid (s) in a sample. The process is described in detail in US Pat. Nos. 4,683,202, 4,683,195, 4,800,159, and 4,965,188, the contents of which are incorporated herein by reference. The sample may comprise a single nucleic acid or multiple nucleic acids. In general, PCR comprises two or more expandable primer nucleic acids in a reaction mixture comprising the target nucleic acid (s). The primer is complementary to the opposite strand of the double-stranded target sequence. The reaction mixture is subjected to thermal cycling in the presence of nucleic acid polymerase and nucleic acid monomers such as dNTP and / or rNTP to amplify the target nucleic acid by extension of the primer. In general, the temperature change cycling includes the following procedure; Annealing and hybridizing the primer and the target nucleic acid; Expanding said primers using nucleic acid polymerase; And denaturing the hybridized primer extension product and target nucleic acid. The term "reverse transcriptase-PCR (RT-PCR)" refers to a single strand of DNA prior to multiple cycles of DNA-dependent DNA polymerase primer expansion using RNA template and reverse transcriptase, or enzymes with reverse transcriptase activity. PCR to generate cDNA molecules. The term "multiplex PCR" generally refers to a PCR that produces, by two or more kinds of primer sets, two or more amplified target products in a single reaction.
용어 "핵산(nucleic acid)"은 2 이상의 뉴클레오티드를 포함하는 중합체를 의미한다. 용어 "핵산"은 본 명세서에서 용어 "폴리뉴클레오티드" 또는 "올리고뉴클레오티드"와 혼용된다. 핵산은 DNA 및 RNA를 포함한다. 핵산의 구조는 이중-가닥 및/또는 단일-가닥일 수 있다.The term "nucleic acid" means a polymer comprising two or more nucleotides. The term “nucleic acid” is used interchangeably with the terms “polynucleotide” or “oligonucleotide” herein. Nucleic acids include DNA and RNA. The structure of the nucleic acid may be double-stranded and / or single-stranded.
용어 "핵산 유사체(nucleic acid analog)"는 하나 이상의 뉴클레오티드 유사체 및/또는 하나 이상의 포스페이트 에스테르 유사체 및/또는 하나 이상의 펜토스 당 유사체를 포함하는 핵산을 의미한다. 핵산 유사체의 예는 포스페이트 에스테르 및/또는 당 포스페이트 에스테르 결합이 N-(2-아미노에틸)-글리신 아미드 및 기타 아미드와 같은 종류의 결합으로 대체된 핵산을 포함한다. 핵산 유사체는 하나 이상의 뉴클레오티드 유사체 및/또는 하나 이상의 포스페이트 에스테르 유사체 및/또는 하나 이상의 펜토스 당 유사체를 포함하는 핵산일 수 있으며, 혼성화에 의해 이중 나선을 형성할 수 있다.The term “nucleic acid analog” means a nucleic acid comprising one or more nucleotide analogues and / or one or more phosphate ester analogs and / or one or more pentose sugar analogs. Examples of nucleic acid analogs include nucleic acids in which phosphate ester and / or sugar phosphate ester bonds have been replaced by bonds of the same kind, such as N- (2-aminoethyl) -glycine amide and other amides. Nucleic acid analogs may be nucleic acids comprising one or more nucleotide analogues and / or one or more phosphate ester analogs and / or one or more pentose sugar analogs and may form a double helix by hybridization.
용어 "어닐링(annealing)" 및 "혼성화(hybridization)"는 혼용될 수 있으며, 하나의 핵산과 다른 핵산이 염기-쌍 상호작용을 하여 이중, 삼중 또는 그 이상 차수의 구조를 형성하는 것을 의미한다. 일 구체예에서, 일차 상호작용은 염기 특이적인, 예를 들어, 왓슨/클릭 및 후그스틴-타입(Hoogsteen-type)의 수소 결합에 의한 A/T 및 G/C의 반응이다. 일 구체예에서, 염기-스태킹(base-stacking) 및 소수성 상호작용이 또한 이중 나선의 안정성에 기여할 수 있다. The terms “annealing” and “hybridization” can be used interchangeably, meaning that one nucleic acid and another nucleic acid interact with base-pairs to form a double, triple or higher order structure. In one embodiment, the primary interaction is the reaction of A / T and G / C by base-specific, eg, hydrogen bonding of Watson / Click and Hoogsteen-type. In one embodiment, base-stacking and hydrophobic interactions can also contribute to the stability of the double helix.
용어 “뉴클레오티드(nucleotide)”는 단일 가닥 또는 이중 가닥 형태로 존재하는 디옥시리보뉴클레오티드 또는 리보뉴클레오티드로, 특별하게 언급되어 있지 않은 한 뉴클레오티드의 유사체를 포함하는 의미로 해석된다. The term “nucleotide” is a deoxyribonucleotide or ribonucleotide that exists in single- or double-stranded form, and is interpreted to include analogs of nucleotides unless otherwise specified.
용어 “프라이머(primer)”는 적합한 온도에서 적합한 완충액 내에서 적합한 조건(즉, 4종의 다른 뉴클레오시드 트리포스페이트 및 중합 반응 효소) 하에서 주형-지시 DNA 합성의 개시점으로 작용할 수 있는 단일 가닥의 올리고뉴클레오티드를 의미한다. 프라이머의 적합한 길이는 다양한 인자, 예를 들어, 온도와 프라이머의 용도에 따라 차이가 있지만 전형적으로 15-30개의 뉴클레오티드이다. 짧은 프라이머는 주형과 충분히 안정된 혼성화 복합체를 형성하기 위하여 일반적으로 보다 낮은 온도를 요구할 수 있다. 용어 "전방향 프라이머(forward primer)" 및 "역방향 프라이머(reverse primer)"는 중합 효소 연쇄 반응에 의해 증폭되는 주형의 일정한 부위의 3'말단 및 5'말단에 각각 결합하는 프라이머를 의미한다. 프라이머의 서열은 주형의 일부 서열과 완전하게 상보적인 서열을 가질 필요는 없으며, 주형과 혼성화 되어 프라이머 고유의 작용을 할 수 있는 범위 내에서의 충분한 상보성을 가지면 충분하다. 따라서, 일 구체예에 따른 프라이머 세트는 주형인 뉴클레오티드 서열에 완벽하게 상보적인 서열을 가질 필요는 없으며, 이 서열에 혼성화되어 프라이머 작용을 할 수 있는 범위 내에서 충분한 상보성을 가지면 충분한 것으로 해석된다. 이러한 프라이머의 디자인은 주형이 되는 폴리뉴클레오티드의 염기 서열을 참조하여 당업자에 의해 용이하게 실시할 수 있으며, 예를 들어, 프라이머 디자인용 프로그램(예: PRIMER 3 프로그램)을 이용하여 할 수 있다. 한편, 일 구체예에 따른 프라이머는 주형의 한 부위에 혼성화 또는 어닐링되어, 이중쇄 구조를 형성한다. 이러한 이중쇄 구조를 형성하는 데 적합한 핵산 혼성화의 조건은 Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.(2001) 및 Haymes, B. D., 등, Nucleic Acid Hybridization, A Practical Approach, IRL Press, Washington, D.C.(1985)에 개시되어 있다. 예를 들면, 상기 프라이머는 상기 서열번호 1 내지 12 중 어느 하나의 염기 서열 내의 10개 이상 또는 15개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함할 수 있으며, 상기 프라이머는 상기 서열번호 1 내지 12 중 어느 하나의 염기 서열을 갖는 뉴클레오티드일 수 있다. 또한, 상기 프라이머는 서열번호 3, 6-12 또는 16의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나를 갖는 뉴클레오티드일 수 있다. 일 구체예에서 상기 프라이머는 서열번호 1-12 중 어느 하나일 수 있다. The term “primer” refers to a single strand of single strand that can act as a starting point for template-directed DNA synthesis under suitable conditions (ie, four different nucleoside triphosphates and polymerases) in suitable buffers at suitable temperatures. Means oligonucleotides. Suitable lengths of primers are typically 15-30 nucleotides, depending on various factors, such as temperature and the use of the primer. Short primers may generally require lower temperatures to form a hybridization complex that is sufficiently stable with the template. The terms "forward primer" and "reverse primer" refer to primers that bind to the 3 'end and the 5' end, respectively, of a predetermined portion of the template to be amplified by the polymerase chain reaction. The sequence of the primer does not need to have a sequence that is completely complementary to some sequences of the template, and it is sufficient to have sufficient complementarity within a range capable of hybridizing with the template to perform the primer-specific function. Therefore, the primer set according to one embodiment does not need to have a sequence that is perfectly complementary to the nucleotide sequence that is a template, and it is interpreted that it is sufficient to have sufficient complementarity within a range capable of hybridizing to the sequence and acting as a primer. The design of such primers can be easily carried out by those skilled in the art with reference to the nucleotide sequence of the polynucleotide to be a template, for example, by using a primer design program (for example, PRIMER 3 program). On the other hand, the primer according to one embodiment is hybridized or annealed to one site of the template to form a double chain structure. Conditions for nucleic acid hybridization suitable for forming such double chain structures are described in Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY (2001) and Haymes, BD, et al., Nucleic Acid Hybridization, A Practical Approach , IRL Press, Washington, DC (1985). For example, the primer may include at least 10 or 15 contiguous nucleotides in the base sequence of any one of SEQ ID NOs 1 to 12, wherein the primer is a base of any one of SEQ ID NOs 1 to 12. It may be a nucleotide having a sequence. In addition, the primer may be a nucleotide having any one of the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 3, 6-12 or 16. In one embodiment the primer may be any one of SEQ ID NOs: 1-12.
용어 "프로브(probe)"는 표적 핵산 서열과 상보적인 서열을 갖는 것으로, 상기 표적 핵산과 혼성화할 수 있어, 이중나선을 형성하는 핵산을 의미한다. 상기 프로브 서열은 상기 표적 핵산 서열과 완전하게 상보적일 수 있다. 상기 프로브는 상기 표적 핵산이 PCR과 동시에 검출될 수 있도록 표지될 수 있다. The term "probe" refers to a nucleic acid having a sequence complementary to a target nucleic acid sequence and capable of hybridizing with the target nucleic acid to form a double helix. The probe sequence may be completely complementary to the target nucleic acid sequence. The probe can be labeled such that the target nucleic acid can be detected simultaneously with PCR.
용어 "표적 핵산(target nucleic acid)" 또는 "표적 서열(target sequence)"은 증폭되거나 및/또는 검출될 수 있는 표적 핵산의 전장(full length) 또는 그의 단편을 포함한다. 표적 핵산은 증폭에 사용되는 2개의 프라이머 사이에 존재할 수 있다.The term "target nucleic acid" or "target sequence" includes the full length of a target nucleic acid or fragment thereof that can be amplified and / or detected. The target nucleic acid may be between two primers used for amplification.
용어 " 혼성 올리고뉴클레오티드(hybrid oligonucleotide)"는 단일 분자 내에 DNA 및 RNA 부분을 포함하는 올리고뉴클레오티드 분자를 의미한다. 상기 혼성 올리고뉴클레오티드는 예를 들어, DNA-RNA, RNA-DNA, 또는 DNA-RNA-DNA 올리고뉴클레오티드와 같이, 하나 이상의 DNA 부분과 하나 이상의 RNA 부분을 포함한다.The term "hybrid oligonucleotide" refers to an oligonucleotide molecule comprising DNA and RNA moieties in a single molecule. The hybrid oligonucleotide includes one or more DNA portions and one or more RNA portions, such as, for example, DNA-RNA, RNA-DNA, or DNA-RNA-DNA oligonucleotides.
일 구체예에서, E. coli O157:H7을 검출하기 위한 올리고뉴클레오티드 세트는 (i) 서열번호 16, 3, 4, 또는 6의 올리고뉴클레오티드를 갖는 제1 프라이머 (ii) 서열번호 7, 8, 9, 10, 또는 11의 올리고뉴클레오티드를 갖는 제2 프라이머를 포함한다. 상기 올리고뉴클레오티드 세트는 서열번호 17 또는 18로부터 선택되는 프로브를 더 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 상기 제1 프라이머는 서열번호 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6 중 어느 하나일 수 있다. 일 구체예에서, 상기 프로브는 서열번호 12, 13, 또는 14 중 어느 하나일 수 있다. 일 구체예에서, 이들 올리고뉴클레오티드는 10 이상, 또는 15 이상의 연속적인 서열번호 1-12의 서열을 가질 수 있다.In one embodiment, the oligonucleotide set for detecting E. coli 0157: H7 comprises (i) a first primer having an oligonucleotide of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6 (ii) SEQ ID NO: 7, 8, 9 A second primer having an oligonucleotide of 10, or 11; The oligonucleotide set may further comprise a probe selected from SEQ ID NOs: 17 or 18. In one embodiment, the first primer may be any one of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6. In one embodiment, the probe may be any one of SEQ ID NO: 12, 13, or 14. In one embodiment, these oligonucleotides may have a sequence of at least 10, or at least 15 consecutive SEQ ID NOs: 1-12.
일 구체예에 따른 제1 프라이머 및 제2 프라이머의 프라이머 쌍은 E. coli O157:H7의 I 절편의 일부분에 특이적이다. 상기 I 절편은 E. coli O157:H7 게놈(GenBank: AE005174.2.)의 312001-315400 위치에 존재한다. 상기 I 절편의 서열은 서열번호 15에 기재되어 있다.Primer pairs of the first and second primers according to one embodiment are specific for a portion of the I segment of E. coli 0157: H7. The I segment is at positions 312001-315400 of the E. coli 0157: H7 genome (GenBank: AE005174.2.). The sequence of this I fragment is set forth in SEQ ID NO: 15.
일 구체예에서, 상기 프로브는 DNA-RNA-DNA 혼성체 구조를 가질 수 있다. 상기 프로브는 핵산 또는 핵산 유사체일 수 있다. 또한, 상기 프로브는 보호된 핵산일 수 있다. 예를 들어, 상기 프로브의 DNA 또는 RNA 부분은 예를 들어, RNase H와 같은 RNA-특이적 효소에 의해 분해되는 것을 방지하기 위해 부분적으로 메틸화가 되어 있을 수 있다. In one embodiment, the probe may have a DNA-RNA-DNA hybrid structure. The probe may be a nucleic acid or a nucleic acid analog. In addition, the probe may be a protected nucleic acid. For example, the DNA or RNA portion of the probe may be partially methylated to prevent degradation by RNA-specific enzymes such as, for example, RNase H.
상기 프로브는 변형될 수 있다. 예를 들어, 상기 프로브의 염기 부분은 일부 또는 전부 메틸화될 수 있다. 이러한 변형은 효소 또는 화학적 분해를 저해할 수 있다. 상기 핵산 프로브의 5'말단 또는 3'말단의 -OH기는 블록(block)될 수 있다. 상기 핵산 프로브의 3'말단 OH기는 블록되어, 주형-의존성 핵산 폴리머라제에 의해 확장을 불가능하도록 할 수 있다. The probe can be modified. For example, the base portion of the probe can be partially or fully methylated. Such modifications can inhibit enzyme or chemical degradation. The —OH group at the 5 ′ end or 3 ′ end of the nucleic acid probe may be blocked. The 3 ′ terminal OH group of the nucleic acid probe may be blocked, making expansion impossible by template-dependent nucleic acid polymerase.
상기 프로브는 검출가능한 표지를 가질 수 있다. 상기 검출가능한 표지는 본 기술 분야에서 알려진 어떠한 방법에 의해 검출될 수 있는 어떠한 화학적 모이어티라도 될 수 있다. 검출가능한 표지의 예는 분광(spectroscopy), 광화학(photochemistry)에 의해 또는 생화학적(biochemical), 면역학적(immunochemical) 또는 화학적 수단에 의해 검출될 수 있는 어떠한 모이어티라도 포함될 수 있다. 핵산 프로브에 표지하는 적절한 방법은 상기 표지의 종류 및 상기 표지의 위치 및 프로브에 따라 선택될 수 있다. 표지의 예는 효소, 효소 기질, 동위원소물질, 형광 다이, 발색단(chromophores), 화학발광 표지(chemiluminescent label), 전기화학적 발광 표지(electrochemical luminescent label), 특이적인 결합 파트너를 갖는 리간드, 및 서로 반응하여 검출 신호의 강도를 증가, 변형 또는 감소시킬 수 있는 기타 표지를 포함한다. 이들 표지는 PCR의 온도 변화 사이클링 동안 온도 변화를 견딜 수 있다. The probe may have a detectable label. The detectable label can be any chemical moiety that can be detected by any method known in the art. Examples of detectable labels can include any moiety that can be detected by spectroscopy, photochemistry or by biochemical, immunochemical or chemical means. Suitable methods of labeling nucleic acid probes may be selected depending on the type of label and the location and probe of the label. Examples of labels include enzymes, enzyme substrates, isotopes, fluorescent dies, chromophores, chemiluminescent labels, electrochemical luminescent labels, ligands with specific binding partners, and reactions with one another. And other labels capable of increasing, modifying or decreasing the strength of the detection signal. These labels can withstand temperature changes during the temperature change cycling of PCR.
상기 검출가능한 표지는 형광 공명 에너지 이동(fluorescence resonance energy transfer, FRET) 쌍일 수 있다. 상기 검출가능한 표지는 적절한 거리에 의해 분리되는 형광 도너(donor) 및 형광 억셉터(acceptor)를 포함하는 FRET 쌍이며, 상기 도너의 형광 방출이 상기 억셉터에 의해 퀀치(quench)된다. 그러나, 상기 도너-억셉터 쌍이 절단에 의해 분리되면, 도너의 형광 방출은 증가된다. 상기 쌍이 서로 가까운 위치에 있을 때, 도너 발색단은, 여기 상태(excited state)에서, 억셉터 발색단에 에너지를 이동시킬 수 있다. 이러한 이동은 항상 비-방사성(non-radiative)이며, 쌍극자-쌍극자 결합(dipole-dipole coupling)을 통해 발생한다. 상기 발색단 사이의 거리를 충분히 증가시키는 어떠한 과정은 도너 발색단의 방출이 방사성으로 검출될 수 있도록 FRET 효율성을 감소시킬 것이다. 도너 발색단의 예를 FAM, TAMRA, VIC, JOE, Cy3, Cy5, 및 Texas Red를 포함한다. 억셉터 발색단은 그들의 여기 스펙트럼이 상기 도너의 방출 스펙트럼과 겹치도록 선택된다. 이러한 쌍의 예는 FAM-TAMRA이다. 또한, 상기 검출가능한 표지의 예는 광범위한 도너를 퀀치할 수 있는 비-형광 억셉터이다. 적절한 도너-억셉터 FRET 쌍의 다른 예는 당업계에 잘 알려져 있다. The detectable label can be a fluorescence resonance energy transfer (FRET) pair. The detectable label is a FRET pair comprising a fluorescent donor and a fluorescent acceptor separated by an appropriate distance, and the fluorescence emission of the donor is quenched by the acceptor. However, when the donor-acceptor pair is separated by cleavage, the fluorescence emission of the donor is increased. When the pairs are in close proximity to one another, a donor chromophore may transfer energy to the acceptor chromophore in an excited state. This shift is always non-radiative and occurs through dipole-dipole coupling. Any process that sufficiently increases the distance between the chromophores will reduce the FRET efficiency so that the release of donor chromophores can be detected radioactively. Examples of donor chromophores include FAM, TAMRA, VIC, JOE, Cy3, Cy5, and Texas Red. Acceptor chromophores are chosen such that their excitation spectrum overlaps the emission spectrum of the donor. An example of such a pair is FAM-TAMRA. In addition, examples of such detectable labels are non-fluorescent acceptors capable of quenching a wide range of donors. Other examples of suitable donor-acceptor FRET pairs are well known in the art.
일 구체예에서, 상기 프로브는 용액 내에 용해된 형태 또는 부유(free) 형태로 존재할 수 있다. 다른 구체예에서, 상기 프로브는 고체 지지체에 고정화될 수 있다. 서로 다른 프로브가 상기 고체 지지체에 부착되어 시료 중 서로 다른 표적 서열을 동시에 검출하는데 사용될 수 있다. 서로 다른 형광 파장을 갖는 리포터 분자가 서로 다른 프로브에 사용될 수 있으며, 따라서 서로 다른 프로브가 혼성화되도록 하여 분리되어 검출될 수 있다.In one embodiment, the probe may be present in dissolved or free form in solution. In other embodiments, the probe can be immobilized on a solid support. Different probes may be attached to the solid support and used to simultaneously detect different target sequences in the sample. Reporter molecules with different fluorescence wavelengths can be used for different probes, and thus can be separated and detected by allowing different probes to hybridize.
상기 올리고뉴클레오티드 프로브의 고정화를 위한 고체 지지체의 바람직한 종류의 예는 폴리스티렌, 아비딘이 코팅된 폴리스티렌 비드 셀룰로즈, 나일론, 아크릴아미드 겔 및 활성화된 덱스트란, 컨트롤된 포어 글라스(controlled pore glass, CPG), 유리 플레이트 및 고 교차-결합된(cross-linked) 폴리스티렌이다. 이들 고체 지지체는 화학적 안정성, 기능화의 용이 및 정의된 표면 면적 때문에 혼성화 및 진단 연구에 많이 사용된다. 컨트롤된 포어 글라스(500 A, 1000 A) 및 비-부풀림(non-swelling) 고 교차-결합 폴리스티렌(1000 A)과 같은 고체 지지체가 올리고뉴클레오티드 합성과 호환가능하다는 측면에서 특히 바람직하다.Examples of preferred types of solid supports for immobilization of the oligonucleotide probes include polystyrene, avidin coated polystyrene bead cellulose, nylon, acrylamide gel and activated dextran, controlled pore glass (CPG), glass Plates and high cross-linked polystyrene. These solid supports are widely used in hybridization and diagnostic studies because of their chemical stability, ease of functionalization and defined surface area. Solid supports such as controlled pore glass (500 A, 1000 A) and non-swelling high cross-linked polystyrene (1000 A) are particularly preferred in terms of being compatible with oligonucleotide synthesis.
상기 프로브는 다양한 방법으로 상기 고체 지지체에 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 프로브는 상기 프로브의 3' 또는 5' 말단 뉴클레오티드이 상기 고체 지지체에 부착되도록 함으로써 상기 고체 지지체에 부착될 수 있다. 그러나, 상기 프로브는 상기 고체 지지체로부터 상기 프로브가 분리되도록 제공하는 링커에 의해 상기 고체 지지체에 부착될 수도 있다. 상기 링커는 가장 바람직하게는 30 atom 이상의 길이일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 50 atom 이상의 길이일 수 있다. The probe can be attached to the solid support in various ways. For example, the probe can be attached to the solid support by having a 3 'or 5' terminal nucleotide of the probe attached to the solid support. However, the probe may be attached to the solid support by a linker that provides separation of the probe from the solid support. The linker may be most preferably 30 atoms or more in length, and more preferably 50 atoms or more in length.
고체 지지체에 고정화된 프로브의 혼성화는 일반적으로 30 atom 이상, 더욱 바람직하게는 50 atom 이상 상기 고체 지지체로부터 분리될 것이 요구된다. 이러한 분리를 달성하기 위해, 상기 링커는 일반적으로 상기 링커 및 상기 3' 뉴클레오시드 사이에 위치하는 스페이서를 포함한다. 올리고뉴클레오티드 합성을 위해, 상기 링커 암(linker arm)은 일반적으로 3' 뉴클레오시드의 3'-OH에, 염기성 시약으로 절단되어 상기 고체 지지체로부터 올리고뉴클레오티드가 유리될 수 있는 에스테르 결합에 의해 부착된다. Hybridization of the probe immobilized on the solid support generally requires separation of at least 30 atoms, more preferably at least 50 atoms from the solid support. To achieve this separation, the linker generally comprises a spacer located between the linker and the 3 ′ nucleoside. For oligonucleotide synthesis, the linker arm is generally attached to the 3'-OH of the 3 'nucleoside, with an ester bond that can be cleaved with a basic reagent to release the oligonucleotide from the solid support. .
상기 프로브를 고체 지지체에 부착시키는데 사용될 수 있는 다양한 종류의 링커가 당업계에 알려져 있다. 상기 링커는 표적 서열과 상기 고체 지지체에 부탁된 프로브의 혼성화를 심각하게 방해하지 않는 어떠한 화합물의 형태일 수 있다. 상기 링커는 자동 합성(automated synthesis)에 의해 상기 링커가 용이하게 첨가될 수 있도록 단일 중합성(homopolymeric) 올리고뉴클레오티드의 형태일 수 있다. 대안으로, 기능화된(functionalized) 폴리에틸렌 글리콜과 같은 중합체가 링커로 사용될 수 있다. 이러한 중합체는 상기 고체 지지체에 부탁된 프로브의 혼성화를 심각하게 방해하지 않기 때문에 단일 중합성 올리고뉴클레오티드에 비해 바람직하다. 특히, 폴리에틸렌 글리콜은 상업적으로 구입가능하며, 유기 매질 및 수용성 매질에 용해되며, 용이하게 기능화될 수 있고, 올리고뉴클레오티드 합성 및 후-합성 조건(post-synthesis condition) 하에서도 완전하게 안정하기 때문에 더욱 바람직하다.Various kinds of linkers are known in the art that can be used to attach the probes to a solid support. The linker may be in the form of any compound that does not severely interfere with the hybridization of the target sequence with the probe attached to the solid support. The linker may be in the form of a homopolymeric oligonucleotide so that the linker can be easily added by automated synthesis. Alternatively, polymers such as functionalized polyethylene glycols can be used as the linker. Such polymers are preferred over single polymerizable oligonucleotides because they do not seriously interfere with the hybridization of the probes attached to the solid support. In particular, polyethylene glycol is more desirable because it is commercially available, is soluble in organic and water soluble media, can be easily functionalized, and is completely stable under oligonucleotide synthesis and post-synthesis conditions. Do.
상기 고체 지지체, 상기 링커 및 프로브 사이의 결합은 바람직하게는 높은 온도의 염기 조건 하에서 염기 보호기의 제거 동안 절단되지 않아야 한다. 바람직한 결합의 예는 카바메이트 및 아미드 결합을 포함한다. 프로브의 고정화는 당업계에 잘 알려져 있으며, 당업자자면 상기 고정화 조건을 용이하게 결정할 수 있을 것이다. The bond between the solid support, the linker and the probe should preferably not be cleaved during the removal of base protecting groups under high temperature base conditions. Examples of preferred bonds include carbamate and amide bonds. Immobilization of probes is well known in the art and one skilled in the art will readily be able to determine the immobilization conditions.
상기 방법의 일 구체예에 따르면, 상기 혼성화 프로브는 고체 지지체에 결합될 수 있다. 상기 올리고뉴클레오티드 프로브는 혼성화에 적합한 조건 하에 핵산 시료와 접촉된다. 혼성화되지 않은 상태에서, 상기 형광 표지는 억셉터에 의해 퀀치되어 있다. 표적에 혼성화되면, 상기 형광 표지는 퀀쳐(quencher)로부터 분리되며, 형광 방출이 증가된다.According to one embodiment of the method, the hybridization probe may be bound to a solid support. The oligonucleotide probe is contacted with a nucleic acid sample under conditions suitable for hybridization. In the unhybridized state, the fluorescent label is quenched by the acceptor. Upon hybridization to the target, the fluorescent label is separated from the quencher and the fluorescence emission is increased.
또한, 상기 혼성화된 프로브의 상기 고체 지지체에 대한 고정화는 상기 프로브가 혼성화된 상기 표적 서열이 용이하게 시료로부터 분리될 수 있도록 한다. 이후 단계에서, 상기 분리된 표적 서열은 상기 고체 지지체로부터 분리될 수 있으며, 연구자의 필요에 따라 당업계에 잘 알려진 방법에 의해 실험에 사용될 수 있다(예를 들어, 정제, 증폭 등).In addition, the immobilization of the hybridized probe to the solid support allows the target sequence to which the probe hybridizes to be easily separated from the sample. In a later step, the isolated target sequence can be separated from the solid support and used in experiments by methods well known in the art as required by the investigator (eg, purification, amplification, etc.).
일 구체예에 따른 상기 올리고뉴클레오티드는 증폭 및 표적 핵산의 검출에 사용될 수 있다. 상기 증폭은 주형-의존성 폴리머라제를 사용하여 상기 프라이머의 확장하고, 그 결과 PCR 절편 또는 앰플리콘(amplicon)을 형성하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 증폭은 Polymerase Chain Reaction 또는 Ligase Chain Reaction, Self-Sustained Sequence Replication, Strand Displacement Amplification, Transcriptional Amplification System, Q-Beta Replicase, Nucleic Acid Sequence Based Amplification (NASBA), Cleavage Fragment Length Polymorphism, Isothermal and Chimeric Primer-initiated Amplification of Nucleic Acid, Ramification-extension Amplification Method 또는 기타 적절한 핵산의 증폭 방법과 같은 증폭 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 상기 증폭은 표적 핵산의 실시간 검출을 동시에 포함할 수 있다. The oligonucleotides according to one embodiment can be used for amplification and detection of target nucleic acids. The amplification may involve extending the primers using template-dependent polymerase, resulting in the formation of PCR fragments or amplicons. The amplification may be Polymerase Chain Reaction or Ligase Chain Reaction, Self-Sustained Sequence Replication, Strand Displacement Amplification, Transcriptional Amplification System, Q-Beta Replicase, Nucleic Acid Sequence Based Amplification (NASBA), Cleavage Fragment Length Polymorphism, Isothermal and Chimeric Primer-initiated Amplification may be performed using an amplification method such as Amplification of Nucleic Acid, Ramification-extension Amplification Method or other suitable nucleic acid amplification method. The amplification may include simultaneous real time detection of the target nucleic acid.
용어 "PCR 절편(PCR fragment)" 또는 "앰플리콘(amplicon)"은 특이적인 표적 핵산의 증폭에 따라 생성되는 폴리뉴클레오티드 분자(또는 집합적으로 다수의 분자)를 의미한다. 상기 PCR 절편은 배타적으로는 아니지만, 일반적으로 DNA PCR 절편을 의미한다. PCR 절편은 단일-가작 또는 이중-가닥, 또는 임의 농도 비율의 그의 혼합물일 수 있다. PCR 절편은 100-500 뉴클레오티드 또는 그 이상의 길이일 ㅅ수 있다.The term "PCR fragment" or "amplicon" refers to a polynucleotide molecule (or collectively several molecules) produced upon amplification of a specific target nucleic acid. Such PCR fragments generally, but not exclusively, refer to DNA PCR fragments. PCR fragments may be single-stranded or double-stranded, or mixtures thereof in any concentration ratio. PCR fragments may be 100-500 nucleotides or more in length.
증폭 "완충액(buffer)"은 상기 증폭 반응을 조절함으로써 상기 증폭 반응의 하나 이상의 요소의 안정성 및/또는 활성을 변형시키기 위해 첨가되는 화합물이다. 본 발명의 완충 시약은 PCR 증폭 및 RNase H 절단 활성과 호환 가능하다. 완충액의 예는 HEPES ((4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid), MOPS (3-(N-morpholino)-propanesulfonic acid), 및 아세테이트 또는 포스페이트 포함 완충액 등을 포함하나, 이에 한정하지는 않는다. 또한, PCR 완충액은 일반적으로 약 70 mM KCl 및 약 1.5 mM 또는 그 이상의 MgCl2, 및 약 50-200 mM의 각각의 dATP, dCTP, dGTP and dTTP를 포함할 수 있다. 본 발명의 완충액은 RT-PCR 또는 PCR 반응을 효과적으로 최적화시키기 위한 첨가물을 포함할 수 있다.Amplification "buffers" are compounds added to modify the stability and / or activity of one or more elements of the amplification reaction by modulating the amplification reaction. The buffer reagent of the present invention is compatible with PCR amplification and RNase H cleavage activity. Examples of buffers include, but are not limited to, HEPES ((4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazineethanesulfonic acid), MOPS (3- (N-morpholino) -propanesulfonic acid), and acetate or phosphate containing buffers, and the like. PCR buffers may also generally comprise about 70 mM KCl and about 1.5 mM or more MgCl 2 , and about 50-200 mM of each of the dATP, dCTP, dGTP and dTTP. -May include additives for effectively optimizing PCR or PCR reactions.
첨가물은 상기 조성물의 하나 이상의 요소의 안정성 및/또는 활성을 변형시키기 위해 첨가되는 화합물이다. 일 구체예에서, 상기 조성물은 증폭 반응 조성물이다. 일 구체예에서, 첨가물은 오염된 효소를 불활성화시키고, 단백질의 접힘을 안정화시키며, 및/또는 단백질의 응집(aggregation)을 감소시킨다. 증폭 반응에 포함될 수 있는 첨가물의 예는, 베타인, 포름아미드, KCl, CaCl2, MgOAc, MgCl2, NaCl, NH4OAc, NaI, Na(CO3)2, LiCl, MnOAc, NMP, 트레할로스(trehalose), 디메틸술폭시드("DMSO"), 글리세롤, 에틸렌글리콜, 디티오트레이톨("DTT"), 피로포스파타제(pyrophosphatase) (Thermoplasma acidophilum의 무기 피로포스파타제("TAP")를 포함하나, 이에 한정하지는 않음), 우혈청 알부민("BSA"), 프로필렌글리콜, 글리신아미드, CHES, Percoll, 아우린트리카르복실산(aurintricarboxylic acid), Tween 20, Tween 21, Tween 40, Tween 60, Tween 85, Brij 30, NP-40, Triton X-100, CHAPS, CHAPSO, Mackernium, LDAO (N-dodecyl-N,N-dimethylamine-N-oxide), Zwittergent 3-10, Xwittergent 3-14, Xwittergent SB 3-16, Empigen, NDSB-20, T4G32, E. Coli SSB, RecA, 닉킹 엔도뉴클레아제(nicking endonuclease), 7-deazaG, dUTP, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 비-이온성 계면활성제, zwittergent, 스테롤, 삼투조절물질(osmolyte), 양이온, 및 증폭의 효율을 변화시킬 수 있는 기타 화학물질, 단백질, 또는 보조인자를 포함하나, 이에 한정하지는 않는다. 일 구체예에서, 증폭 반응에서 2 이상의 첨가물이 포함될 수 있다. 상기 첨가물이 RNase H의 활성을 방해하지 않는다면, 프라이머 어닐링의 선택성을 증가시키기 위해 선택적으로 첨가될 수 있다.Additives are compounds added to modify the stability and / or activity of one or more elements of the composition. In one embodiment, the composition is an amplification reaction composition. In one embodiment, the additive inactivates the contaminated enzyme, stabilizes the folding of the protein, and / or reduces the aggregation of the protein. Examples of additives that may be included in the amplification reaction include betaine, formamide, KCl, CaCl 2 , MgOAc, MgCl 2 , NaCl, NH 4 OAc, NaI, Na (CO 3 ) 2 , LiCl, MnOAc, NMP, trehalose ( trehalose), dimethyl sulfoxide ("DMSO"), glycerol, ethylene glycol, dithiothreitol ("DTT"), pyrophosphatase (the inorganic pyrophosphatase from Thermoplasma acidophilum ("TAP")) ), Bovine serum albumin ("BSA"), propylene glycol, glycineamide, CHES, Percoll, aurintricarboxylic acid, Tween 20, Tween 21, Tween 40, Tween 60, Tween 85, Brij 30, NP-40, Triton X-100, CHAPS, CHAPSO, Mackernium, LDAO (N-dodecyl-N, N-dimethylamine-N-oxide), Zwittergent 3-10, Xwittergent 3-14, Xwittergent SB 3-16, Empigen, NDSB-20, T4G32, E. Coli SSB, RecA, nicking endonuclease, 7-deazaG, dUTP, anionic surfactant, cationic surfactant, non-ionic surfactant, zwitte rgent, sterols, osmolytes, cations, and other chemicals, proteins, or cofactors that can alter the efficiency of amplification. In one embodiment, two or more additives may be included in the amplification reaction. If the additive does not interfere with the activity of RNase H, it may be optionally added to increase the selectivity of primer annealing.
본 명세서에 사용된 용어, "열안정성(thermostable)"은, 효소에 적용되는 것으로, 증가된 온도(예를 들어, 55℃. 또는 그 이상)에서 생물학적 활성을 유지하거나, 또는 가열 및 냉각의 반복되는 사이클 과정에서 생물학적 활성을 유지할 수 있는 효소를 의미한다. 열안정성 폴리뉴클레오티드 폴리머라제는 증폭 반응에서 특별히 사용되는 것으로 발견된다. As used herein, the term “thermostable”, as applied to an enzyme, maintains biological activity at increased temperatures (eg, 55 ° C. or higher), or repeats heating and cooling It refers to an enzyme that can maintain biological activity in the course of the cycle. Thermostable polynucleotide polymerases are found to be particularly used in amplification reactions.
본 명세서에서 사용된 용어 "열안정성 폴리머라제(Thermostable polymerase)"는 열에 상대적으로 안정하며 각각의 PCR 사이클 이전에 효소를 첨가할 필요를 제거해 준 효소이다. 열안정성 폴리머라제의 예는 호열성 박테리아 Thermus aquaticus (Taq 폴리머라제), Thermus thermophilus (Tth 폴리머라제), Thermococcus litoralis (Tli 또는 VENT 폴리머라제), Pyrococcus furiosus (Pfu 또는 DEEPVENT 폴리머라제), Pyrococcus woosii (Pwo 폴리머라제) 및 기타 Pyrococcus 종으로부터 분리된 폴리머라제, Bacillus stearothermophilus (Bst 폴리머라제), Sulfolobus acidocaldarius (Sac 폴리머라제), Thermoplasma acidophilum (Tac 폴리머라제), Thermus rubber (Tru 폴리머라제), Thermus brockianus (DYNAZYME 폴리머라제) Thermotoga neapolitana (Tne 폴리머라제), Thermotoga maritime (Tma) 및 Thermotoga 속의 기타 종 (Tsp 폴리머라제), 및 Methanobacterium thermoautotrophicum (Mth 폴리머라제)로부터 분리된 폴리머라제를 포함하나, 이에 한정하지는 않는다. 상기 PCR 반응은 표적 서열의 효율적인 증폭을 유도하는 보완적인 특징을 갖는 하나 이상의 열안정성 폴리머라제 효소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 높은 진행성(processivity) (더욱 큰 뉴클레오티드 세그먼트를 카피할 수 있는 능력)을 갖는 뉴클레오티드 폴리머라제는 교정(proofreading) 능력(표적 핵산 서열을 신장하는 동안 오류를 정정하는 능력)을 갖는 다른 뉴클레오티드 폴리머라제와 보완되어, 높은 정확성(fidelity)을 갖는 긴 표적 서열을 카피할 수 있는 PCR 반응을 생성한다. 상기 열안정성 폴리머라제는 야생형의 형태로 사용될 수 있다. 대안적으로, 상기 폴리머라제는 상기 효소의 절편을 포함하거나 상기 PCR 반응을 증진시키는데 유리한 특징을 제공하는 돌연변이를 포함하도록 변형될 수 있다. 일 구체예에서, 상기 열안정성 폴리머라제는 Taq 폴리머라제일 수 있다. 증가된 특성을 지닌 Taq 폴리머라제의 많은 변이체가 알려져 있으며, 이는 AmpliTaq, AmpliTaq Stoffel 단편, SuperTaq, SuperTaq plus, LA Taq, LApro Taq, 및 EX Taq을 포함한다.As used herein, the term “Thermostable polymerase” is an enzyme that is relatively stable to heat and eliminates the need to add an enzyme before each PCR cycle. Examples of thermostable polymerases are thermophilic bacteriaThermus aquaticus (Taq polymerase),Thermus thermophilus (Tth polymerase),Thermococcus litoralis (Tli or VENT polymerase),Pyrococcus furiosus (Pfu or DEEPVENT polymerase),Pyrococcus woosii (Pwo polymerase) and polymerases isolated from other Pyrococcus species,Bacillus stearothermophilus (Bst polymerase),Sulfolobus acidocaldarius (Sac polymerase),Thermoplasma acidophilum (Tac polymerase),Thermus rubber (Tru polymerase),Thermus brockianus (DYNAZYME polymerase)Thermotoga neapolitana (Tne polymerase),Thermotoga maritime (Tma) andThermotoga Other species of the genus (Tsp polymerase), andMethanobacterium                     thermoautotrophicum Polymerases isolated from (Mth polymerase), including but not limited to. The PCR reaction may comprise one or more thermostable polymerase enzymes having complementary features that lead to efficient amplification of the target sequence. For example, nucleotide polymerase, which has high processivity (the ability to copy larger nucleotide segments), has other nucleotides with proofreading ability (the ability to correct errors while stretching the target nucleic acid sequence). Complemented with polymerase, it produces a PCR reaction that can copy long target sequences with high fidelity. The thermostable polymerase may be used in the form of a wild type. Alternatively, the polymerase may be modified to include mutations that comprise fragments of the enzyme or which provide advantageous features for enhancing the PCR reaction. In one embodiment, the heat stable polymerase may be Taq polymerase. Many variants of Taq polymerase with increased properties are known, which are AmpliTaq, AmpliTaq Stoffel fragments, SuperTaq, SuperTaq plus, LA Taq, LApro Taq, and EX Taq.
유전자 발현을 연구하기 위해 가장 광범위하게 사용되는 기법 중 하나가 PCR에 의한 증폭을 위해 mRNA 서열(들)을 주형으로 최초-가닥 cDNA를 활용하는 것이다. 종종 PCR 또는 역전사 효소-PCR로서 해석되는, 상기 방법은 PCR 과정의 높은 민감성 및 특이성을 이용하며, RNA의 검출 및 정량에 광범위하게 사용된다.One of the most widely used techniques for studying gene expression is the use of first-stranded cDNA as a template for mRNA sequence (s) for amplification by PCR. Often interpreted as PCR or reverse transcriptase-PCR, the method takes advantage of the high sensitivity and specificity of the PCR process and is widely used for the detection and quantification of RNA.
종점(end-point) 또는 실시간 어세이로서 수행되는 상기 역전사 효소-PCR 과정은 두 단계의 분리된 분자적 합성을 포함한다: (i) RNA 주형으로부터 cDNA의 합성; 및 (ii) PCR 증폭을 통해 새로 합성된 cDNA의 복제. 역전사 효소-PCR와 종종 연관된 기술적인 문제를 처리하기 위한 시도로, 상기 과정의 3가지 기본적인 단계를 고려하여 다수의 프로코콜이 개발되었다: (a) RNA의 변성(denaturation) 및 역방향 프라이머의 혼성화; (b)cDNA의 합성; 및 (c) PCR 증폭. 소위 "연결되지 않은(uncoupled)" 역전사 효소-PCR 과정(예를 들어, 투 스텝(two step) 역전사 효소-PCR)에서 역전사는 역전사 효소 활성을 위한 최적의 완충액 조건을 사용하여 독립적인 단계로서 수행된다. cDNA 합성에 이어, 상기 반응은 Taq DNA 폴리머라제 활성에 최적인 조건으로 MgCl2 및 디옥시리보뉴클레오시드 트리포스페이트(dNTP) 농도가 감소하도록 희석한 다음, PCR을 표준 조건(미국 특허 제4,683,195호 및 제4,683,202호를 참조한다.)에 따라 수행한다. 이에 반해, "연결된(coupled)" 역전사 효소 PCR 방법은 역전사 효소 및 Taq DNA 폴리머라제 활성을 위하여 공통의 완충액을 사용한다. 제1 버전에서, 역방향 프라이머의 어닐링은 효소의 첨가 이전 분리된 단계이며, 이후 단일 반응 용기에 첨가한다. 다른 버전에서, 역전사 효소 활성은 열안정성 Tth DNA 폴리머라제의 구성 요소이다. 어닐링 및 cDNA 합성은 Mn2+의 존재 하에서 수행되며, 이후 PCR은 킬레이트 시약에 의해 Mn2+가 제거된 후에 Mg2+의 존재 하에서 수행된다. 마지막으로, 상기 "연속적인(continuous)" 방법(예를 들어, 원 스텝(one step) 역전사 효소-PCR)은 상기 역전사 효소-PCR 3 단계를 성분 또는 효소 첨가를 위한 반응 튜브의 개방을 방지하는 하나의 연속적인 반응으로 통합한다. 연속적인 역전사 효소-PCR은 열안정성 Taq DNA 폴리머라제 및 Tth 폴리머라제의 역전사 효소 활성을 사용하는 단일 효소 시스템 및 시작 온도가 65℃인 AMV 역전사 효소 및 Taq DNA 폴리머라제를 사용하는 2 효소 시스템으로서 설명된다. RNA 변성 단계는 생략한다.The reverse transcriptase-PCR process, performed as an end-point or real time assay, involves two steps of separate molecular synthesis: (i) synthesis of cDNA from an RNA template; And (ii) replication of the newly synthesized cDNA via PCR amplification. In an attempt to address technical issues often associated with reverse transcriptase-PCR, a number of protocols have been developed, taking into account the three basic steps of the process: (a) denaturation of RNA and hybridization of reverse primers; (b) synthesis of cDNA; And (c) PCR amplification. In the so-called "uncoupled" reverse transcriptase-PCR process (e.g., two step reverse transcriptase-PCR) reverse transcription is performed as an independent step using optimal buffer conditions for reverse transcriptase activity. do. Following cDNA synthesis, the reaction was diluted with diminished MgCl 2 and deoxyribonucleoside triphosphate (dNTP) concentrations to conditions optimal for Taq DNA polymerase activity, and then PCR was subjected to standard conditions (US Pat. 4,683,202). In contrast, the "coupled" reverse transcriptase PCR method uses a common buffer for reverse transcriptase and Taq DNA polymerase activity. In the first version, the annealing of the reverse primer is a separate step before the addition of the enzyme and then added to a single reaction vessel. In another version, reverse transcriptase activity is a component of thermostable Tth DNA polymerase. Annealing and cDNA synthesis are performed in the presence of Mn 2+ , and then PCR is performed in the presence of Mg 2+ after Mn 2+ is removed by chelating reagent. Finally, the “continuous” method (eg, one step reverse transcriptase-PCR) allows the reverse transcriptase-PCR 3 step to prevent opening of the reaction tube for addition of components or enzymes. Integrate into one continuous reaction. Continuous reverse transcriptase-PCR is described as a single enzyme system using the thermostable Taq DNA polymerase and Tth polymerase's reverse transcriptase activity and a two enzyme system using AMV reverse transcriptase and Taq DNA polymerase with a starting temperature of 65 ° C. do. The RNA denaturation step is omitted.
실시간에서 첫단계인, 역전사 PCR은 주형 특이적인 DNA 프라이머의 하나를 사용하여 상보적인 DNA 가닥을 생성한다. 전통적인 PCR 반응에서 이 생성물은 변성되고, 제2 주형 특이적인 프라이머가 상기 cDNA에 결합하여, 듀플렉스 DNA를 형성하도록 확장된다. 이 생성물은 온도 사이클링의 다음 단계에서 증폭된다. 가장 높은 민감성을 유지하기 위해, cDNA의 합성 전에 상기 RNA는 분해되지 않는 것이 중요하다. RNA:DNA 하이브리드는 RNase H의 기질이 될 수 있기 때문에 반응 완충액에서 RNase H의 존재는 상기 과정의 첫 단계에서 형성되는 RNA:DNA 하이브리드의 원하지 않는 분해를 야기할 것이다. 이러한 문제를 극복하는 2가지 주요 방법이 존재한다. 하나는 DNA 변성 단계 시작의 높은 온도 동안에 녹을 수 있는 왁스와 같은 막을 사용함으로써 역전사 반응의 나머지로부터 RNase H를 물리적으로 분리하는 것이다. 두번째 방법은 일반적으로 45-55℃인 역전사 온도에서 불활성화되도록 RNase H를 변형시키는 것이다. RNase H를 항체와 반응시키거나, 또는 가역적인 화학 변형을 포함한 여러 방법이 당업계에 알려져 있다. 상기 개시된 방법에서 사용된 다양한 RNase H는 이후 상세히 설명될 것이다.Reverse transcription, the first step in real time, uses one of the template specific DNA primers to generate complementary DNA strands. In traditional PCR reactions this product is denatured and the second template specific primer is expanded to bind the cDNA to form duplex DNA. This product is amplified in the next stage of temperature cycling. In order to maintain the highest sensitivity, it is important that the RNA is not degraded prior to the synthesis of cDNA. Since RNA: DNA hybrids can be the substrate of RNase H, the presence of RNase H in the reaction buffer will result in unwanted degradation of the RNA: DNA hybrid formed in the first step of the process. There are two main ways to overcome this problem. One is to physically separate RNase H from the rest of the reverse transcription reaction by using a wax-like membrane that can melt during the high temperatures of the beginning of the DNA denaturation step. The second method is to modify RNase H to inactivate at reverse transcription temperature which is generally 45-55 ° C. Several methods are known in the art, including reacting RNase H with an antibody or including reversible chemical modifications. The various RNases H used in the disclosed method will be described in detail later.
본 발명에서 사용될 수 있는 RNAse H 효소의 예는 Walder et al.의 미국 특허 출원 제2009/0325169호에 개시되어 있으며, 상기 내용은 본 명세서에 참조로써 삽입된다.Examples of RNAse H enzymes that can be used in the present invention are disclosed in US Patent Application No. 2009/0325169 to Walder et al., Which is incorporated herein by reference.
원 스텝 역전사 효소-PCR는 연결되지 않은 역전사 효소-PCR에 비해 몇가지 이점을 제공한다. 원 스텝 역전사 효소-PCR은 연결되지 않은 역전사 효소-PCR(예를 들어, 두 단계의 반응 사이에서 성분 또는 효소의 첨가를 위해 반응 튜브를 여는 등)에 비해 반응 혼합물 시약 및 핵산 산물의 조작(handling)이 덜 요구되며, 따라서 노동 강도가 적고, 요구되는 시간이 줄어든다. 원 스텝 역전사 효소-PCR은 또한, 시료를 적게 요구하며, 오염의 위험을 줄일 수 있다. 원-스텝 역전사 효소-PCR의 민감성 및 특이성은 주어진 시료 또는 병원성 RNA의 검출에 있어서 하나 내지 여러 개의 유전자의 발현 수준을 연구하는데 적합하다고 증명되었다. 일반적으로, 이러한 과정은 cDNA 합성을 시작하기 위해 유전자-특이적인 프라이머의 사용을 제한한다.One step reverse transcriptase-PCR offers several advantages over unlinked reverse transcriptase-PCR. One step reverse transcriptase-PCR is the handling of reaction mixture reagents and nucleic acid products compared to unlinked reverse transcriptase-PCR (e.g., opening a reaction tube for the addition of components or enzymes between two reactions). Are less demanding, thus less labor intensity and less time required. One step reverse transcriptase-PCR also requires less sample and can reduce the risk of contamination. The sensitivity and specificity of one-step reverse transcriptase-PCR has proven to be suitable for studying the expression level of one or several genes in the detection of a given sample or pathogenic RNA. In general, this process limits the use of gene-specific primers to initiate cDNA synthesis.
이들 역전사 효소-PCR 기법과 조합된 실시간 검출에 의한 PCR 반응의 동역학을 측정하는 능력은 높은 민감도를 갖는 RNA 카피 수를 정확하고 정밀하게 결정하도록 한다. 이는 하기 설명될 5' 형광 발생 뉴클레아제 어세이(예를 들어, TaqMan) 또는 엔도뉴클레아제 어세이(예를 들어, CataCleave)와 같은, 형광 이중-표지된 혼성화 프로브 기법에 의한 증폭 과정 동안 PCR 산물의 형광 모니터링 및 측정을 통해 역전사 효소-PCR 산물을 검출함으로써 가능하다.The ability to measure the kinetics of PCR reactions by real-time detection in combination with these reverse transcriptase-PCR techniques allows for accurate and precise determination of RNA copy numbers with high sensitivity. This is accomplished during the amplification process by a fluorescent double-labeled hybridization probe technique, such as a 5 'fluorescence generating nuclease assay (eg TaqMan) or endonuclease assay (eg CataCleave), which will be described below. It is possible by detecting reverse transcriptase-PCR products through fluorescence monitoring and measurement of PCR products.
후-증폭된 앰플리콘의 검출은 시간과 노동이 많이 든다. 실시간 방법은 상기 PCR 과정 동안 증폭을 모니터링하기 위해 개발되었다. 이들 방법은 일반적으로 새로 합성되는 DNA에 결합하는 형광 표지된 프로브 또는 두가닥의 DNA에 인터칼레이트(intercalate)될 때 형광 방출이 증가하는 다이(dye)를 사용한다. Detection of post-amplified amplicons is time consuming and labor intensive. Real time methods were developed to monitor amplification during the PCR process. These methods generally use a fluorescently labeled probe that binds to newly synthesized DNA or a die that increases in fluorescence emission when intercalated to two strands of DNA.
상기 프로브는 일반적으로 표적이 없을 경우, 두개의 발색단 사이에서 형광 공명 에너지 이동(fluorescence resonance energy transfer: FRET)에 의해 도너 방출이 소멸될 수 있도록 설계된다. 도너 발색단(donor chromophore)은 여기 상태(excited state)에서, 발색단 쌍이 가까운 거리에 위치시에 억셉터 발색단(acceptor chromophore)에 에너지를 전달한다. 이러한 전달은 항상 비-방사선으로, 쌍극자-쌍극자 결합(dipole-dipole coupling)을 통하여 일어난다. 발색단 사이의 거리를 충분히 증가시키는 모든 공정은 FRET 효율을 감소시켜서, 도너 발색단 방출을 방사능적으로 검출할 수 있게 된다. 일반적인 억셉터 발색단은 FAM, TAMRA, VIC, JOE, Cy3, Cy5, 및 Texas Red 등을 포함한다. 억셉터 발색단은 도너의 방출 스펙트럼와 여기 스펙트럼(excitation spectra)이 겹칠 수 있도록 선택된다. 예를 들어, 이러한 결합 쌍에는 FAM-TAMRA가 있다. 또한, 광범위한 도너를 퀀치(quench)하는 비형광 억셉터가 있을 수 있다. 이외에도 적합한 도너-억셉터 FRET 쌍의 다른 예들은 당업자에게 잘 알려져 있다.The probe is generally designed so that donor emission can be extinguished by fluorescence resonance energy transfer (FRET) between two chromophores in the absence of a target. A donor chromophore transfers energy to an acceptor chromophore in an excited state when the pair of chromophores is located at close range. This transfer always occurs non-radially, through dipole-dipole coupling. Any process that sufficiently increases the distance between chromophores reduces the FRET efficiency, allowing radiological detection of donor chromophore emissions. Common acceptor chromophores include FAM, TAMRA, VIC, JOE, Cy3, Cy5, Texas Red, and the like. The acceptor chromophore is chosen so that the emission spectrum and the excitation spectrum of the donor can overlap. For example, this binding pair is FAM-TAMRA. There may also be non-fluorescent acceptors that quench a wide range of donors. Other examples of suitable donor-acceptor FRET pairs are well known to those skilled in the art.
PCR의 실시간 검출을 위해 사용될 수 있는 FRET 프로브의 공통적인 예는 분자 비콘 (molecular beacons), TaqMan 프로브(예를 들어, 미국 특허 제5,210,015호 및 제5,487,972호), 및 CataCleave 프로브(예를 들어, 미국 특허 제5,763,181호)를 포함한다. 분자 비콘은 단일 가닥의 올리고뉴클레오티드로서, 비결합상태에서는 상기 프로브는 도너와 억셉터 발색단과 근접하여, 도너 방출을 감소시킬 수 있는 이차 구조를 형성하게끔 고안되어 있다. 적절한 반응 온도에서, 비콘은 구조가 풀어져서, 특히 앰플리콘에 결합한다. 일단 풀리게 되면, 도너와 억셉터 발색단 사이의 거리가 증가하여, FRET이 바뀌게 되고, 특별한 기기를 이용하여 도너 방출을 모니터할 수 있게 된다. TaqMan 및 CataCleave 기법은, 이용되는 FRET 프로브가 절단되어, 도너와 억셉터 발색단이 FRET을 바꾸기에 충분할 정도로 떨어지게 된다는 점에서 분자 비콘과는 다르다.Common examples of FRET probes that can be used for real-time detection of PCR include molecular beacons, TaqMan probes (eg, US Pat. Nos. 5,210,015 and 5,487,972), and CataCleave probes (eg, US Patent No. 5,763,181). Molecular beacons are single-stranded oligonucleotides, in which the probes are designed to form secondary structures that are close to donor and acceptor chromophores, which can reduce donor release. At the appropriate reaction temperature, the beacons are unstructured and in particular bind to amplicons. Once unwound, the distance between the donor and acceptor chromophore increases, causing the FRET to change, allowing the use of a special instrument to monitor donor emission. TaqMan and CataCleave techniques differ from molecular beacons in that the FRET probes used are cleaved, causing the donor and acceptor chromophores to fall far enough to alter the FRET.
TaqMan 기법은 5' 말단에 도너 발색단으로 표지되고, 3' 말단에 억셉터 발색단으로 표지된 단일 가닥 올리고뉴클레오티드 프로브를 이용한다. 증폭을 위해 이용되는 상기 DNA 폴리머라제는 5'->3' 엑소뉴클레아제 활성(exonuclease activity)을 가지고 있어야 한다. TaqMan 프로브는 프라이머가 결합할 때 같이 앰플리콘의 하나의 가닥에 결합한다. DNA 폴리머라제가 프라이머를 신장시키는 동안, 폴리머라제는 결국 결합된 TaqMan 프로브와 마주치게 될 것이다. 이때, 폴리머라제의 엑소뉴클레아제 활성이 5' 말단에서 시작하여 순차적으로 TaqMan 프로브를 분해하게 될 것이다. 상기 프로브가 분해됨에 따라, 프로브를 포함하는 모노뉴클레오티드는 반응 완충액으로 나오게 된다. 도너가 억셉터로부터 확산됨에 따라, FRET은 바뀌게 된다. 도너로부터의 방출은 프로브 절단을 확인하기 위하여 모니터된다. TaqMan의 작용 때문에, 특별한 앰플리콘은 PCR의 매 사이클마다 오직 한번씩 검출될 수 있다. TaqMan 표적 부위를 통한 프라이머의 신장은 이중 가닥 산물을 생성하고, 앰플리콘이 다음 PCR 사이클에서 변성되기 전까지 TaqMan 프로브의 추가 결합을 막는다.The TaqMan technique utilizes a single stranded oligonucleotide probe labeled with a donor chromophore at the 5 'end and an acceptor chromophore at the 3' end. The DNA polymerase used for amplification must have 5 '-> 3' exonuclease activity. TaqMan probes bind to one strand of the amplicon as the primers bind. While the DNA polymerase stretches the primer, the polymerase will eventually encounter the bound TaqMan probe. At this point, the exonuclease activity of the polymerase will degrade the TaqMan probe sequentially starting at the 5 'end. As the probe is degraded, the mononucleotide containing the probe comes out of the reaction buffer. As the donor diffuses from the acceptor, the FRET changes. Release from the donor is monitored to confirm probe cleavage. Because of the action of TaqMan, a particular amplicon can only be detected once every cycle of PCR. Extension of the primer through the TaqMan target site produces a double stranded product and prevents further binding of the TaqMan probe until the amplicon is denatured in the next PCR cycle.
본 명세서에 참조로서 결합된 미국 특허 제5,763,181호의 내용은 또 다른 실시간 검출 방법(CataCleave라고 명명함)을 개시하고 있다. CataCleave 기법은 프로브의 절단이 폴리머라제 활성이 없는 2차 효소에 의해 수행된다는 점에서 TaqMan과 다르다. CataCleave 프로브는, 예를 들어 제한 효소 또는 RNase와 같은 엔도뉴클레아제의 표적 분자 내에 서열을 가지고 있다. 일 구체예에서, CataCleave 프로브는 프로브의 5' 및 3' 말단은 DNA로, 절단 부위는 RNA로 구성되어 있는, 키메릭 구조를 가지고 있다. 상기 프로브의 DNA 서열 부분은, 양말단이나 또는 내부에 FRET 쌍으로 표지된다. PCR 반응은 RNA-DNA 이중가닥의 RNA 서열 부분을 특이적으로 절단할 수 있는 RNase H 효소를 포함한다. 절단후에, 프로브의 반쪽 모두는 반응 온도에서 표적 앰플리콘에서 해리되며, 반응 용액으로 분산된다. 도너 및 억셉터가 분리될수록, FRET은 TaqMan 프로브와 같은 방법으로 바뀌게 되며, 도너 방출은 모니터 될 수 있다. 절단 및 해리는 추가적인 CataCleave 결합을 위한 부위를 재생산하게 된다. 이러한 방법으로, 프라이머가 CataCleave 프로브 결합 부위를 통하여 신장될 때까지, 단일 앰플리콘이 표적으로서 또는 프로브 절단을 여러회 반복할 수 있게 해준다.The content of US Pat. No. 5,763,181, incorporated herein by reference, discloses another real-time detection method (named CataCleave). The CataCleave technique differs from TaqMan in that cleavage of the probe is performed by secondary enzymes lacking polymerase activity. CataCleave probes have a sequence in the target molecule of an endonuclease such as, for example, a restriction enzyme or an RNase. In one embodiment, the CataCleave probe has a chimeric structure, wherein the 5 'and 3' ends of the probe are made of DNA and the cleavage site is made of RNA. The DNA sequence portion of the probe is labeled with a FRET pair at or inside the sock end. The PCR reaction includes an RNase H enzyme that can specifically cleave the RNA sequence portion of the RNA-DNA double strand. After cleavage, both halves of the probe dissociate in the target amplicon at the reaction temperature and disperse into the reaction solution. As the donor and acceptor are separated, the FRET is changed in the same way as the TaqMan probe, and donor emission can be monitored. Cleavage and dissociation will reproduce sites for further CataCleave binding. In this way, a single amplicon can be repeated multiple times as a target or probe cleavage until the primer is stretched through the CataCleave probe binding site.
일 구체예에서, 상기 방법에 사용된 프로브는 CataCleave 프로브이다. 적절한 CataCleave 프로브의 예는 서열번호 17 또는 18의 서열 중 하나를 포함하는 올리고뉴클레오티드를 포함한다. 일 구체예에서, 상기 프로브는 서열번호 12, 13, 또는 14의 서열 중 하나이다.In one embodiment, the probe used in the method is a CataCleave probe. Examples of suitable CataCleave probes include oligonucleotides comprising one of the sequences of SEQ ID NOs: 17 or 18. In one embodiment, the probe is one of the sequences of SEQ ID NOs: 12, 13, or 14.
서열번호 1-14 및 16-18의 서열을 하기 표 1에 나타내었다.The sequences of SEQ ID NOs: 1-14 and 16-18 are shown in Table 1 below.
표 1
서열번호 서열 프라이머/프로브 이름
1 TTAACGAGCTGTATGTCGTGAGAAT O157-I-F
2 AACGAGCTGTATGTCGTGAGAATC O157-I-F1
3 CCCTCCAAATGAAATTCCAACA O157-I-F2
4 GGCTTTGTTGCAAGGCTATG O157-I2-F
5 CGAGCTGTATGTCGTGAGAATC O157-I3-F
6 CAAGCCTATTCAGAGCATGG O157-I4-F
7 ATGGATCATCAAGCTCTAAGAAAGAAC O157-I-R
8 AGTGTCGTCTGTATGGATCATCAAG O157-I-R1
9 CCTCAAGCGAAGATGCAAAAT O157-I-R2
10 TGGATCATCAAGCTCTAAGAAAGAAC O157-I-R3
11 GATTGCAACTGCTCATCAGG O157-I2-R
12 ATAGGCTTrGrArArGCAGTGCA,상기 rG 및 9-12번째 위치는 리보뉴클레오티드일 수 있다. O157-I-P1
13 ATAGGCTTrGrArArGCAGTGCAT,상기 rG 및 9-12번째 위치는 리보뉴클레오티드일 수 있다. O157-I-P2
14 TCAGAGCATGrGrArArATAAAACTT, 상기 rG 및 11-14번째 위치는 리보뉴클레오티드일 수 있다. O157-I-P3
16 X1X1X2X2CGAGCTGTATGTCGTGAGAATX3 상기 1 및 2번째 위치에서 X1 은 존재하지 않거나 T, 상기 3 및 4번째 위치에서 X2는 존재하지 않거나 A, 2상기 6번째의 X3는 존재하지 않거나 C이다
17 ATAGGCTTGAAGCAGTGCAX1, 상기 X1은 존재하지 않거나 T, 9-14번째 위치에서 3개 이상의 연속적인 뉴클레오티드는 리보뉴클레오티드이다.
18 TCAGAGCATGGAAATAAAACTT, 상기 10-14번째 위치에서 3개 이상의 연속적인 뉴클레오티드는 리보뉴클레오티드이다.
Table 1
SEQ ID NO: order Primer / Probe Name
One TTAACGAGCTGTATGTCGTGAGAAT O157-IF
2 AACGAGCTGTATGTCGTGAGAATC O157-I-F1
3 CCCTCCAAATGAAATTCCAACA O157-I-F2
4 GGCTTTGTTGCAAGGCTATG O157-I2-F
5 CGAGCTGTATGTCGTGAGAATC O157-I3-F
6 CAAGCCTATTCAGAGCATGG O157-I4-F
7 ATGGATCATCAAGCTCTAAGAAAGAAC O157-IR
8 AGTGTCGTCTGTATGGATCATCAAG O157-I-R1
9 CCTCAAGCGAAGATGCAAAAT O157-I-R2
10 TGGATCATCAAGCTCTAAGAAAGAAC O157-I-R3
11 GATTGCAACTGCTCATCAGG O157-I2-R
12 ATAGGCTTrGrArArGCAGTGCA, wherein the rG and 9th-12th positions may be ribonucleotides. O157-I-P1
13 ATAGGCTTrGrArArGCAGTGCAT, wherein the rG and 9-12th positions may be ribonucleotides. O157-I-P2
14 TCAGAGCATGrGrArArATAAAACTT, the rG and positions 11-14 may be ribonucleotides. O157-I-P3
16 X 1 X 1 X 2 X 2 CGAGCTGTATGTCGTGAGAATX 3 X 1 does not exist in the 1st and 2nd positions or T, X 2 does not exist in the 3rd and 4th positions, or A, 2nd X 3 does not exist Or is C
17 ATAGGCTTGAAGCAGTGCAX 1 , wherein X 1 is absent or at least three consecutive nucleotides at positions 9-14 are ribonucleotides.
18 TCAGAGCATGGAAATAAAACTT, wherein three or more consecutive nucleotides at positions 10-14 are ribonucleotides.
서열번호 12, 13, 14, 17 또는 18의 프로브는 5' 및 3'말단에 각각 검출가능한 표지가 결합될 수 있다. 일 구체예에서, 5'말단은 FAM (6-carboxyfluorescein)으로, 3'말단은 단파장 방출을 위한 Black Hole Quencher (BHQ)가 결합될 수 있다.Probes of SEQ ID NO: 12, 13, 14, 17 or 18 may have a detectable label bound to the 5 'and 3' ends, respectively. In one embodiment, the 5 'terminus may be FAM (6-carboxyfluorescein), and the 3' terminus may be coupled to Black Hole Quencher (BHQ) for short wavelength emission.
일 구체예에서, 시료 중 E. coli O157:H7를 검출하기 위한 키트는 상기 기재된 올리고뉴클레오티드를 포함한다.In one embodiment, the kit for detecting E. coli 0157: H7 in a sample comprises the oligonucleotides described above.
상기 키트는 핵산 증폭을 위한 시약을 더 포함한다. 상기 시약은 하나 이상의 dNTP, rNTP, 핵산 폴리머라제, 우라실 N-글리코실라제(UNG) 효소, 완충액, 및 보조인자(예를 들어, Mg2+)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 핵산 폴리머라제는 DNA 폴리머라제, RNA 폴리머라제, 및 역전사효소로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 핵산 폴리머라제는 열에 안정할 수 있다. 상기 핵산 폴리머라제는 예를 들어, 95℃ 이상의 증가된 온도에서 그 활성을 유자할 수 있다. 열안정성 DNA 폴리머라제는 Thermus aquaticus, Thermus flavus, Thermus ruber, Thermus thermophilus, Bacillus stearothermophilus, Thermus lacteus, Thermus rubens, Thermotoga maritima, Thermococcus littoralis, 및 Methanothermus fervidus으로 이루어진 군으로부터 선택되는 열-저항성 박테리아로부터 분리될 수 있다. 열안정성 DNA 폴리머라제의 예는 Taq 폴리머라제이다. 상기 Taq 폴리머라제는 약 70℃에서 최적 활성을 갖는 것으로 알려져 있다.The kit further comprises a reagent for nucleic acid amplification. The reagent may further comprise one or more selected from the group consisting of one or more dNTPs, rNTPs, nucleic acid polymerases, uracil N-glycosylase (UNG) enzymes, buffers, and cofactors (eg, Mg 2+ ). Can be. The nucleic acid polymerase may be selected from the group consisting of DNA polymerase, RNA polymerase, and reverse transcriptase. The nucleic acid polymerase may be heat stable. The nucleic acid polymerase may retain its activity, for example, at increased temperatures of 95 ° C. or higher. Thermostable DNA polymerase is isolated from heat-resistant bacteria selected from the group consisting of Thermus aquaticus, Thermus flavus, Thermus ruber, Thermus thermophilus, Bacillus stearothermophilus, Thermus lacteus, Thermus rubens, Thermotoga maritima, Thermococcus littoralis, and Methanothermus fervidus. have. An example of a thermostable DNA polymerase is Taq polymerase. The Taq polymerase is known to have optimal activity at about 70 ° C.
상기 프로브가 표적 DNA와 혼성화될 때, 상기 E. coli O157:H7 검출용 키트는 DNA-RNA 혼성체의 RNA 부분을 특이적으로 절단할 수 있는 요소를 더 포함할 수 있다. 상기 절단 요소는 RNase H일 수 있다. 상기 절단 요소는 특이적 또는 비특이적으로 RNA 부분을 절단할 수 있다. 특이적인 RNA 절단 요소는 RNase HI일 수 있다. 비특이적인 RNA 절단 요소는 RNase HII일 수 있다. RNase H는 RNA-DNA 혼성체 내에서 RNA를 가수분해할 수 있다. RNase H의 활성을 위해, 2가 이온(예를 들어, Mg2+, Mn2+)가 요구된다. RNase H는 RNA 3'-O-P 결합을 절단하여 3'-히드록실 및 5'-포스페이트 말단 산물을 생성한다. RNase H는 Pyrococcus furiosus RNase HII, Pyrococcus horikoshi RNase HII, Thermococcus litoralis RNase HI, 및 Thermus thermophilus RNase HI로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 RNase H는 열에 안정할 수 있다. 예를 들어, 상기 RNase H는 PCR에서 변성 과정 동안에 그 활성을 유지할 수 있다. 상기 절단 요소는 열안정성 RNase HII의 형태로 가역적으로 변형될 수 있으며, 이는 변형된 형태에서 불활성화되고, 변형되지 않은 형태에서 활성화되는 것으로, 상기 변형은 RNase HII와 리간드의 결합, RNase HII의 교차결합, 또는 RNase HII 내에서 아미노산 잔기의 화학적인 반응일 수 있으며, 상기 변형된 RNase HII의 효소 활성은 상기 RNase HII를 포함하는 시료의 pH를 조절하거나, 열을 가함으로써 회복될 수 있다.When the probe is hybridized with the target DNA, the E. coli 0157: H7 detection kit may further include an element capable of specifically cleaving an RNA portion of the DNA-RNA hybrid. The cleavage element may be RNase H. The cleavage element can cleave the RNA portion either specifically or nonspecifically. The specific RNA cleavage element may be RNase HI. The nonspecific RNA cleavage element may be RNase HII. RNase H can hydrolyze RNA in RNA-DNA hybrids. For the activity of RNase H, divalent ions (eg Mg 2+ , Mn 2+ ) are required. RNase H cleaves RNA 3'-OP bonds to produce 3'-hydroxyl and 5'-phosphate end products. RNase H may be selected from the group consisting of Pyrococcus furiosus RNase HII, Pyrococcus horikoshi RNase HII, Thermococcus litoralis RNase HI, and Thermus thermophilus RNase HI. The RNase H may be heat stable. For example, the RNase H can maintain its activity during denaturation in PCR. The cleavage element may be reversibly modified in the form of a thermostable RNase HII, which is inactivated in the modified form and activated in the unmodified form, wherein the modification is the binding of the RNase HII to the ligand, the intersection of the RNase HII Binding, or chemical reaction of amino acid residues in RNase HII, and the enzymatic activity of the modified RNase HII can be restored by adjusting the pH of the sample comprising the RNase HII or by applying heat.
DNA 서열 및 RNA 서열을 포함하는 상기 프로브의 RNA 부분은 상기 절단 요소에 의해 절단되어, 분리가 된다. 이러한 분리는 절단된 복합체의 녹는 온도(melting temperature)의 감소에 의해 자연스럽게 발생하거나 또는 온도 상승과 같은 요소에 의해 증진될 수 있다. 분리된 절편은 본 기술 분야에서 알려진 여러 방법에 의해 검출될 수 있다.The RNA portion of the probe, including the DNA sequence and the RNA sequence, is cleaved by the cleavage element and separated. This separation can occur spontaneously by decreasing the melting temperature of the cleaved composite or can be enhanced by factors such as temperature rise. Separate fragments can be detected by several methods known in the art.
일 구체예에서, 시료 중 E. coli O157:H7를 검출하는 방법은 하기 단계를 포함한다: (a) 시료 중 E. coli O157:H7의 표적 핵산을 증폭하여 상기 표적 핵산의 카피수를 증가시키는 단계로서, 상기 증폭은 서열번호 16, 3, 4, 또는 6의 염기 서열을 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 7, 8, 9, 10 또는 11의 염기 서열을 포함하는 제2 프라이머를 상기 시료 중에서 표적 핵산과 혼성화시켜 상기 표적 핵산 및 상기 프라이머의 혼성화된 산물을 얻고, 주형-의존성 핵산 폴리머라제를 사용하여 상기 혼성화된 산물의 제1 프라이머 및 제2 프라이머를 확장하여 확장된 프라이머 산물을 생성하는 것을 포함하는 단계; (b) 상기 표적 핵산과 혼성화될 수 있는 하나 이상의 프로브 올리고뉴클레오티드와 상기 표적 핵산을 혼성화하여 표적 핵산:프로브 올리고뉴클레오티드의 혼성화 산물을 얻는 단계로서, 상기 프로브는 DNA 서열 및 RNA 서열을 포함하며, 검출가능한 표지가 연결된 것인 단계; (c) 상기 표적 핵산:프로브의 혼성화된 산물과 RNase H를 접촉시켜 상기 프로브를 절단시켜, 상기 표적 핵산으로부터 프로브 절편 분리를 야기하는 단계; 및 (d) 검출가능한 표지를 검출하는 단계를 포함한다. 일 구체예에서, 제1 프라이머는 서열번호 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6의 서열을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 상기 프로브는 서열번호 12, 13, 또는 14의 서열을 포함할 수 있다. In one embodiment, a method of detecting E. coli 0157: H7 in a sample comprises the following steps: (a) amplifying a target nucleic acid of E. coli 0157: H7 in a sample to increase the copy number of the target nucleic acid As a step, the amplification is carried out in the sample a first primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6 and a second primer comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7, 8, 9, 10 or 11 Hybridizing with a target nucleic acid to obtain a hybridized product of the target nucleic acid and the primers, and extending the first and second primers of the hybridized product using a template-dependent nucleic acid polymerase to produce an extended primer product. Comprising; (b) hybridizing the target nucleic acid with one or more probe oligonucleotides that can hybridize with the target nucleic acid to obtain a hybridization product of the target nucleic acid: probe oligonucleotide, wherein the probe comprises a DNA sequence and an RNA sequence and is detected Possible markers are linked; (c) contacting the hybridized product of the target nucleic acid : probe with RNase H to cleave the probe to cause separation of the probe fragment from the target nucleic acid; And (d) detecting the detectable label. In one embodiment, the first primer may comprise the sequence of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6. In one embodiment, the probe may comprise a sequence of SEQ ID NO: 12, 13, or 14.
시료 중 표적 서열의 증폭은 Polymerase Chain Reaction과 같은 핵산 증폭 방법 또는 Ligase Chain Reaction, Self-Sustained Sequence Replication, Strand Displacement Amplification, Transcriptional Amplification System, Q-Beta Replicase, Nucleic Acid Sequence Based Amplification (NASBA), Cleavage Fragment Length Polymorphism, Isothermal and Chimeric Primer-initiated Amplification of Nucleic Acid, Ramification-extension Amplification Method 또는 핵산의 증폭을 위한 적절한 증폭 방법을 사용하여 수행될 수 있다.Amplification of the target sequence in the sample may be performed by a nucleic acid amplification method such as Polymerase Chain Reaction or Ligase Chain Reaction, Self-Sustained Sequence Replication, Strand Displacement Amplification, Transcriptional Amplification System, Q-Beta Replicase, Nucleic Acid Sequence Based Amplification (NASBA), Cleavage Fragment Length Polymorphism, Isothermal and Chimeric Primer-initiated Amplification of Nucleic Acid, Ramification-extension Amplification Method or appropriate amplification methods for amplification of nucleic acids can be performed.
일 구체예에서, 상기 방법은 E. coli O157:H7의 표적 핵산 절편을 증폭하는 단계로서, 상기 증폭 단계는 서열번호 16, 3, 4, 또는 6의 제1 프라이머 및 서열번호 7, 8, 9, 10, 또는 11의 제2 프라이머를 시료 중의 표적 핵산에 혼성화시켜 혼성화된 산물을 얻는 단계; 및 주형-의존성 핵산 폴리머라제를 사용하여 상기 혼성화된 산물의 프라이머를 확장하여 확장된 프라이머 산물을 생성하는 단계; 표적 핵산 절편을 서열번호 17 또는 18의 프로브와 혼성화시켜 혼성화된 산물을 얻는 단계; 상기 표적 핵산 절편으로부터 혼성화된 산물 및 상기 프로브를 RNase H에 접촉시켜 상기 프로브를 절단하여, 상기 혼성화된 산물로부터 프로브 절편을 분리시키는 단계; 및 검출가능한 표지를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 상기 제1 프라이머는 서열번호 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6 중 하나일 수 있다. 일 구체예에서, 상기 프로브는 서열번호 12, 13, 또는 14 중 하나일 수 있다.In one embodiment, the method comprises amplifying a target nucleic acid fragment of E. coli 0157: H7, wherein the amplifying step comprises a first primer of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6 and SEQ ID NO: 7, 8, 9 Hybridizing a second, 10, or 11 second primer to a target nucleic acid in a sample to obtain a hybridized product; And expanding the primers of the hybridized product using template-dependent nucleic acid polymerase to produce an expanded primer product; Hybridizing the target nucleic acid fragment with the probe of SEQ ID NO: 17 or 18 to obtain a hybridized product; Cleaving the probe by contacting RNase H with the product hybridized from the target nucleic acid fragment and the probe to separate the probe fragment from the hybridized product; And detecting the detectable label. In one embodiment, the first primer may be one of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6. In one embodiment, the probe may be one of SEQ ID NO: 12, 13, or 14.
이후, 상기 방법을 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 상기 방법은 E. coli O157:H7의 표적 핵산 절편을 증폭하는 단계로서, 상기 증폭 단계는 서열번호 16, 3, 4, 또는 6의 제1 프라이머 및 서열번호 7, 8, 9, 10, 또는 11의 제2 프라이머를 시료 중의 표적 핵산에 혼성화시켜 혼성화된 산물을 얻는 단계; 및 주형-의존성 핵산 폴리머라제를 사용하여 상기 혼성화된 산물의 프라이머를 확장하여 확장된 프라이머 산물을 생성하는 단계를 포함한다. 일 구체예에서, 상기 제1 프라이머는 서열번호 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6의 서열을 가질 수 있다. 일 구체예에서, 상기 프로브는 서열번호 12, 13, 또는 14의 서열을 가질 수 있다.Hereinafter, the method will be described in more detail. The method comprises amplifying a target nucleic acid fragment of E. coli 0157: H7, wherein the amplifying step comprises a first primer of SEQ ID NO: 16, 3, 4, or 6 and SEQ ID NO: 7, 8, 9, 10, or 11 Hybridizing a second primer of to a target nucleic acid in a sample to obtain a hybridized product; And expanding the primers of the hybridized product using a template-dependent nucleic acid polymerase to produce an expanded primer product. In one embodiment, the first primer may have a sequence of SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, or 6. In one embodiment, the probe may have a sequence of SEQ ID NO: 12, 13, or 14.
상기 혼성화는 액체 매질에서 수행될 수 있다. 적절한 액체 매질은 필요에 따라 선택될 수 있다. 상기 액체 매질은, 예를 들어, 물, 완충액, 또는 PCR 혼합물일 수 있다. 완충액의 예는 PBS, Tris, MOPS 및 Tricine일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 상기 혼성화는 상기 프라이머 및 표적 핵산의 결합을 향상시킬 수 있는 조건하에서 수행될 수 있으며, 예를 들어, 낮은 온도와 낮은 염 농도일 수 있다. 이들 혼성화를 향상시키는 조건은 당업계에 잘 알려져 있다. 상기 표적 핵산은 단일-가닥 또는 이중-가닥 핵산일 수 있다. 예를 들어, 이중-가닥의 표적 핵산은 단일 가닥으로 분리되도록 변성될 수 있다. 상기 표적 핵산은 DNA 또는 RNA일 수 있다. The hybridization can be carried out in a liquid medium. Appropriate liquid medium can be selected as needed. The liquid medium can be, for example, water, buffers, or PCR mixtures. Examples of buffers may include, but are not limited to, PBS, Tris, MOPS, and Tricine. The hybridization can be performed under conditions that can enhance the binding of the primer and target nucleic acid, for example, can be low temperature and low salt concentration. Conditions for enhancing these hybridizations are well known in the art. The target nucleic acid can be a single-stranded or double-stranded nucleic acid. For example, a double-stranded target nucleic acid can be modified to separate into single strands. The target nucleic acid may be DNA or RNA.
주형에 의존하는 프라이머의 확장은 중합을 의미하며, 이는 당업계에 잘 알려져 있다. 상기 핵산 폴리머라제는 열안정성일 수 있다.Expansion of the primer depending on the template means polymerization, which is well known in the art. The nucleic acid polymerase may be heat stable.
E. coli의 검출 방법은 표적 핵산 절편을 서열번호 17 또는 18의 프로브와 혼성화시켜 혼성화된 산물을 얻는 단계를 포함한다. 프로브는 상기 개시된 ㅍ프플프로브가 사용될 수 있다. 일 구체예에서, 상기 프로브는 서열번호 12, 13, 또는 14의 서열을 갖는다. 상기 프로브는 예를 들어, 육안으로 검출가능한 표지와 같은 검출가능한 표지로 표지될 수 있다, 검출가능한 표지는 당업계에 잘 알려져 있으며, 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, FRET 쌍은 본 발명의 일 구체예 따른 표적 서열의 검출 목적으로 사용될 수 있다.Methods of detecting E. coli include hybridizing a target nucleic acid fragment with a probe of SEQ ID NO: 17 or 18 to obtain a hybridized product. As the probe, the sample probe described above may be used. In one embodiment, the probe has a sequence of SEQ ID NO: 12, 13, or 14. The probe may be labeled with a detectable label such as, for example, a visually detectable label. The detectable label is well known in the art and may be appropriately selected. For example, FRET pairs can be used for the purpose of detecting target sequences according to one embodiment of the invention.
상기 혼성화는 액체 매질에서 수행될 수 있다. 적절한 액체 매질은 필요에 따라 선택될 수 있다. 상기 액체 매질은, 예를 들어, 물, 완충액, 또는 PCR 혼합물일 수 있다. 완충액의 예는 PBS, Tris, MOPS 및 Tricine일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 상기 혼성화는 상기 프라이머 및 표적 핵산의 결합을 향상시킬 수 있는 조건하에서 수행될 수 있으며, 예를 들어, 낮은 온도와 낮은 염 농도일 수 있다. 이들 혼성화를 향상시키는 조건은 당업계에 잘 알려져 있다. 상기 표적 핵산은 단일-가닥 또는 이중-가닥 핵산일 수 있다. 예를 들어, 이중-가닥의 표적 핵산은, 상기 개시한 바와 같이, 단일 가닥으로 분리되도록 변성될 수 있다. 상기 표적 핵산은 DNA 또는 RNA일 수 있다. The hybridization can be carried out in a liquid medium. Appropriate liquid medium can be selected as needed. The liquid medium can be, for example, water, buffers, or PCR mixtures. Examples of buffers may include, but are not limited to, PBS, Tris, MOPS, and Tricine. The hybridization can be performed under conditions that can enhance the binding of the primer and target nucleic acid, for example, can be low temperature and low salt concentration. Conditions for enhancing these hybridizations are well known in the art. The target nucleic acid can be a single-stranded or double-stranded nucleic acid. For example, a double-stranded target nucleic acid can be denatured to separate into single strands, as described above. The target nucleic acid may be DNA or RNA.
상기 E. coli O157:H7를 검출하는 방법은 상기 표적 핵산 절편으로부터 혼성화된 산물 및 상기 프로브를 RNase H에 접촉시켜 상기 프로브를 절단하여, 상기 혼성화된 산물로부터 프로브 절편을 분리시키는 단계를 포함한다. 상기 혼성화된 산물 및 RNase H는 액체 매질에서 서로 접촉될 수 있다. 적절한 액체 매질은 필요에 따라 선택될 수 있다. 상기 액체 매질은, 예를 들어, 물, 완충액, 또는 PCR 혼합물일 수 있다. 완충액의 예는 PBS, Tris, MOPS 및 Tricine일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 상기 혼성화는 상기 프라이머 및 표적 핵산의 결합을 향상시킬 수 있는 조건하에서 수행될 수 있으며, 예를 들어, 낮은 온도와 낮은 염 농도일 수 있다.The method of detecting E. coli 0157: H7 includes cleaving the probe by contacting RNase H with the product hybridized with the product from the target nucleic acid fragment and separating the probe fragment from the hybridized product. The hybridized product and RNase H may be contacted with each other in a liquid medium. Appropriate liquid medium can be selected as needed. The liquid medium can be, for example, water, buffers, or PCR mixtures. Examples of buffers may include, but are not limited to, PBS, Tris, MOPS, and Tricine. The hybridization can be performed under conditions that can enhance the binding of the primer and target nucleic acid, for example, can be low temperature and low salt concentration.
상기 RNase H는 RNase HI 또는 RNase HII일 수 있다. RNase H는 RNA-DNA 혼성체 내에서 RNA를 가수분해할 수 있다. RNase H의 활성을 위해, 2가 이온(예를 들어, Mg2+, Mn2+)가 요구된다. RNase H는 RNA 3'-O-P 결합을 절단하여 3'-히드록실 및 5'-포스페이트 말단 산물을 생성한다. RNase H는 Pyrococcus furiosus RNase HII, Pyrococcus horikoshi RNase HII, Thermococcus litoralis RNase HI, 및 Thermus thermophilus RNase HI로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 RNase H는 열에 안정할 수 있다. 예를 들어, 상기 RNase H는 PCR에서 변성 과정 동안에 그 활성을 유지할 수 있다. 상기 절단 요소는 열안정성 RNase HII의 형태로 가역적으로 변형될 수 있으며, 이는 변형된 형태에서 불활성화되고, 변형되지 않은 형태에서 활성화되는 것으로, 상기 변형은 RNase HII와 리간드의 결합, RNase HII의 교차결합, 또는 RNase HII 내에서 아미노산 잔기의 화학적인 반응일 수 있으며, 상기 변형된 RNase HII의 효소 활성은 상기 RNase HII를 포함하는 시료의 pH를 조절하거나, 열을 가함으로써 회복될 수 있다.The RNase H may be RNase HI or RNase HII. RNase H can hydrolyze RNA in RNA-DNA hybrids. For the activity of RNase H, divalent ions (eg Mg 2+ , Mn 2+ ) are required. RNase H cleaves RNA 3'-OP bonds to produce 3'-hydroxyl and 5'-phosphate end products. RNase H may be selected from the group consisting of Pyrococcus furiosus RNase HII, Pyrococcus horikoshi RNase HII, Thermococcus litoralis RNase HI, and Thermus thermophilus RNase HI. The RNase H may be heat stable. For example, the RNase H can maintain its activity during denaturation in PCR. The cleavage element may be reversibly modified in the form of a thermostable RNase HII, which is inactivated in the modified form and activated in the unmodified form, wherein the modification is the binding of the RNase HII to the ligand, the intersection of the RNase HII Binding, or chemical reaction of amino acid residues in RNase HII, and the enzymatic activity of the modified RNase HII can be restored by adjusting the pH of the sample comprising the RNase HII or by applying heat.
이러한 분리는 절단에 의해 약해진 가닥의 결합력에 의해 자연스럽게 발생하거나 또는 온도의 증가와 같은 요소에 의해 향상될 수 있다. 예를 들어, 상기 PCR 혼합물은 RNA-DNA 듀플렉스의 RNA 서열 부분을 특이적으로 절단할 수 있는 RNase H 효소를 포함할 수 있다. 절단 후에, 상기 프로브의 두 부분(two halves)는 반응 온도에서 표적 앰플리콘으로부터 분리되어 반응 완충액으로 확산된다. 상기 도너와 억셉터 사이가 분리되면, FRET은 역전(reverse)되고, 도너 방출이 모니터링된다. 절단과 분리(dissociation)는 프로브가 더 결합할 수 있는 부위를 재생한다. 이러한 방법으로, 상기 프라이머가 프로브 결합 부위를 통해 확장될 때까지 단일 앰플리콘이 프로브 절단을 위한 복수회의 표적으로서 제공될 수 있다. This separation may occur naturally by the binding force of the strands weakened by cleavage or may be enhanced by factors such as an increase in temperature. For example, the PCR mixture may comprise an RNase H enzyme that can specifically cleave the RNA sequence portion of the RNA-DNA duplex. After cleavage, two halves of the probe are separated from the target amplicon at the reaction temperature and diffuse into the reaction buffer. When the donor and acceptor are separated, the FRET is reversed and donor release is monitored. Cleavage and dissociation regenerate the sites to which the probe can further bind. In this way, a single amplicon can serve as a plurality of targets for probe cleavage until the primer is extended through the probe binding site.
상기 E. coli O157:H7를 검출하는 방법은 상기 프로브 핵산 절편을 포함한다.The method for detecting E. coli 0157: H7 comprises the probe nucleic acid fragment.
표적 E. coli O157:H7 서열을 검출하는 하나의 예시적인 방법은 식품 시료 또는 표면 채취물을 제공하는 단계, 시료 또는 채취물과 성장 배지를 혼합하고, 배양하여 E. coli O157:H7의 수 또는 군집을 증가시키는 단계(부유화(enrichment)), E. coli 세포를 파쇄하는 단계(용해(lysis)), 및 상기 얻은 용해물(lysate)을 표적 E. coli O157:H7 서열의 증폭 및 검출에 적용하는 단계를 포함한다. 식품 시료는 연어와 같은 생선류, 우유와 계란과 같은 낙농제품, 가금류, 과일 쥬스, 분쇄 돈육, 돈육, 분쇄 우육 또는 우육과 같은 고기류, 시금치와 같은 채소류, 또는 스테인리스 스틸, 고무, 플라스틱, 및 세라믹과 같은 자연환경의 표면을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.One exemplary method of detecting a target E. coli 0157: H7 sequence is to provide a food sample or surface extract, mix the sample or extract and the growth medium, and incubate the number of E. coli 0157: H7 or Increasing the population (enrichment), crushing the E. coli cells (lysis), and lysate obtained above for amplification and detection of the target E. coli 0157: H7 sequence. Applying steps. Food samples include fish such as salmon, dairy products such as milk and eggs, poultry, fruit juice, ground pork, pork, ground beef or meat such as beef, vegetables such as spinach, or stainless steel, rubber, plastic, and ceramics. It may include the surface of the same natural environment, but is not limited thereto.
식품 오염에 대한 검출 한계(limit of detection, LOD)는 25 g의 고체 또는 25 ml의 액체 식품 또는 한정된 공간의 표면에서 검출될 수 있는 콜로니 형성 유니트(colony forming units, CFU)의 수에 관하여 설명된다. 정의에 의하면, 콜로니 형성 유니트는 살아있는 박테리아 수의 측정이다. 죽거나 살아있는 모든 세포를 세는 간접적인 현미경 계수법과는 다르게, CFU는 살아있는 세포를 측정한다. 1 CFU (하나의 박테리아 세포)는 성장하여 허용되는 조건 하에서 아가 플레이트 상에 하나의 콜로니를 형성한다. United States Food Testing Inspection Service에서는 최소 LOD를 고체 식품 25 g 또는 액체 식품 25 mL의 고체 식품 당 1 CFU 또는 표면 구역 당 1 CFU로 정의한다.The limit of detection (LOD) for food contamination is described in terms of the number of colony forming units (CFUs) that can be detected on the surface of 25 g solid or 25 ml liquid food or confined spaces. . By definition, colony forming units are a measure of the number of living bacteria. Unlike indirect microscopy, which counts all dead or living cells, CFU measures live cells. One CFU (one bacterial cell) grows and forms one colony on agar plates under acceptable conditions. The United States Food Testing Inspection Service defines a minimum LOD of 1 CFU per solid food of 25 g of solid food or 25 mL of liquid food or 1 CFU per surface area.
실제로, 1 CFU로 식품 시료 또는 표면을 반복적으로 접종하고, 부유화 과정에서 박테리아가 살아남도록 하는 것은 불가능하다. 이러한 문제는 하나 또는 여러 표적 레벨에 시료를 접종하고 최적 확수법(Most Probable Number, MPN)라고 불리는 통계적 평가를 사용하여 결과를 분석함으로서 극복될 수 있다. 예를 들어, E. coli 배양은 분광측정계에서 흡광도를 측정함으로써 구체적인 세포 밀도로 자랄 수 있다. 상기 표적의 10배 연속적 희석을 통해 아가 배지에 도말하고, 살아있는 박테리아를 계수한다. 이러한 데이터는 도말된 세포 밀도에 대한 CFU/부피에 관한 표준 곡선을 생성하는데 사용된다. MPN이 의미있기 위해서, 여러 접종 레벨에서의 시험 시료가 분석된다. 부유화 및 추출 후에 소량의 시료가 실시간 분석을 위해 제거된다. 최종 목표는 25% 내지 75% 사이(즉, CataCleave 프로브를 사용하여 역전사 효소-PCR을 이용한 어세이에서 양성 시료 테스트의 25% 내지 75% 사이로, 이는 하기에서 설명될 것이다.)의 유효화율(fractional recovery)을 달성하는 것이다. 이러한 유효화율 퍼센트를 선택하는 이유는 고체 식품의 시료 25 g, 액체 식품의 시료 25 mL, 또는 표면의 한정된 공간에 대하여 0.3 CFU 내지 1.375 CFU 사이의 MPN 값으로 변환되기 때문이다. 이들 MPN 값은 요구되는 1 CFU/시료의 LOD로 묶을 수 있다. 실제로, 이들의 유효화율을 달성하기 위해 희석된 접종원의 부피를 측정(표준 곡선에 기초)하는 것이 가능하다. Indeed, it is not possible to repeatedly inoculate a food sample or surface at 1 CFU and allow bacteria to survive in the suspension process. This problem can be overcome by inoculating samples at one or several target levels and analyzing the results using a statistical assessment called the Most Probable Number (MPN). E.g,E. coli  Cultures can be grown to specific cell densities by measuring absorbance on a spectrometer.remind Plates in agar medium through 10-fold serial dilutions of the target and count live bacteria. This data is used to generate a standard curve for CFU / volume against smeared cell density. In order for MPN to be meaningful, test samples at different inoculation levels are analyzed. After suspension and extraction, a small amount of sample is removed for real-time analysis. The final goal is the fractionality of 25% to 75% (ie, between 25% and 75% of positive sample tests in assays using reverse transcriptase-PCR using CataCleave probes, which will be described below). recovery is achieved. The reason for choosing this percentage of validity is that it converts to a MPN value between 0.3 CFU and 1.375 CFU for a 25 g sample of solid food, 25 mL sample of liquid food, or a limited space on the surface. These MPN values can be tied to the LOD of 1 CFU / sample required. in reality,It is possible to measure (based on a standard curve) the volume of diluted inoculum to achieve their validity..                 
일 구체예에 따르면, 상기 키트는 dATP, dCTP, dGTP 및 dTTP를 포함하는 혼합물; DNA 중합 효소; RNase H Ⅱ; 및 완충 용액을 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the kit comprises a mixture comprising dATP, dCTP, dGTP and dTTP; DNA polymerase; RNase H II; And a buffer solution.
상기 DNA 중합 효소는 예를 들어, Thermus aquaticus (Taq), Thermus thermophilus (Tth), Thermus filiformis, Thermis flavus, Thermococcus literalis 또는 Pyrococcus furiosus (Pfu)로부터 수득한 열 안정성 DNA 중합 효소일 수 있다. 또한, RNase H는 예를 들어, Pyrococcus furiosus RNase H II, Pyrococcus horikoshi RNase H II, Thermococcus litoralis RNase HI 또는 Thermus thermophilus RNase HI과 같은 열 안정적인 RNase H 효소를 포함하나 이에 한정하지는 않는다. 완충 용액은 증폭 반응의 pH를 조절함으로써 증폭 반응의 하나 이상의 구성 요소의 안정성, 활성, 및/또는 수명을 변형시키는 증폭 반응에 첨가되는 화합물로서, 이러한 완충 용액들은 당업계에 잘 알려져 있으며, 예를 들어, Tris, Tricine, MOPS, 또는 HEPES일 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. 이 외에도, 상기 키트는 dNTP 혼합물(dATP, dCTP, dGTP, dTTP) 및 DNA 중합 효소 조인자를 포함할 수 있다. 상기 프라이머 세트 및 프로브는 하나의 반응 용기, 스트립 또는 마이크로 플레이트에 패키징될 수 있으며, 당업계에 공지된 방법으로 패키징될 수 있다.The DNA polymerase may be, for example, a heat stable DNA polymerase obtained from Thermus aquaticus (Taq), Thermus thermophilus (Tth), Thermus filiformis , Thermis flavus , Thermococcus literalis or Pyrococcus furiosus (Pfu). In addition, RNase H includes, but is not limited to, thermally stable RNase H enzymes such as, for example, Pyrococcus furiosus RNase H II, Pyrococcus horikoshi RNase H II, Thermococcus litoralis RNase HI or Thermus thermophilus RNase HI. Buffer solutions are compounds that are added to amplification reactions that modify the stability, activity, and / or lifetime of one or more components of the amplification reaction by adjusting the pH of the amplification reaction, and such buffer solutions are well known in the art, For example, it may be, but is not limited to, Tris, Tricine, MOPS, or HEPES. In addition, the kit may comprise a dNTP mixture (dATP, dCTP, dGTP, dTTP) and a DNA polymerase cofactor. The primer set and probe may be packaged in one reaction vessel, strip or microplate, and may be packaged by methods known in the art.
다른 양상은 대상 시료로부터 E. coli O157:H7의 용균액을 얻는 단계; 상기 용균액 및 상기 키트를 혼합하여 실시간 PCR을 수행하는 단계; 및 상기 실시간 PCR 결과로부터 E. coli O157:H7의 존재 유무를 확인하는 단계를 포함하는 E. coli O157:H7을 검출하는 방법을 제공한다.Another aspect includes obtaining a lysate of E. coli 0157: H7 from a subject sample; Mixing the lysate with the kit to perform real-time PCR; And it provides a method for detecting E. coli O157: H7 comprising the step of confirming the presence of E. coli O157: H7 from the real-time PCR results.
상기 E. coli O157:H7을 검출하는 방법을 각각의 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.The method for detecting E. coli 0157: H7 will be described in detail for each step.
상기 방법은, 대상 시료로부터 E. coli O157:H7의 용균액을 얻는 단계를 포함할 수 있다.The method may include obtaining a lysate of E. coli 0157: H7 from the sample of interest.
일 구체예에 따른 검출 방법은 E. coli O157:H7에 오염되었을 것으로 예상되는 시료(sample)에 적용할 수 있다. 상기 시료는 예를 들어, 배양된 세포, 혈액, 타액 등의 체액 및 육류, 낙농 제품, 음료수 등과 같은 음식물을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 용균액은 E. coli O157:H7의 DNA를 포함하므로, 이후 단계의 실시간 PCR 반응의 주형으로 사용될 수 있다. 상기 용균액을 얻는 방법은, 예를 들어, 1 mg/㎖의 프로테나아제 K, 0.3125 mg/㎖의 소듐 아지드, 0.125 %의 Triton X-100, 및 12.5 mM Tris-HCl, pH 8.0을 포함하는 용액에 E. coli O157:H7를 첨가하여 용균시키는 방법을 사용할 수 있다. 또한, 상기 용균액으로부터 당업계에 공지된 방법에 따라 DNA를 추출하여 실시간 PCR 반응의 주형으로 사용할 수 있다. 상기 용균액으로부터 DNA를 추출하는 구체적인 방법은 Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.(2001)에 개시되어 있으며, 이 문헌은 본 명세서에 참조로써 삽입된다.The detection method according to one embodiment may be applied to a sample that is expected to be contaminated with E. coli 0157: H7. The sample may include, but is not limited to, for example, cultured cells, body fluids such as blood, saliva, and foods such as meat, dairy products, beverages, and the like. Since the lysate contains the DNA of E. coli 0157: H7, it can be used as a template for the real-time PCR reaction in a later step. Methods for obtaining the lysate include, for example, 1 mg / ml proteinase K, 0.3125 mg / ml sodium azide, 0.125% Triton X-100, and 12.5 mM Tris-HCl, pH 8.0 E. coli O157: H7 can be added to the solution to dissolve the solution. In addition, the DNA may be extracted from the lysate according to a method known in the art to be used as a template for real-time PCR reaction. Specific methods of extracting DNA from the lysate are described in Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY (2001), which is herein incorporated by reference. Inserted by reference.
상기 용균액 및 상기 키트를 혼합하여 실시간 PCR을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.Mixing the lysate and the kit may include performing a real-time PCR.
일 구체예에 따르면, 상기 E. coli O157:H7 검출용 키트는 통상적인 실시간 PCR 방법 및 장치를 사용하여 실시할 수 있다. 상기 실시간 PCR 방법은 열 순환기(thermal cycler) 및 분광 형광 광도계가 일체화된 장치를 이용하여, DNA 중합 효소와 FRET의 원리에 의해 PCR의 매 주기마다 실시간으로 나타나는 형광을 검출하고 정량하는 방법이다. 이러한 방법은 특이적인 증폭 산물을 비 특이적인 증폭 산물로부터 구별하여 확인할 수 있으며, 자동화된 양상으로 분석 결과를 쉽게 입수할 수 있다. 상기 실시간 PCR 방법에 사용할 수 있는 기기로는 AB 사의 실시간 PCR 기기 7900, 7500, 7300, Stratagene 사의 Mx3000p, BioRad 사의 Chromo 4 및 Roche Lightcycler 480 기기 등이 있으나, 이로 한정되는 것은 아니다. PCR 과정에서 상기 실시간 PCR 기기의 레이저는 증폭된 PCR 산물의 프로브에 표지된 형광 표지 인자를 감지하여 도 1과 같은 피크를 구현할 수 있다.According to one embodiment, the E. coli 0157: H7 detection kit can be carried out using conventional real-time PCR methods and apparatus. The real-time PCR method is a method of detecting and quantitating fluorescence appearing in real time every cycle of PCR by the principle of DNA polymerase and FRET using a device in which a thermal cycler and a spectral fluorescent photometer are integrated. This method distinguishes specific amplification products from non-specific amplification products and makes it easy to obtain analysis results in an automated fashion. Devices that can be used in the real-time PCR method include, but are not limited to, AB real-time PCR devices 7900, 7500, 7300, Stratagene Mx3000p, BioRad Chromo 4 and Roche Lightcycler 480 devices. In the PCR process, the laser of the real-time PCR device may implement a peak as shown in FIG. 1 by detecting a fluorescent labeling factor labeled on a probe of the amplified PCR product.
일 구체예에 따른 E. coli O157:H7의 검출 방법에 있어서, 실시간 PCR 반응은 당업계에 알려진 통상적인 조건으로 실시할 수 있으며, 예를 들어, 초기 변성(initial denaturation)을 95℃에서 10분 동안 수행한 후, 변성(denaturation, 95℃에서 15초), 프라이머 및 프로브의 어닐링, RNase HⅡ의 반응 및 신장(elongation, 60℃ 또는 63℃에서 20초)을 총 50 내지 60회 실시하는 조건으로 수행할 수 있다. 일 구체예에 따르면, 상기 방법에 의해 총 63종의 E. coli O157:H7를 검출할 수 있다.In the method for detecting E. coli 0157: H7 according to one embodiment, the real-time PCR reaction can be carried out under conventional conditions known in the art, for example, initial denaturation at 95 ° C. for 10 minutes. And then subjected to denaturation (15 seconds at 95 ° C.), annealing of primers and probes, reaction of RNase HII and elongation (20 seconds at 60 ° C. or 63 ° C.) for a total of 50 to 60 times. Can be done. According to one embodiment, a total of 63 E. coli 0157: H7 can be detected by the method.
상기 실시간 PCR 결과로부터 E. coli O157:H7의 존재 유무를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.It may include the step of confirming the presence of E. coli O157: H7 from the real-time PCR results.
상기 E. coli O157:H7의 존재 유무는 상기 실시간 PCR 과정에서 증폭된 PCR 산물의 프로브에 표지된 형광 표지 인자를 감지하여 나타나는 곡선으로부터, PCR 증폭 산물이 일정량 증폭되었을 때의 사이클 수인 Cp 값을 계산함으로써 확인할 수 있다. Cp 값은 예를 들어, 10 내지 50, 또는 15 내지 45인 경우에 상기 E. coli O157:H7이 존재한다고 판단할 수 있다. 한편, 상기 Cp 값의 계산은 상기 실시간 PCR 기기 내에 포함된 프로그램에 의해 자동으로 수행될 수 있다.The E. coli O157: H7 is the presence or absence of the cycle number at which the C p value from the curve appears to detect a fluorescent marker labeling the probe of the PCR product amplified by the real-time PCR process, PCR amplification product was amplified a predetermined amount It can confirm by calculating. For example, the C p value may be determined that the E. coli 0157: H7 is present at 10 to 50, or 15 to 45. Meanwhile, the calculation of the C p value may be automatically performed by a program included in the real time PCR device.
E.coli O175:H7의 검출을 위해 테스트될 수 있는 시료는 한정되지 않으나, 육류(예를 들어, 분쇄 우육을 포함한 우육), 채소(예를 들어, 시금치), 과일 주스 등이다. Samples that can be tested for the detection of E. coli O175: H7 are, but are not limited to, meat (eg beef including ground beef), vegetables (eg spinach), fruit juice and the like.
상기 E. coli O157:H7 종 검출용 키트 및 상기 키트를 이용한 검출 방법에 의하면, 적은 카피 수의 대상 시료만으로도 검출 결과를 실시간으로 신속하게 확인할 수 있다.According to the E. coli O157: H7 species detection kit and the detection method using the kit, the detection result can be quickly confirmed in real time even with a small number of samples.
일 구체예에 따른 E. coli O157:H7 검출 방법에 의하면, 적은 카피 수의 대상 시료만으로도 검출 결과를 실시간으로 신속하게 확인할 수 있다.According to the E. coli 0157: H7 detection method according to one embodiment, the detection result can be quickly confirmed in real time even with a small number of samples.
도 1a는 일 구체예에 따른 키트를 사용하여 E. coli O157:H7을 대상으로 실시간 PCR 반응에 의한 증폭 곡선을 나타낸 결과이며, 도 1b는 도 1a의 데이터로부터 결정된 Cp 값을 나타낸 것이다.Figure 1a is a result showing the amplification curve by real-time PCR reaction for E. coli O157: H7 using a kit according to one embodiment, Figure 1b shows the Cp value determined from the data of Figure 1a.
도 2는 일 구체예에 따른 키트를 사용하여 총 63종의 E. coli O157:H7 종을 대상으로 실시간 PCR 반응에 의한 증폭 곡선을 나타낸 결과이다.Figure 2 shows the amplification curves by real-time PCR reaction for a total of 63 E. coli O157: H7 species using a kit according to one embodiment.
도 3a 내지 도 3c는 일 구체예에 따른 키트를 사용하여 O157:H7 종과 비교한, 총 59종의 비-E. coli O157:H7 종을 대상으로 실시간 PCR 반응에 의한 증폭 곡선을 나타낸 결과로서, 일 구체예 따른 키트 및 방법이 높은 정확성을 나타냄을 보여준다. 상기 59 종은 3개의 군으로 나누어 실험하였다.3A to 3C show amplification curves by real-time PCR reactions on a total of 59 non- E. Coli O157: H7 species, compared to O157: H7 species using a kit according to one embodiment. The kits and methods according to one embodiment show high accuracy. The 59 species were divided into three groups and tested.
도 4a 및 도 4b는 다양한 조합의 프라이머 및 프로브를 사용하여 E. coli O157:H7 종을 대상으로 실시간 PCR 반응에 의한 증폭 곡선을 나타낸 결과로서, 도 4a는 형광 곡선을, 도 4b는 Cp 값을 나타낸다.4A and 4B show amplification curves by real-time PCR reactions of E. coli O157: H7 species using various combinations of primers and probes. FIG. 4A shows fluorescence curves and FIG. 4B shows Cp values. Indicates.
이하 하나 이상의 구체예를 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 하나 이상의 구체예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, one or more embodiments will be described in more detail with reference to Examples. However, these examples are provided to illustrate one or more embodiments illustratively and the scope of the present invention is not limited to these examples.
실시예 1: Example 1: E. coliE. coli O157:H7의 실시간 검출을 위한 프라이머 및 프로브 제작 Prepare primers and probes for real-time detection of O157: H7
E. coli O157:H7의 실시간 검출을 위해 사용하는 프라이머는 E. coli O157:H7의 I 절편의 일부만을 증폭할 수 있는 프라이머 염기 서열임을 확인하였다. 상기 I 절편은 E. coli O157:H7 게놈(GenBank: AE005174.2.)의 312001-315400인 위치에 존재하였다. I 절편의 일부분의 폴리뉴클레오티드(1720 bp)를 일 구체예에서 사용하였으며, 이를 서열목록의 서열번호 15에 나타내었다. It was confirmed that the primer used for the real-time detection of E. coli 0157: H7 was a primer base sequence capable of amplifying only a part of the I fragment of E. coli 0157: H7. The I segment was at a position of 312001-315400 of the E. coli 0157: H7 genome (GenBank: AE005174.2.). A polynucleotide (1720 bp) of a portion of the I fragment was used in one embodiment and is shown in SEQ ID NO: 15 in Sequence Listing.
상기 표 1은 일 구체예에 따라 고안된 대표적인 프라이머의 서열을 나타낸 것이다.Table 1 shows the sequences of representative primers designed according to one embodiment.
프로브는 상기 PCR의 대상이 되는 주형에 특이적으로 결합할 수 있는 카타클리브 프로브(CatacleaveTM probe)를 제작하여 실시간 PCR에서 실시간으로 증가하는 PCR 산물의 양을 검출할 수 있도록 하였다. 6-카르복시플루오레세인(6-carboxyfluorescein)(FAM)으로 5' 말단을 표지하였고, Black Hole Quencher(Integrated DNA Technologies, Coralville, IA)로 3' 말단을 표지하였다. 상기 결정된 프라이머 및 프로브는 Roche 사에 의뢰하여 합성하였다.The probe was prepared by catacleave probe (Catacleave TM probe) that can specifically bind to the template target of the PCR to be able to detect the amount of the PCR product to increase in real time in real time PCR. The 5 'end was labeled with 6-carboxyfluorescein (FAM) and the 3' end was labeled with Black Hole Quencher (Integrated DNA Technologies, Coralville, IA). The determined primers and probes were synthesized by the Roche company.
상기 표 1에 고안된 프로브의 대표적인 서열을 나타내었다. 또한, 상기 프로브 서열은 상기 뉴클레오티드에 연결된 표지를 보여준다.Representative sequences of the probes designed in Table 1 are shown. In addition, the probe sequence shows a label linked to the nucleotide.
실시예 2: 실시간 PCR을 이용한 Example 2: Using Real-Time PCR E. coliE. coli O157:H7의 증폭 Amplification of O157: H7
실시간 PCR 반응에서 주형으로 사용하기 위한 E. coli O157:H7의 총 DNA는 다음과 같은 방법으로 추출하였다. 적절하게 배양시킨 E. coli O157:H7을 수확하여, 1 mg/㎖의 프로테나아제 K, 0.3125 mg/㎖의 소듐 아지드, 0.125 %의 Triton X-100, 및 12.5 mM Tris-HCl, pH 8.0을 포함하는 45 ㎕의 용균 용액에 희석시킨 다음, 상기 시료를 55℃에서 15분 동안 배양하고, 95℃에서 10분 동안 프로테나아제 K를 불활성화시킨 후, 4℃로 냉각시켰다. 상기 반응물을 원심분리하여 상층액을 얻은 다음, 이 상층액 자체, 또는 당업계에 알려진 DNA 추출 방법에 따라 상기 상층액으로부터 추출된 DNA를 실시간 PCR 반응물에 첨가하였다.Total DNA of E. coli 0157: H7 for use as a template in real-time PCR was extracted by the following method. Appropriately cultured E. coli 0157: H7 was harvested to produce 1 mg / ml proteinase K, 0.3125 mg / ml sodium azide, 0.125% Triton X-100, and 12.5 mM Tris-HCl, pH 8.0 After dilution in 45 μl lysis solution containing, the samples were incubated at 55 ° C. for 15 minutes, inactivated proteinase K at 95 ° C. for 10 minutes, and then cooled to 4 ° C. The reaction was centrifuged to obtain a supernatant, and then the supernatant itself or DNA extracted from the supernatant was added to the real time PCR reaction according to DNA extraction methods known in the art.
본 실시예에서 모든 실시간 PCR 반응은 1656 ㎕의 마스터 믹스 중 23 ㎕ 및 DNA 1 ㎕를 혼합하여 수행하였다. 상기 마스터 믹스는 180 ㎕의 10x I 완충액(10x I 완충액은 HEPES-포함 완충액(HEPES-KOH, MgCl2, KCl, BSA, DMSO)임), 20 μM의 정방향 프라이머(서열번호 1, 서열번호 2, 서열번호 3, 또는 서열번호 4) 72 ㎕, 20 μM의 역방향 프라이머(서열번호 7, 서열번호 8, 서열번호 9, 또는 서열번호 11) 72 ㎕, 25 μM의 CataCleave 프로브(서열 번호 12, 서열번호 13 또는 서열 번호 14) 14.4 ㎕, dNTP 믹스(2 mM dGTP, dCTP, dATP, dTTP) 72 ㎕, 36 ㎕의 Platinum Taq DNA 중합효소(Invitrogen), 14.4 ㎕의 RNase HⅡ(Invitrogen), 우라실 DNA N-글리코실라제 7.2 ㎕ 및 1188 ㎕의 증류수를 포함하였다.All real-time PCR reactions in this example were performed by mixing 23 μl and 1 μl DNA in 1656 μl master mix. The master mix contained 180 μl of 10 × I buffer (10 × I buffer is HEPES-containing buffer (HEPES-KOH, MgCl 2 , KCl, BSA, DMSO)), 20 μM of forward primer (SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, or SEQ ID NO: 4) 72 μl, 20 μM reverse primer (SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, or SEQ ID NO: 11) 72 μL, 25 μM CataCleave probe (SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13 or SEQ ID NO: 14) 14.4 μl, dNTP mix (2 mM dGTP, dCTP, dATP, dTTP) 72 μl, 36 μl Platinum Taq DNA Polymerase (Invitrogen), 14.4 μl RNase HII (Invitrogen), uracil DNA N- 7.2 μl glycosylase and 1188 μl distilled water were included.
상기 반응물은 먼저, 37℃에서 10분 및 95℃에서 10분 동안 우라실 DNA N-글리코실라아제 반응 및 변성 반응을 시킨 다음, 95℃에서 15초 동안 변성, 60℃ 또는 63℃에서 20초 동안 프라이머 및 카타클리브 프로브의 어닐링(annealing), RNase HⅡ의 반응 및 신장(elongation) 반응을 50회 반복하여 실시간 PCR 반응을 수행하였다. 상기 반복 과정이 끝난 다음, 40℃에서 10초 동안 냉각시켰다. 상기 반응은 Roche Lightcycler 480 기기를 사용하여 수행하였으며, PCR 증폭 유무는 LightCycler 480 Software v1.5.0을 이용하여 실시간으로 관찰하였다. The reactants were first subjected to uracil DNA N-glycosylase reaction and denaturation for 10 minutes at 37 ° C and 10 minutes at 95 ° C, followed by denaturation at 95 ° C for 15 seconds, primers at 60 ° C or 63 ° C for 20 seconds. And annealing (catalyst) probe, the reaction of RNase HII and elongation (50) was repeated 50 times to perform a real-time PCR reaction. After the repetition process, the mixture was cooled at 40 ° C. for 10 seconds. The reaction was performed using a Roche Lightcycler 480 instrument, and PCR amplification was observed in real time using LightCycler 480 Software v1.5.0.
그 결과를 표 2 내지 표 3 및 도 4a 내지 도 4b에 나타내었다. 표 2 내지 표 3 및 도 4a 내지 도 4b에서, 프라이머는 하기 서열에 따른다:The results are shown in Tables 2 to 3 and FIGS. 4A to 4B. In Tables 2 to 3 and FIGS. 4A-4B, the primers are according to the following sequence:
O157-I-F: 서열번호 10157-I-F: SEQ ID NO: 1
O157-I-F1: 서열번호 20157-I-F1: SEQ ID NO: 2
O157-I-F2: 서열번호 30157-I-F2: SEQ ID NO: 3
O157-I2-F: 서열번호 40157-I2-F: SEQ ID NO: 4
O157-I-R: 서열번호 70157-I-R: SEQ ID NO: 7
O157-I-R1: 서열번호 80157-I-R1: SEQ ID NO: 8
O157-I-R3: 서열번호 100157-I-R3: SEQ ID NO: 10
O157-I2-R: 서열번호 110157-I2-R: SEQ ID NO: 11
표 2
카피수 Log O157-I-F2/ O157-I-R3 O157-I2-F/ O157-I2-R O157-I3-F/ O157-I-R O157-I3-F/ O157-I-R3 O157-I4-F/ O157-I-R2
0.E+00            
5.E+00 0.7          
5.E+01 1.7 32.85 41.37 34.33 45.00 35.76
5.E+02 2.7 30.44 34.82 30.56 31.35 32.16
5.E+03 3.7 27.05 31.39 26.66 26.67 28.63
5.E+04 4.7 23.36 25.87 23.05 23.15 24.30
5.E+05 5.7 19.33 22.01 19.11 18.72 20.20
5.E+06 6.7 16.58 18.24 16.42 15.93 17.95
Slope -3.38 -4.56 -3.64 -5.34 -3.69
Y-Intercept 39.14 48.10 40.32 49.21 42.01
PCR Efficiency 97.6 65.7 88.1 54.0 86.5
TABLE 2
Copy number Log O157-I-F2 / O157-I-R3 O157-I2-F / O157-I2-R O157-I3-F / O157-IR O157-I3-F / O157-I-R3 O157-I4-F / O157-I-R2
0.E + 00
5.E + 00 0.7
5.E + 01 1.7 32.85 41.37 34.33 45.00 35.76
5.E + 02 2.7 30.44 34.82 30.56 31.35 32.16
5.E + 03 3.7 27.05 31.39 26.66 26.67 28.63
5.E + 04 4.7 23.36 25.87 23.05 23.15 24.30
5.E + 05 5.7 19.33 22.01 19.11 18.72 20.20
5.E + 06 6.7 16.58 18.24 16.42 15.93 17.95
Slope -3.38 -4.56 -3.64 -5.34 -3.69
Y-Intercept 39.14 48.10 40.32 49.21 42.01
PCR Efficiency 97.6 65.7 88.1 54.0 86.5
표 3
 카피수 Log O157-I-F/ O157-I-R O157-I-F/ O157-I-R1 O157-I-F/ O157-I-R3 O157-I-F1/ O157-I-R O157-I-F1/ O157-I-R3 O157-I-F2/ O157-I-R
0.E+00              
5.E+00 0.7   37.75 35.83      
5.E+01 1.7 32.26 31.41 34.09 34.14 34.23 36.00
5.E+02 2.7 30.40 29.38 29.59 31.40 30.62 31.12
5.E+03 3.7 26.14 25.87 26.70 28.06 26.66 27.49
5.E+04 4.7 22.26 21.67 21.86 23.72 23.08 23.96
5.E+05 5.7 18.16 17.68 18.01 19.80 19.06 19.82
5.E+06 6.7 15.61 14.91 15.23 17.23 16.36 17.25
Slope -3.54 -3.70 -3.63 -3.53 -3.65 -3.75
Y-Intercept 39.00 39.22 39.34 40.56 40.31 41.68
PCR Efficiency 91.7 86.2 88.5 91.9 88.0 84.8
TABLE 3
  Copy number Log O157-IF / O157-IR O157-IF / O157-I-R1 O157-IF / O157-I-R3 O157-I-F1 / O157-IR O157-I-F1 / O157-I-R3 O157-I-F2 / O157-IR
0.E + 00
5.E + 00 0.7 37.75 35.83
5.E + 01 1.7 32.26 31.41 34.09 34.14 34.23 36.00
5.E + 02 2.7 30.40 29.38 29.59 31.40 30.62 31.12
5.E + 03 3.7 26.14 25.87 26.70 28.06 26.66 27.49
5.E + 04 4.7 22.26 21.67 21.86 23.72 23.08 23.96
5.E + 05 5.7 18.16 17.68 18.01 19.80 19.06 19.82
5.E + 06 6.7 15.61 14.91 15.23 17.23 16.36 17.25
Slope -3.54 -3.70 -3.63 -3.53 -3.65 -3.75
Y-Intercept 39.00 39.22 39.34 40.56 40.31 41.68
PCR Efficiency 91.7 86.2 88.5 91.9 88.0 84.8
실시예 3: 일 구체예에 따른 프로브를 이용한 Example 3: using a probe according to one embodiment E. coliE. coli O157:H7의 검출 Detection of O157: H7
E. coli O157:H7을 대상으로, O157-I-F1(서열번호 2) 및 O157-I-R(서열번호 7)의 프라이머 세트 및 3가지 종류의 서로 다른 프로브(O157-I-P1(서열번호 12), O157-I-P2(서열번호 13) 및 O157-I-P3(서열번호 14))를 사용하여 실시간 PCR을 수행하였다. 도 1a 및 도 1b는 상기 실시간 PCR 반응에 의한 증폭 곡선, 형광 기록 및 Cp 값을 나타낸 결과이다. 또한, 하기 표 4는 도 1a의 증폭 곡선으로부터 Cp값을 계산하여 나타낸 결과이다. 상기 실험에서 주형의 초기 카피 수는 5,000,000 카피였다. 하기 결과는 상기 프라이머 세트 및 O157-I-P2(서열번호 13)의 프로브를 이용하여 실시간 PCR 반응을 수행하였을 때, 5개의 카피만으로도 증폭이 가능함을 보여주었다. 한편, DNA 주형 대신 증류수를 첨가한 음성 대조군에서는 형광이 검출되지 않았다. For E. coli O157: H7, primer sets of O157-I-F1 (SEQ ID NO: 2) and O157-IR (SEQ ID NO: 7) and three different probes (O157-I-P1 (SEQ ID NO: 12) ), 0157-I-P2 (SEQ ID NO: 13) and 0157-I-P3 (SEQ ID NO: 14)) were used to perform real-time PCR. 1A and 1B show amplification curves, fluorescence records, and Cp values by the real-time PCR reaction. In addition, Table 4 is a result of calculating the C p value from the amplification curve of Figure 1a. The initial copy number of the template in this experiment was 5,000,000 copies. The following results show that when performing a real-time PCR reaction using the primer set and the probe of O157-I-P2 (SEQ ID NO: 13), it is possible to amplify only 5 copies. On the other hand, no fluorescence was detected in the negative control group in which distilled water was added instead of the DNA template.
표 4
카피수 Log O157 I-P1 O157 I-P2 O157 I-P3
0.E+00        
5.E+00 0.7   37.24  
5.E+01 1.7 34.76 34.43 35.28
5.E+02 2.7 30.86 30.95 32.30
5.E+03 3.7 27.44 27.60 28.68
5.E+04 4.7 23.74 23.75 24.94
5.E+05 5.7 19.85 19.92 21.06
5.E+06 6.7 16.94 16.95 18.17
Slope -3.60 -3.47 -3.51
Y-Intercept 40.69 40.09 41.50
PCR Efficiency 89.7 94.3 92.5
Table 4
Copy number Log O157 I-P1 O157 I-P2 O157 I-P3
0.E + 00        
5.E + 00 0.7   37.24  
5.E + 01 1.7 34.76 34.43 35.28
5.E + 02 2.7 30.86 30.95 32.30
5.E + 03 3.7 27.44 27.60 28.68
5.E + 04 4.7 23.74 23.75 24.94
5.E + 05 5.7 19.85 19.92 21.06
5.E + 06 6.7 16.94 16.95 18.17
Slope -3.60 -3.47 -3.51
Y-Intercept 40.69 40.09 41.50
PCR Efficiency 89.7 94.3 92.5
실시예 4: Example 4: E. coliE. coli O157:H7의 포괄성 테스트(inclusivity test) Inclusivity test of O157: H7
하기 표 4에 나타낸 총 63 종류의 E. coli O157:H7 종을 대상으로 실시예 3에서 사용한 프라이머 세트 및 프로브를 사용하여 포괄성(inclusivity)을 테스트하였다. 본 실시예에서는 10배의 LOD(limit of detection)인 50,000 cfu/ml 농도의 DNA를 주형으로 하여 실시간 PCR을 수행하였다. 도 2는 상기 실시간 PCR 반응에 의한 증폭 곡선을 나타낸 결과이다. 또한, 하기 표 5는 도 2의 증폭 곡선으로부터 Cp값을 계산하여 나타낸 결과이다. Inclusion was tested for a total of 63 E. coli 0157: H7 species shown in Table 4 using the primer sets and probes used in Example 3. In this example, real-time PCR was performed using DNA at a concentration of 50,000 cfu / ml, which is 10 times the limit of detection (LOD). Figure 2 is a result showing the amplification curve by the real-time PCR reaction. In addition, Table 5 below shows the results obtained by calculating the C p value from the amplification curve of FIG. 2.
하기 결과로부터 상기 프라이머 세트(서열번호 2 및 서열번호 7) 및 O157-I-P2(서열번호 13)의 프로브를 이용하여 실시간 PCR 반응을 수행하였을 때, E. coli O157:H7 63종 모두에서 PCR 산물이 검출되었으며(100%의 포괄도), 평균 Cp값은 32.57이었다.From the following results, when performing a real-time PCR reaction using the primer set (SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 7) and the O157-I-P2 (SEQ ID NO: 13), PCR in all 63 E. coli O157: H7 The product was detected (100% coverage) with an average C p value of 32.57.
표 5
STA # Serovar Name Cp RFU
0070010002 Escherichia coli O157:H7 33.47 7.095
0070010003 Escherichia coli O157:H7 33.42 7.359
0070010004 Escherichia coli O157:H7 32.72 7.722
0070010005 Escherichia coli O157:H7 32.78 7.682
0070010006 Escherichia coli O157:H7 32.64 7.389
0070010007 Escherichia coli O157:H7 32.31 7.342
0070010008 Escherichia coli O157:H7 31.74 7.543
0070010009 Escherichia coli O157:H7 32.87 7.032
0070010010 Escherichia coli O157:H7 32.06 7.373
0070010011 Escherichia coli O157:H7 32.20 7.527
0070010012 Escherichia coli O157:H7 32.27 7.800
0070010013 Escherichia coli O157:H7 32.46 8.125
0070010014 Escherichia coli O157:H7 31.87 7.713
0070010015 Escherichia coli O157:H7 31.64 8.183
0070010016 Escherichia coli O157:H7 32.16 7.659
0070010017 Escherichia coli O157:H7 32.14 7.494
0070010018 Escherichia coli O157:H7 33.23 7.254
0070010019 Escherichia coli O157:H7 32.26 7.727
0070010020 Escherichia coli O157:H7 33.07 7.766
0070010021 Escherichia coli O157:H7 32.15 7.747
0070010022 Escherichia coli O157:H7 32.43 7.924
0070010023 Escherichia coli O157:H7 32.97 7.623
0070010024 Escherichia coli O157:H7 32.98 8.065
0070010025 Escherichia coli O157:H7 32.50 7.776
0070010026 Escherichia coli O157:H7 32.52 7.003
0070010027 Escherichia coli O157:H7 32.16 7.488
0070010028 Escherichia coli O157:H7 32.26 7.518
0070010029 Escherichia coli O157:H7 32.71 7.882
0070010030 Escherichia coli O157:H7 31.79 7.802
0070010031 Escherichia coli O157:H7 32.57 7.793
0070010032 Escherichia coli O157:H7 32.54 7.716
0070010033 Escherichia coli O157:H7 32.57 7.740
0070010034 Escherichia coli O157:H7 32.64 6.956
0070010035 Escherichia coli O157:H7 33.56 7.468
0070010036 Escherichia coli O157:H7 33.66 8.055
0070010037 Escherichia coli O157:H7 32.68 7.995
0070010038 Escherichia coli O157:H7 32.77 7.776
0070010039 Escherichia coli O157:H7 32.77 8.037
0070010040 Escherichia coli O157:H7 32.62 7.587
0070010041 Escherichia coli O157:H7 32.19 7.394
0070010042 Escherichia coli O157:H7 32.63 7.140
0070010043 Escherichia coli O157:H7 32.87 7.261
0070010044 Escherichia coli O157:H7 32.54 7.772
0070010045 Escherichia coli O157:H7 32.45 8.123
0070010046 Escherichia coli O157:H7 32.46 8.123
0070010047 Escherichia coli O157:H7 32.90 7.642
0070010048 Escherichia coli O157:H7 32.47 7.667
0070010049 Escherichia coli O157:H7 32.19 7.597
0070010050 Escherichia coli O157:H7 32.92 6.996
0070010051 Escherichia coli O157:H7 32.67 7.148
0070010052 Escherichia coli O157:H7 33.00 7.598
0070010053 Escherichia coli O157:H7 31.62 7.996
0070010054 Escherichia coli O157:H7 32.85 7.610
0070010055 Escherichia coli O157:H7 32.76 7.759
0070010056 Escherichia coli O157:H7 32.33 7.615
0070010057 Escherichia coli O157:H7 32.91 7.675
0070010058 Escherichia coli O157:H7 32.53 7.092
0070010059 Escherichia coli O157:H7 32.78 7.333
0070010060 Escherichia coli O157:H7 32.62 8.023
0070010061 Escherichia coli O157:H7 32.02 8.274
0070010062 Escherichia coli O157:H7 32.21 7.933
0070010063 Escherichia coli O157:H7 32.86 7.769
0070010064 Escherichia coli O157:H7 32.70 7.782
Negative Control   0.637
Positive Control (100 copies O157 I fragment) 32.24 7.630
Table 5
STA # Serovar Name Cp RFU
0070010002 Escherichia coli O157: H7 33.47 7.095
0070010003 Escherichia coli O157: H7 33.42 7.359
0070010004 Escherichia coli O157: H7 32.72 7.722
0070010005 Escherichia coli O157: H7 32.78 7.682
0070010006 Escherichia coli O157: H7 32.64 7.389
0070010007 Escherichia coli O157: H7 32.31 7.342
0070010008 Escherichia coli O157: H7 31.74 7.543
0070010009 Escherichia coli O157: H7 32.87 7.032
0070010010 Escherichia coli O157: H7 32.06 7.373
0070010011 Escherichia coli O157: H7 32.20 7.527
0070010012 Escherichia coli O157: H7 32.27 7.800
0070010013 Escherichia coli O157: H7 32.46 8.125
0070010014 Escherichia coli O157: H7 31.87 7.713
0070010015 Escherichia coli O157: H7 31.64 8.183
0070010016 Escherichia coli O157: H7 32.16 7.659
0070010017 Escherichia coli O157: H7 32.14 7.494
0070010018 Escherichia coli O157: H7 33.23 7.254
0070010019 Escherichia coli O157: H7 32.26 7.727
0070010020 Escherichia coli O157: H7 33.07 7.766
0070010021 Escherichia coli O157: H7 32.15 7.747
0070010022 Escherichia coli O157: H7 32.43 7.924
0070010023 Escherichia coli O157: H7 32.97 7.623
0070010024 Escherichia coli O157: H7 32.98 8.065
0070010025 Escherichia coli O157: H7 32.50 7.776
0070010026 Escherichia coli O157: H7 32.52 7.003
0070010027 Escherichia coli O157: H7 32.16 7.488
0070010028 Escherichia coli O157: H7 32.26 7.518
0070010029 Escherichia coli O157: H7 32.71 7.882
0070010030 Escherichia coli O157: H7 31.79 7.802
0070010031 Escherichia coli O157: H7 32.57 7.793
0070010032 Escherichia coli O157: H7 32.54 7.716
0070010033 Escherichia coli O157: H7 32.57 7.740
0070010034 Escherichia coli O157: H7 32.64 6.956
0070010035 Escherichia coli O157: H7 33.56 7.468
0070010036 Escherichia coli O157: H7 33.66 8.055
0070010037 Escherichia coli O157: H7 32.68 7.995
0070010038 Escherichia coli O157: H7 32.77 7.776
0070010039 Escherichia coli O157: H7 32.77 8.037
0070010040 Escherichia coli O157: H7 32.62 7.587
0070010041 Escherichia coli O157: H7 32.19 7.394
0070010042 Escherichia coli O157: H7 32.63 7.140
0070010043 Escherichia coli O157: H7 32.87 7.261
0070010044 Escherichia coli O157: H7 32.54 7.772
0070010045 Escherichia coli O157: H7 32.45 8.123
0070010046 Escherichia coli O157: H7 32.46 8.123
0070010047 Escherichia coli O157: H7 32.90 7.642
0070010048 Escherichia coli O157: H7 32.47 7.667
0070010049 Escherichia coli O157: H7 32.19 7.597
0070010050 Escherichia coli O157: H7 32.92 6.996
0070010051 Escherichia coli O157: H7 32.67 7.148
0070010052 Escherichia coli O157: H7 33.00 7.598
0070010053 Escherichia coli O157: H7 31.62 7.996
0070010054 Escherichia coli O157: H7 32.85 7.610
0070010055 Escherichia coli O157: H7 32.76 7.759
0070010056 Escherichia coli O157: H7 32.33 7.615
0070010057 Escherichia coli O157: H7 32.91 7.675
0070010058 Escherichia coli O157: H7 32.53 7.092
0070010059 Escherichia coli O157: H7 32.78 7.333
0070010060 Escherichia coli O157: H7 32.62 8.023
0070010061 Escherichia coli O157: H7 32.02 8.274
0070010062 Escherichia coli O157: H7 32.21 7.933
0070010063 Escherichia coli O157: H7 32.86 7.769
0070010064 Escherichia coli O157: H7 32.70 7.782
Negative Control 0.637
Positive Control (100 copies O157 I fragment) 32.24 7.630
상기 결과는 본 발명에 따른 프라이머 및 프로브가 높은 민감도로 테스트한 모든 E. coli O157:H7 종을 검출할 수 있음을 보여준다.The results show that the primers and probes according to the invention can detect all E. coli 0157: H7 species tested with high sensitivity.
실시예 5: Example 5: E. coliE. coli O157:H7의 배타성 테스트(exclusivity test) Exclusivity test of O157: H7
하기 표 6 내지 표 8에 나타낸 총 59 종류의 비-E. coli O157:H7 종을 대상으로 실시예 3에서 사용한 프라이머 세트 및 프로브를 사용하여 포괄성(exclusivity)을 테스트하였다. A total of 59 non- E. Coli 0157: H7 species shown in Tables 6 to 8 were tested for exclusivity using the primer sets and probes used in Example 3.
최대 밀도 배양 (약 2x109 cfu/mL)로부터의 DNA를 주형으로 하여 실시간 PCR을 수행하였다. 도 3a 내지 도 3c는 각각, 하기 표 6 내지 표 8에 개시된 각각의 종에 대해 실시간 PCR 반응에 의한 증폭 곡선을 나타낸 결과이다. 또한, 하기 표 5a 내지 표 5c는 도 3a 내지 도 3c의 증폭 곡선으로부터 Cp값을 계산하여 나타낸 결과이다.Real time PCR was performed using DNA from the maximal density culture (about 2 × 10 9 cfu / mL) as a template. 3A to 3C show the amplification curves by real-time PCR reactions for each species shown in Tables 6 to 8, respectively. In addition, Tables 5a to 5c are the results obtained by calculating the C p values from the amplification curves of FIGS. 3a to 3c.
하기 결과로부터 상기 프라이머 세트(서열번호 2 및 서열번호 7) 및 O157-I-P2(서열번호 13)의 프로브를 이용하여 실시간 PCR 반응을 수행하였을 때, 58 종의 비-E. coli O157:H7 종에서 PCR 산물이 검출되지 않았다(98.3%의 배타도). 본 실시예에서 교차-반응이 나타난 E. coli O55:H7 종은, E. coli O157:H7 종로부터 유래한 것이기 때문에 상기 프라이머 세트 및 카타클리브 프로브로부터 PCR 산물이 생성된 것으로 생각된다.From the following results, when performing a real-time PCR reaction using the primer set (SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 7) and the probe of O157-I-P2 (SEQ ID NO: 13), 58 non- E. Coli O157: H7 No PCR product was detected in the species (98.3% exclusivity). The E. coli O55: H7 species, which showed cross-reaction in this example, are derived from the E. coli O157: H7 species, so it is believed that the PCR product was generated from the primer set and the cataclibe probe.
표 6
  O157 I (TYE563)
STA # Serovar Name Cp RFU
0020010001 Aeromonas caviae   0.644
0020020001 Aeromonas hydrophila   0.652
0040010001 Citrobacter amalonaticus   0.648
0040020001 Citrobacter braakii   0.614
0040030001 Citrobacter freundii   0.611
0040040001 Citrobacter youngae   0.614
0050010001 Edwardsiella tarda   0.603
0060010001 Enterobacter aerogenes   0.580
0060020001 Enterobacter cancerogenous   0.617
0060030001 Enterobacter cloacae   0.645
0060040001 Enterobacter intermedia   0.661
0060050001 Enterobacter sakazakii   0.656
0070010001 Escherichia coli   0.644
0070020001 Escherichia fergusonii   0.605
0070030001 Escherichia vulneris   0.620
0080010001 Klebsiella pneumoniae   0.619
0090010001 Morganella morganii   0.670
0100010001 Proteus hauseri   0.706
0100020001 Proteus mirabilis   0.666
0100030001 Proteus vulgaris   0.673
0110010001 Pseudomonas aeruginosa   0.634
0110020001 Pseudomonas putida   0.794
0120010001 Serratia marcescens   0.631
0130010001 Shigella dysenteriae   0.617
0130020001 Shigella flexneri   0.627
0130030001 Shigella sonnei   0.647
0140010001 Vibrio cholera   0.707
0150010001 Yersinia enterocolitica   0.652
Campylobacter jejuni genomic DNA (1 mg)   0.766
Negative control   0.651
Positive Control (1x103 copies O157 I fragment) 28.77 5.667
Table 6
O157 I (TYE563)
STA # Serovar Name Cp RFU
0020010001 Aeromonas caviae   0.644
0020020001 Aeromonas hydrophila   0.652
0040010001 Citrobacter amalonaticus   0.648
0040020001 Citrobacter braakii   0.614
0040030001 Citrobacter freundii   0.611
0040040001 Citrobacter youngae   0.614
0050010001 Edwardsiella tarda   0.603
0060010001 Enterobacter aerogenes   0.580
0060020001 Enterobacter cancerogenous   0.617
0060030001 Enterobacter cloacae   0.645
0060040001 Enterobacter intermedia   0.661
0060050001 Enterobacter sakazakii   0.656
0070010001 Escherichia coli   0.644
0070020001 Escherichia fergusonii   0.605
0070030001 Escherichia vulneris   0.620
0080010001 Klebsiella pneumoniae   0.619
0090010001 Morganella morganii   0.670
0100010001 Proteus hauseri   0.706
0100020001 Proteus mirabilis   0.666
0100030001 Proteus vulgaris   0.673
0110010001 Pseudomonas aeruginosa   0.634
0110020001 Pseudomonas putida   0.794
0120010001 Serratia marcescens   0.631
0130010001 Shigella dysenteriae   0.617
0130020001 Shigella flexneri   0.627
0130030001 Shigella sonnei   0.647
0140010001 Vibrio cholera   0.707
0150010001 Yersinia enterocolitica   0.652
Campylobacter jejuni genomic DNA (1 mg)   0.766
Negative control 0.651
Positive Control (1x10 3 copies O157 I fragment) 28.77 5.667
표 7
  O157 I (TYE563)
STA # Serovar Name Cp RFU
0070040001 Escherichia coli O157:H1   0.743
0070050001 Escherichia coli O157:H2   0.755
0070060001 Escherichia coli O157:H4   0.718
0070070001 Escherichia coli O157:H5   0.726
0070080001 Escherichia coli O157:H11   0.763
0070090001 Escherichia coli O157:H12   0.754
0070100001 Escherichia coli O157:H15   0.781
0070110001 Escherichia coli O157:H16   0.753
0070120001 Escherichia coli O157:H18   0.775
0070130001 Escherichia coli O157:H19   0.763
0070150001 Escherichia coli O157:H29   0.766
0070160001 Escherichia coli O157:H42   0.675
0070170001 Escherichia coli O157:H43   0.680
0070190001 Escherichia coli O157:H45   0.711
0070200001 Escherichia coli O157:HNM   0.708
0070210001 Escherichia coli O157:HN   0.707
0070230001 Escherichia coli O55:H7 17.88 6.078
0070240001 Escherichia coli O91:HNM   0.676
0070250001 Escherichia coli O111:H12   0.760
0070270001 Escherichia coli O117:H4   0.739
0070280001 Escherichia coli O103:H2   0.785
0070290001 Escherichia coli O115:HNM   0.731
0070300001 Escherichia coli O118:H12   0.704
0070310001 Escherichia coli O121:HNM   0.775
0070320001 Escherichia coli O142:HNM   0.800
0070330001 Escherichia coli O145:HNM   0.706
0070340001 Escherichia coli O146:H21   0.694
0070350001 Escherichia coli O163:H19   0.739
Negative Control   0.687
Positive Control (10000 copies O157 I fragment) 25.36 6.394
TABLE 7
O157 I (TYE563)
STA # Serovar Name Cp RFU
0070040001 Escherichia coli O157: H1   0.743
0070050001 Escherichia coli O157: H2   0.755
0070060001 Escherichia coli O157: H4   0.718
0070070001 Escherichia coli O157: H5   0.726
0070080001 Escherichia coli O157: H11   0.763
0070090001 Escherichia coli O157: H12   0.754
0070100001 Escherichia coli O157: H15   0.781
0070110001 Escherichia coli O157: H16   0.753
0070120001 Escherichia coli O157: H18   0.775
0070130001 Escherichia coli O157: H19   0.763
0070150001 Escherichia coli O157: H29   0.766
0070160001 Escherichia coli O157: H42   0.675
0070170001 Escherichia coli O157: H43   0.680
0070190001 Escherichia coli O157: H45   0.711
0070200001 Escherichia coli O157: HNM   0.708
0070210001 Escherichia coli O157: HN   0.707
0070230001 Escherichia coli O55: H7 17.88 6.078
0070240001 Escherichia coli O91: HNM   0.676
0070250001 Escherichia coli O111: H12   0.760
0070270001 Escherichia coli O117: H4   0.739
0070280001 Escherichia coli O103: H2   0.785
0070290001 Escherichia coli O115: HNM   0.731
0070300001 Escherichia coli O118: H12   0.704
0070310001 Escherichia coli O121: HNM   0.775
0070320001 Escherichia coli O142: HNM   0.800
0070330001 Escherichia coli O145: HNM   0.706
0070340001 Escherichia coli O146: H21   0.694
0070350001 Escherichia coli O163: H19   0.739
Negative Control 0.687
Positive Control (10000 copies O157 I fragment) 25.36 6.394
표 8
  O157 I (TYE563)
STA # Serovar Name Cp RFU
0070220001 Escherichia coli O26:H11   0.692
0070260001 Escherichia coli O111:H8   0.633
TSB only   0.684
Positive Control (1e7 copies O157 I fragment) 17.74 6.293
Table 8
O157 I (TYE563)
STA # Serovar Name Cp RFU
0070220001 Escherichia coli O26: H11   0.692
0070260001 Escherichia coli O111: H8   0.633
TSB only 0.684
Positive Control (1e7 copies O157 I fragment) 17.74 6.293
상기 실시예 1 내지 5의 결과로부터 상기 프라이머 세트 및 프로브를 이용하면, 기존의 방법에 비해 더 적은 양의 시료만으로도 E. coli O157:H7을 효율적으로 검출할 수 있으며, 한 세트의 프라이머 세트 및 프로브로부터 다양한 종의 E. coli O157:H7을 한번에 검출할 수 있으므로, 검체로부터 E. coli O157:H7를 검출하는데 시간과 노력을 절감할 수 있다는 사실을 알 수 있다.Using the primer sets and probes from the results of Examples 1 to 5, E. coli O157: H7 can be efficiently detected with a smaller amount of samples compared to the conventional methods, and a set of primer sets and probes can be detected. It can be seen that since E. coli O157: H7 of various species can be detected at one time, it can save time and effort in detecting E. coli O157: H7 from a sample.
본 명세서에서 개시한 어떠한 특허, 특허 출원, 공개 또는 다른 개시 자료는 그 전체로 본 명세서에 참조로서 삽입된다. 여기서 참조로서 삽입된다고 한 어떠한 자료 또는 그의 일부가 본 명세서의 정의, 진술 또는 기타 개시 자료와 모순되는 경우, 삽입된 자료와 현재 개시 자료 사이에 모순되지 않는 정도로만 삽입되는 것으로 해석된다.Any patent, patent application, publication or other disclosure material disclosed herein is incorporated herein by reference in its entirety. Where any material, or portions thereof, incorporated herein by reference is inconsistent with the definitions, statements, or other disclosures herein, it is to be construed to be inserted only to the extent that there is no contradiction between the inserted materials and the current disclosure.

Claims (20)

  1. (a) 서열번호 16, 3, 4, 또는 6의 염기 서열 중 10개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제1 프라이머;(a) a first primer comprising at least 10 consecutive nucleotides of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 16, 3, 4, or 6;
    (b) 서열번호 7, 8, 9, 10 또는 11의 염기 서열 중 10개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제2 프라이머; 및(b) a second primer comprising at least 10 contiguous nucleotides of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 7, 8, 9, 10 or 11; And
    (c) E. coli. O157:H7의 표적 유전자와 실질적으로 상보적인 RNA 서열 및 DNA 서열을 포함하며, 검출가능한 표지가 연결된 프로브를 포함하는, 시료 중 E. coli O157:H7을 검출하기 위한 키트.(c) E. coli. A kit for detecting E. coli 0157: H7 in a sample, comprising a probe linked to a detectable label, comprising an RNA sequence and a DNA sequence substantially complementary to a target gene of O157: H7.
  2. 제1항에 있어서, 상기 E. coli. O157:H7의 표적 유전자는 서열번호 15의 염기 서열을 갖는 폴리뉴클레오티드 또는 그의 단편인 것인 키트.The method of claim 1, wherein the E. coli. The target gene of O157: H7 is a polynucleotide having a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 15, or a fragment thereof.
  3. 제1항에 있어서, 상기 키트는,The method of claim 1, wherein the kit,
    (d) E. coli O157:H7의 PCR 단편을 생성하기 위해, 표적 DNA 서열의 PCR 증폭을 위한 증폭 활성; 및(d) amplification activity for PCR amplification of the target DNA sequence to generate a PCR fragment of E. coli 0157: H7; And
    (e) RNase H 활성을 더 포함하는 것인 키트.(e) Kit further comprising RNase H activity.
  4. 제1항에 있어서, 상기 키트는 양성, 내부, 및 음성 대조군을 더 포함하는 것인 키트.The kit of claim 1, wherein the kit further comprises a positive, internal, and negative control.
  5. 제4항에 있어서, 상기 키트는 우라실-N-글리코실라제를 더 포함하는 것인 키트. The kit of claim 4, wherein the kit further comprises uracil-N-glycosylase.
  6. 제1항에 있어서, 상기 검출가능한 표지는 형광 표지인 것인 키트.The kit of claim 1, wherein the detectable label is a fluorescent label.
  7. 제1항에 있어서, 상기 프로브는 FRET(fluorescence resonance energy transfer) 쌍으로 표지된 것인 키트.The kit of claim 1, wherein the probe is labeled with a fluorescence resonance energy transfer (FRET) pair.
  8. 제1항에 있어서, 상기 프로브는 고체 지지체에 고정화된 것인 키트.The kit of claim 1, wherein the probe is immobilized on a solid support.
  9. 제1항에 있어서, 상기 프로브는 용액 내에 부유 상태(free form)로 존재하는 것인 키트.The kit of claim 1, wherein the probe is in free form in solution.
  10. 제3항에 있어서, 상기 RNase H 활성은 열안정성 RNase H 활성인 것인 키트.The kit of claim 3, wherein the RNase H activity is thermostable RNase H activity.
  11. 제3항에 있어서, 상기 RNase H 활성은 핫 스타트(hot start) RNase H 활성인 것인 키트.The kit of claim 3, wherein the RNase H activity is hot start RNase H activity.
  12. 제1항에 있어서, 상기 프로브는 서열번호 17 또는 서열번호 18의 서열을 포함하는 것인 키트:The kit of claim 1, wherein the probe comprises a sequence of SEQ ID NO: 17 or SEQ ID NO: 18:
    ATAGGCTTGAAGCAGTGCAX1 (서열번호 17), 상기 X1은 존재하지 않거나 T이며, 상기 서열번호 17의 염기 서열에서 9 내지 14번째 위치에 존재하는 뉴클레오티드 중 3개 이상은 리보뉴클레오티드이며,ATAGGCTTGAAGCAGTGCAX 1 (SEQ ID NO: 17), wherein X 1 is absent or T, at least 3 of the nucleotides present in positions 9 to 14 of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 17 are ribonucleotides,
    TCAGAGCATGGAAATAAAACTT (서열번호 18), 상기 서열번호 18의 염기 서열에서 10 내지 14번째 위치에 존재하는 뉴클레오티드 중 3개 이상은 리보뉴클레오티드이다.TCAGAGCATGGAAATAAAACTT (SEQ ID NO: 18), three or more of the nucleotides present in positions 10 to 14 of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 18 are ribonucleotides.
  13. 제1항에 있어서, 상기 프로브는 하기 서열번호 12 내지 서열번호 14의 올리고뉴클레오티드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것인 키트:The kit of claim 1, wherein the probe is one or more selected from the group consisting of oligonucleotides of SEQ ID NO: 12 to SEQ ID NO: 14
    ATAGGCTTrGrArArGCAGTGCA (서열번호 12), 상기 서열번호 12의 염기 서열에서 9 내지 12번째 위치에 존재하는 rG 및 rA는 각각 리보뉴클레오티드이고,ATAGGCTTrGrArArGCAGTGCA (SEQ ID NO: 12), rG and rA present at positions 9-12 in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12 are each ribonucleotides,
    ATAGGCTTrGrArArGCAGTGCAT (서열번호 13), 상기 서열번호 13의 염기 서열에서 9 내지 12번째 위치에 존재하는 rG 및 rA는 각각 리보뉴클레오티드이며,ATAGGCTTrGrArArGCAGTGCAT (SEQ ID NO: 13), rG and rA present in positions 9 to 12 of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13 are each ribonucleotides,
    TCAGAGCATGrGrArArATAAAACTT (서열번호 14), 상기 서열번호 14의 염기 서열에서 11 내지 14번째 위치에 존재하는 rG 및 rA는 각각 리보뉴클레오티드이다.TCAGAGCATGrGrArArATAAAACTT (SEQ ID NO: 14), rG and rA present in positions 11 to 14 of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 14 are ribonucleotides, respectively.
  14. (a) 시료 중 E. coli O157:H7의 표적 핵산을 증폭하여 상기 표적 핵산의 카피수를 증가시키는 단계로서, 상기 증폭은 서열번호 16, 3, 4, 또는 6의 염기 서열 중 10개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 7, 8, 9, 10 또는 11의 염기 서열 중 10개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제2 프라이머를 상기 시료 중에서 표적 핵산과 혼성화시켜 상기 표적 핵산 및 상기 프라이머의 혼성화된 산물을 얻고, 주형-의존성 핵산 폴리머라제를 사용하여 상기 혼성화된 산물의 제1 프라이머 및 제2 프라이머를 확장하여 확장된 프라이머 산물을 생성하는 것을 포함하는 단계;(a) amplifying a target nucleic acid of E. coli 0157: H7 in a sample to increase the copy number of the target nucleic acid, wherein the amplification is performed by at least 10 consecutive sequences of SEQ ID NOs: 16, 3, 4, or 6; A first primer comprising a nucleotide and a second primer comprising at least 10 consecutive nucleotides among the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 7, 8, 9, 10 or 11 by hybridizing with the target nucleic acid in the sample to the target nucleic acid and the Obtaining a hybridized product of the primers and expanding the first and second primers of the hybridized product using a template-dependent nucleic acid polymerase to produce an expanded primer product;
    (b) 상기 표적 핵산과 혼성화될 수 있는 하나 이상의 프로브 올리고뉴클레오티드와 상기 표적 핵산을 혼성화하여 표적 핵산:프로브 올리고뉴클레오티드의 혼성화 산물을 얻는 단계로서, 상기 프로브는 DNA 서열 및 RNA 서열을 포함하며, 검출가능한 표지가 연결된 것인 단계; (b) hybridizing the target nucleic acid with one or more probe oligonucleotides that can hybridize with the target nucleic acid to obtain a hybridization product of the target nucleic acid: probe oligonucleotide, wherein the probe comprises a DNA sequence and an RNA sequence and is detected Possible markers are linked;
    (c) 상기 표적 핵산:프로브 올리고뉴클레오티드의 혼성화된 산물과 RNase H를 접촉시켜 상기 프로브를 절단시키는 단계; 및(c) cleaving the probe by contacting RNase H with the hybridized product of the target nucleic acid : probe oligonucleotide; And
    (d) 상기 프로브 상의 표지로부터 신호 방출의 증가를 검출하는 단계로서, 상기 신호의 증가는 시료 중 E. coli O157:H7 핵산이 존재함을 나타내는 것인 단계를 포함하는 시료 중 E. coli O157:H7을 검출하는 방법.(d) the method comprising: detecting an increase in the signal emitted from the marker on the probe, an increase in the signal samples of the E. coli O157: the sample containing the step to indicate that a nucleic acid existing H7 E. coli O157: How to detect H7.
  15. 제14항에 있어서, 상기 프로브 올리고뉴클레오티드는 서열번호 17 또는 서열번호 18의 올리고뉴클레오티드인 것인 방법:The method of claim 14, wherein the probe oligonucleotide is an oligonucleotide of SEQ ID NO: 17 or SEQ ID NO: 18.
    ATAGGCTTGAAGCAGTGCAX1 (서열번호 17), 상기 X1은 존재하지 않거나 T이며, 상기 서열번호 17의 염기 서열에서 9 내지 14번째 위치에 존재하는 뉴클레오티드 중 3개 이상은 리보뉴클레오티드이며,ATAGGCTTGAAGCAGTGCAX 1 (SEQ ID NO: 17), wherein X 1 is absent or T, at least 3 of the nucleotides present in positions 9 to 14 of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 17 are ribonucleotides,
    TCAGAGCATGGAAATAAAACTT (서열번호 18), 상기 서열번호 18의 염기 서열에서 10 내지 14번째 위치에 존재하는 뉴클레오티드 중 3개 이상은 리보뉴클레오티드이다. TCAGAGCATGGAAATAAAACTT (SEQ ID NO: 18), three or more of the nucleotides present in positions 10 to 14 of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 18 are ribonucleotides.
  16. 제15항에 있어서, 상기 프로브 올리고뉴클레오티드는 하기 서열번호 12 내지 서열번호 14의 올리고뉴클레오티드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것인 방법:The method of claim 15, wherein the probe oligonucleotide is one or more selected from the group consisting of oligonucleotides of SEQ ID NO: 12 to SEQ ID NO: 14
    ATAGGCTTrGrArArGCAGTGCA (서열번호 12), 상기 서열번호 12의 염기 서열에서 9 내지 12번째 위치에 존재하는 rG 및 rA는 각각 리보뉴클레오티드이고,ATAGGCTTrGrArArGCAGTGCA (SEQ ID NO: 12), rG and rA present at positions 9-12 in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12 are each ribonucleotides,
    ATAGGCTTrGrArArGCAGTGCAT (서열번호 13), 상기 서열번호 13의 염기 서열에서 9 내지 12번째 위치에 존재하는 rG 및 rA는 각각 리보뉴클레오티드이며,ATAGGCTTrGrArArGCAGTGCAT (SEQ ID NO: 13), rG and rA present in positions 9 to 12 of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13 are each ribonucleotides,
    TCAGAGCATGrGrArArATAAAACTT (서열번호 14), 상기 서열번호 14의 염기 서열에서 11 내지 14번째 위치에 존재하는 rG 및 rA는 각각 리보뉴클레오티드이다,TCAGAGCATGrGrArArATAAAACTT (SEQ ID NO: 14), rG and rA present in positions 11 to 14 of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 14 are each a ribonucleotide,
  17. 제14항에 있어서, 상기 검출가능한 표지는 FRET 쌍인 것인 방법.The method of claim 14, wherein the detectable label is a FRET pair.
  18. 제14항에 있어서, 상기 증폭은 폴리머라제 Chain Reaction, Ligase Chain Reaction, Self-Sustained 서열 Replication, Strand Displacement Amplification, Transcriptional Amplification System, Q-Beta Replicase, Nucleic Acid 서열 Based Amplification, Cleavage Fragment Length Polymorphism, Isothermal and Chimeric primer-initiated Amplification of Nucleic Acid, and Ramification-extension Amplification 방법으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법에 의한 것인 방법.15. The method according to claim 14, wherein the amplification is polymerase Chain Reaction, Ligase Chain Reaction, Self-Sustained Sequence Replication, Strand Displacement Amplification, Transcriptional Amplification System, Q-Beta Replicase, Nucleic Acid Sequence Based Amplification, Cleavage Fragment Length Polymorphism, Isothermal and Chimeric primer-initiated Amplification of Nucleic Acid, and Ramification-extension Amplification method.
  19. 제14항에 있어서, 상기 a), b) 및 c) 단계는 동시에 또는 순차적으로 수행되는 것인 방법.The method of claim 14, wherein steps a), b) and c) are performed simultaneously or sequentially.
  20. (a) 역전사 효소 활성 및 역방향 증폭 프라이머의 존재 하에 E. coli O157:H7 표적 RNA를 역전사하여 표적 RNA의 표적 cDNA를 생성하는 단계;(a) reverse transcripting E. coli 0157: H7 target RNA in the presence of reverse transcriptase activity and reverse amplification primers to generate target cDNA of the target RNA;
    (b) 시료 중 E. coli O157:H7의 표적 cDNA를 증폭하여 상기 표적 핵산의 카피수를 증가시키는 단계로서, 상기 증폭은 서열번호 16, 3, 4, 또는 6의 염기 서열 중 10개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제1 프라이머 및 서열번호 7, 8, 9, 10 또는 11의 염기 서열 중 10개 이상의 연속적인 뉴클레오티드를 포함하는 제2 프라이머를 상기 시료 중에서 표적 핵산과 혼성화시켜 상기 표적 핵산 및 상기 프라이머의 혼성화된 산물을 얻고, 주형-의존성 핵산 폴리머라제를 사용하여 상기 혼성화된 산물의 제1 프라이머 및 제2 프라이머를 확장하여 확장된 프라이머 산물을 생성하는 것을 포함하는 단계;(b) amplifying the target cDNA of E. coli 0157: H7 in the sample to increase the copy number of the target nucleic acid, the amplification being at least 10 consecutive sequences of SEQ ID NOs: 16, 3, 4, or 6 A first primer comprising a nucleotide and a second primer comprising at least 10 consecutive nucleotides among the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 7, 8, 9, 10 or 11 by hybridizing with the target nucleic acid in the sample to the target nucleic acid and the Obtaining a hybridized product of the primers and expanding the first and second primers of the hybridized product using a template-dependent nucleic acid polymerase to produce an expanded primer product;
    (c) 상기 표적 cDNA와 실질적으로 상보적인 하나 이상의 프로브 올리고뉴클레오티드와 상기 표적 핵산을 혼성화하여 표적 핵산:프로브 올리고뉴클레오티드의 혼성화 산물을 얻는 단계로서, 상기 프로브는 DNA 서열 및 RNA 서열을 포함하며, 검출가능한 표지가 연결된 것인 단계; (c) hybridizing the target nucleic acid with at least one probe oligonucleotide substantially complementary to the target cDNA to obtain a hybridization product of a target nucleic acid: probe oligonucleotide, wherein the probe comprises a DNA sequence and an RNA sequence, and detects Possible markers are linked;
    (d) 상기 표적 핵산:프로브 올리고뉴클레오티드의 혼성화된 산물과 RNase H를 접촉시켜 상기 프로브를 절단시키는 단계; 및(d) cleaving the probe by contacting RNase H with the hybridized product of the target nucleic acid : probe oligonucleotide; And
    (e) 상기 프로브 상의 표지로부터 신호 방출의 증가를 검출하는 단계로서, 상기 신호의 증가는 시료 중 E. coli O157:H7 RNA가 존재함을 나타내는 것인 단계를 포함하는 시료 중 E. coli O157:H7을 검출하는 방법.(e) the method comprising: detecting an increase in the signal emitted from the marker on the probe, an increase in the signal samples of the E. coli O157: the sample containing the step would indicate that the RNA present H7 E. coli O157: How to detect H7.
PCT/KR2011/009138 2011-11-29 2011-11-29 Oligonucleotide for detecting e. coli o157:h7 and usage of same WO2013081202A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2011/009138 WO2013081202A1 (en) 2011-11-29 2011-11-29 Oligonucleotide for detecting e. coli o157:h7 and usage of same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2011/009138 WO2013081202A1 (en) 2011-11-29 2011-11-29 Oligonucleotide for detecting e. coli o157:h7 and usage of same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013081202A1 true WO2013081202A1 (en) 2013-06-06

Family

ID=48535637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2011/009138 WO2013081202A1 (en) 2011-11-29 2011-11-29 Oligonucleotide for detecting e. coli o157:h7 and usage of same

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2013081202A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107817228A (en) * 2017-06-30 2018-03-20 四川农业大学 To E.coli O157:H7 exempts from enzyme and exempts from the detection method of fluorescence labeling
WO2022086140A1 (en) * 2020-10-20 2022-04-28 에스티팜 주식회사 Oligonucleotide for 5'-capped rna synthesis

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FORTIN, N. Y. ET AL.: "Use of real-time polymerase chain reaction and molecular beacons for the detection of Escherichia coli 0157:H7", ANALYTICAL BIOCHEMISTRY, vol. 289, no. 2, 15 February 2001 (2001-02-15), pages 281 - 288 *
HARVEY, J. J. ET AL.: "Characterization and applications of CataCleave probe in real-time detection assays", ANALYTICAL BIOCHEMISTRY, vol. 333, no. 2, 15 October 2004 (2004-10-15), pages 246 - 255 *
IBEKWE, A. M. ET AL.: "Detection and quantification of Escherichia coli 0157:H7 in environmental samples by real-time PCR", JOURNAL OF APPLIED MICROBIOLOGY., vol. 94, no. 3, 2003, pages 421 - 431 *
OBERST, R. D. ET AL.: "PCR-based DNA amplification and presumptive detection of Escherichia coli 0157:H7 with an internal fluorogenic probe and the 5' nuclease (Taqman) assay", APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY., vol. 64, no. 9, September 1998 (1998-09-01), pages 3389 - 3396 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107817228A (en) * 2017-06-30 2018-03-20 四川农业大学 To E.coli O157:H7 exempts from enzyme and exempts from the detection method of fluorescence labeling
CN107817228B (en) * 2017-06-30 2022-06-14 四川农业大学 Detection method for E.coli O157H 7 immune enzyme and fluorescence label
WO2022086140A1 (en) * 2020-10-20 2022-04-28 에스티팜 주식회사 Oligonucleotide for 5'-capped rna synthesis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7210203B2 (en) Method for multiplexing recombinase polymerase amplification
US8524451B2 (en) Method for real-time detection of Salmonella in food using a cleavable chimeric probe
US20120052492A1 (en) Oligonucleotides for detecting listeria spp. and use thereof
WO2015126078A1 (en) Method for detecting nucleic acid using asymmetric isothermal amplification of nucleic acid and signal probe
US20120052495A1 (en) Oligonucleotides for detecting listeria monocytogenes and use thereof
WO2013168924A1 (en) Nucleic acid detection by oligonucleotide probes cleaved by both exonuclease and endonuclease
US20120045747A1 (en) Kit for detecting hepatitis b virus and method for detecting hepatitis b virus using the same
US11479826B2 (en) Nucleic acids and methods for the detection of Enterobacter sakazakii (Cronobacter spp.)
EP3559273B1 (en) Cobra probes to detect a marker for epidemic ribotypes of clostridium difficile
US20120052482A1 (en) Kit for detecting hepatitis c virus and method of detecting hepatitis c virus using the same
KR102146523B1 (en) An enhanced amplication of target nucleic acid
WO2013081202A1 (en) Oligonucleotide for detecting e. coli o157:h7 and usage of same
US8148511B2 (en) Methods and compositions for the detection and quantification of E. coli and Enterococcus
KR20120021265A (en) Oligonucleotides for detecting e. coli o157:h7 strains and use thereof
US9163289B2 (en) Kit for detecting HIV-1 and method for detecting HIV-1 using the same
KR20120021264A (en) Oligonucleotides for detecting listeria species and use thereof
US20130029316A1 (en) Method for real-time detection of west nile virus using a cleavable chimeric probe
US9657354B2 (en) Assay for Chlamydia trachomatis by amplification and detection of Chlamydia trachomatis PMPA gene
US20120052497A1 (en) Method of simultaneously amplifying target sequences from salmonella spp. and e. coli o157:h7 and kit therefor
US20240117448A1 (en) Detecting cronobacter with helicase-dependent amplification assay
WO2013081199A1 (en) Kit for detecting hepatitis b virus and method for detecting hepatitis b virus using same
WO2013081198A1 (en) Kit for detecting hepatitis c virus and method for detecting hepatitis c virus using same
WO2013081200A1 (en) Kit for detecting hiv-2, and method for detecting hiv-2 using same
US20120052500A1 (en) Kit for detecting chlamydia trachomatis strains and method for detecting chlamydia trachomatis strains using the same
JP2017521083A (en) Sequence for detecting Listeria monocytogenes and use of this sequence

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11876461

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11876461

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1