WO2019022520A1 - 핵산 복합체 페어, 경쟁 구조체, 이를 이용한 pcr 키트 - Google Patents

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    • C12Q2600/166—Oligonucleotides used as internal standards, controls or normalisation probes

Definitions

  • An embodiment relates to a nucleic acid complex pair.
  • An embodiment relates to a method for detecting a target using a nucleic acid complex pair.
  • Embodiments relate to competing structures used with nucleic acid complex pairs.
  • An embodiment relates to a PCR kit comprising a nucleic acid complex pair and a competitive construct.
  • Molecular diagnostics is a field of diagnosing diseases by analyzing genes, which is the highest growth rate among the in vitro diagnostic fields.
  • the rapid spread of new viruses which are presumed to be due to environmental pollution and climate change, has the greatest accuracy of diagnosis in the field of in vitro diagnostics and the advantage of being able to quickly detect the presence of new viruses
  • Much research on molecular diagnostics continues.
  • DNA sequencing and polymerase chain reaction are mainly used. Since the cost of equipment for DNA sequencing is still high and the target can not be detected more rapidly than the PCR test, the majority of small and medium hospitals, large hospitals and health examination centers The PCR test for the sample is carried out to diagnose the disease of the patient.
  • one kind of target is detected in one PCR tube, or a plurality of fluorescence channels are designed to emit light in accordance with presence or absence of different targets using a probe, and one PCR It was possible to simultaneously perform target detection of the kind corresponding to the number of fluorescent channels in the tube.
  • the PCR method for detecting one kind of target in one PCR tube waste of the reagent is serious, and the time required and the labor cost involved are considerable.
  • the PCR method using a probe designed to emit light in accordance with the presence or absence of different targets of a plurality of fluorescent channels has a problem that the design of the probe is difficult and the reactivity is poor.
  • the example provides a simple designed nucleic acid complex pair that can be used for target detection in a sample.
  • An embodiment provides a PCR kit comprising a nucleic acid complex pair capable of detecting plural kinds of targets per fluorescence channel.
  • a first nucleic acid complex comprising a first determinant as a primer for a first target DNA, and a first tag portion; And a second nucleic acid complex comprising a first nucleic acid complex and a second nucleic acid complex having a sequence complementary to the first tag portion, and a second crystal portion serving as a primer for the second target DNA, and a second tag portion having a sequence complementary to the first tag portion.
  • PCR comprising: a first additional sequence having a sequence complementary to a nucleotide sequence of at least a part of the nucleotide sequence of the first determinant; And a second additional sequence part having a sequence complementary to a base sequence of at least a part of the base sequence of the first tag part.
  • a nucleic acid complex pair according to an embodiment can perform target detection in a sample using a dissociation temperature of a tag having a complementary binding.
  • the PCR kit according to the embodiment can be used to perform a plurality of types of target detection per fluorescence channel, including a plurality of kinds of nucleic acid conjugate pairs designed to differentiate the dissociation temperature of a tag.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a nucleic acid complex 1 according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the positional relationship among the components of the nucleic acid complex 1 according to one embodiment of the present application.
  • 3 is a view for explaining the nucleic acid complex 1 according to the first embodiment of the present application.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the positional relationship among the components of the nucleic acid complex 1 according to one embodiment of the present application.
  • 5 is a diagram for explaining the nucleic acid complex 1 according to the second embodiment of the present application.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the positional relationship among the components of the nucleic acid complex 1 according to one embodiment of the present application.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the nucleic acid complex 1 according to the third embodiment of the present application.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the positional relationship among the components of the nucleic acid complex 1 according to one embodiment of the present application.
  • FIG 9 is a view for explaining a nucleic acid complex pair 10 according to an embodiment of the present application.
  • FIGS. 10 and 11 are views for explaining the operation of the first determination unit 111 and the second determination unit 121 according to one embodiment of the present application.
  • FIG. 12 is a view for explaining the direction in which the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 are combined according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 13 is a view for explaining the coupling between the first tag portion 112 and the second tag portion 122 according to the embodiment of the present application.
  • FIG 14 is a view for explaining the operation of the first label portion 113 and the second label portion 123 according to an embodiment of the present application.
  • F 15 is a graph of a fluorescence value (F) per wavelength band WL according to the coupling action between the first label portion 113 and the second label portion 123, according to an embodiment of the present application.
  • 16 is a diagram for explaining a nucleic acid complex 1 capable of performing PCR clamping, according to an embodiment of the present application.
  • 17 is a diagram for explaining a PCR step according to an embodiment of the present application.
  • 18 and 19 are diagrams for explaining the operation of the nucleic acid complex 1 capable of performing PCR clamping according to one embodiment of the present application.
  • 20 is a diagram for explaining a nucleic acid complex pair 10 according to an embodiment of the present application.
  • 21 is a diagram for explaining a pairing operation of the nucleic acid complex pair 10 according to an embodiment of the present application.
  • 22 is a diagram for explaining a nucleic acid complex pair 10 according to an embodiment of the present application.
  • FIGS. 23 and 24 are views for explaining the formation of a secondary structure of a structure coupled with the first crystallization part 111 and the second crystallization part 121, according to an embodiment of the present application.
  • 25 and 26 are views for explaining a process of forming a structure including the first crystal section 111 and the second crystal section 121 according to an embodiment of the present application.
  • FIGS. 27 and 28 are views for explaining the formation of a secondary structure of a structure including the first crystallization part 111 and the second crystallization part 121, according to one embodiment of the present application.
  • 29 and 30 are diagrams illustrating the formation of a secondary structure of a nucleic acid construct comprising a nucleic acid complex pair 10 according to an embodiment of the present application.
  • 31 is a view for explaining the formation of a secondary structure of a nucleic acid construct according to an embodiment of the present application.
  • 32 is a view for explaining a nucleic acid complex pair 10 according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 33 is a diagram for explaining a post-PCR detection step according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 33 is a diagram for explaining a post-PCR detection step according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 36 is a view for explaining confirmation of the concentration of a target nucleic acid present in the unit cell UC according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 37 is a view for explaining a competitive structure 2 according to an embodiment of the present application.
  • 38 to 40 are diagrams for explaining the operation of the competitive structure 2 according to the embodiment of the present application.
  • 41 is a diagram for explaining PCR results using the nucleic acid conjugate pair 10 and the competitive structure 2 according to one embodiment of the present application.
  • FIG. 42 is a graph of a fluorescence value versus temperature for one fluorescence channel and a graph of the rate of change of fluorescence value according to temperature-temperature according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 43 is a diagram for explaining the results of an experiment for identifying at least four kinds of target nucleic acids present in a unit cell UC according to an embodiment of the present application.
  • 44 and 45 are diagrams for explaining utilization of the nucleic acid complex pair 10 according to the seventh embodiment of the present application.
  • 46 is a diagram for explaining target nucleic acid detection in which a nucleic acid conjugate pair 10 and a probe complex 600 according to an embodiment of the present application are used.
  • 47 is a view for explaining a probe complex 610 according to an embodiment of the present application.
  • 48 and 49 are views for explaining PCR of a solution provided in a unit cell UC including a probe complex 610 and a nucleic acid complex pair 10 according to an embodiment of the present application.
  • 50 is a view for explaining a negative change rate graph of a fluorescence value according to temperature-temperature according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 51 is a view for explaining a result of an experiment for identifying at least four kinds of target nucleic acids present in a unit cell UC according to an embodiment of the present application.
  • FIG 52 is a view for explaining the probe complex 620 according to the second embodiment of the present application.
  • 53 and 54 are views for explaining the PCR of the solution provided in the unit cell UC including the probe complex 620 and the nucleic acid complex pair 10 according to the embodiment of the present application.
  • FIG. 55 is a view for explaining a negative change rate graph of a fluorescence value according to temperature-temperature according to an embodiment of the present application.
  • 56 is a diagram for explaining a preparation step of a sample when the nucleic acid conjugate pair 10 according to an embodiment of the present application is used for digital PCR.
  • 57 is a view for explaining a unit cell (UC) in a digital PCR according to an embodiment of the present application.
  • 58 is a diagram for explaining the operation in digital PCR using the nucleic acid conjugate pair 10 according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 59 is a diagram for explaining a method of performing a dissociation curve detection step (S6000) in digital PCR according to an embodiment of the present application.
  • 60 is a block diagram of a PCR device 2000 according to an embodiment of the present application.
  • 61 is a flowchart for explaining the operation (S7000) of the PCR device 2000 according to an embodiment of the present application.
  • a nucleic acid construct comprising: a first nucleic acid complex comprising a first crystallization part and a second tag part; And a second nucleic acid complex comprising a second crystal portion and a second tag portion, wherein the first determining portion includes a forward primer for a first target DNA, and the second determining portion comprises: And a reverse primer for the first target DNA, wherein the first tag comprises a base sequence complementary to the base sequence of the second tag, and the second tag comprises a base complementary to the base sequence of the first tag, , ≪ / RTI > nucleic acid complex pairs can be provided.
  • the first determinant may be a nucleic acid selected from the group consisting of Deoxyribonucleic acid (RNA), Ribonucleic acid (RNA), Peptide nucleic acid (PNA), Locked Nucleic Acid (LNA), Bridged nucleic acid (BNA), Hexose nucleic acid wherein the second crystal unit is composed of DNA (Deoxyribonucleic acid), RNA (Ribonucleic acid), PNA (Peptide nucleic acid), LNA
  • RNA complex pair consisting of a nucleic acid molecule, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, May be provided.
  • the first tag unit may be a nucleic acid tag such as DNA (Deoxyribonucleic acid), Ribonucleic acid (RNA), Peptide nucleic acid (PNA), Locked Nucleic Acid (LNA), Bridged nucleic acid (BNA), Hexose nucleic acid wherein the second tag portion comprises DNA (Deoxyribonucleic acid), Ribonucleic acid (RNA), Peptide nucleic acid (PNA), LNA
  • a nucleic acid complex pair consisting of a nucleic acid molecule, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, a nucleic acid, May be provided.
  • first nucleic acid complex comprises a first label moiety and the second nucleic acid complex comprises a second label moiety and wherein the first label moiety is capable of providing energy to the second label moiety .
  • the first label portion may be selected from the group consisting of FAM, JOE, TET, HEX, VIC, Oregon Green, TAMRA, ROX, Cyanine-3, Cyanine-3.5, Cyanine-5, Cyanine-5.5, Aequorin, Cyan Fluorescent Protein, CFP). ≪ / RTI >
  • the second label portion is a material that absorbs the first light emitted from the first label portion and absorbs the first light emitted from the first label portion, May be provided.
  • the first label portion may provide energy to the second label portion when the first tag portion and the second tag portion complementarily engage.
  • first tag portion is positioned between the first determination portion and the first label portion and the second tag portion is positioned between the second determination portion and the second label portion .
  • first label portion is positioned between the first determination portion and the first tag portion and the second tag portion is always positioned between the second determination portion and the second label portion .
  • a first connection portion is located between the first determination portion and the first tag portion, and a second connection portion is located between the second determination portion and the second tag portion.
  • first connection unit includes a PCR blocker for preventing generation of an amplification product for the first tag unit
  • second connection unit includes a PCR blocker for preventing generation of an amplification product for the second tag unit
  • nucleic acid complex pair is used to perform a nucleic acid sequence amplification reaction (PCR), and the nucleic acid sequence amplification reaction is performed to amplify at least a partial sequence of the first target DNA.
  • PCR nucleic acid sequence amplification reaction
  • the nucleic acid complex pair may be provided with a nucleic acid complex pair used for performing digital PCR.
  • the length of the nucleotide sequence of the first tag portion may be shorter than the length of the nucleotide sequence of the second tag portion.
  • Some base sequences of the base sequence of the first tag portion may be provided with a nucleic acid complex pair that is the same as some base sequences of the base sequence of the first crystal portion or some base sequences of the base sequence of the second crystal portion.
  • a kit for PCR comprising the nucleic acid complex pair according to claim 1 can be provided.
  • a DNA polymerase, a coenzyme involved in PCR, and a buffer for adjusting pH and / or salt concentration are included in the DNA polymerase, a coenzyme involved in PCR, and a buffer for adjusting pH and / or salt concentration.
  • a first nucleic acid complex comprising a first determinant as a primer for a first target DNA, and a first tag portion; And a second nucleic acid complex comprising a first nucleic acid complex and a second nucleic acid complex having a sequence complementary to the first tag portion, and a second crystal portion serving as a primer for the second target DNA, and a second tag portion having a sequence complementary to the first tag portion.
  • PCR comprising: a first additional sequence having a sequence complementary to a nucleotide sequence of at least a part of the nucleotide sequence of the first determinant; And a second additional sequence part having a sequence complementary to a base sequence of at least a part of the base sequence of the first tag part.
  • the first determining portion is a forward primer for the first target DNA and the second determining portion is a reverse primer for the first target DNA.
  • the first determining portion is a reverse primer for the first target DNA and the second determining portion is a forward primer for the first target DNA.
  • the first additional sequence may be selected from the group consisting of Deoxyribonucleic acid (RNA), Ribonucleic acid (RNA), Peptide nucleic acid (PNA), Locked Nucleic Acid (LNA), Bridged nucleic acid (BNA), Hexose nucleic acid nucleic acid, TNA (Threose nucleic acid), CeNA (cyclohexene nucleic acid), or a combination thereof.
  • RNA Deoxyribonucleic acid
  • RNA Ribonucleic acid
  • PNA Peptide nucleic acid
  • LNA Locked Nucleic Acid
  • BNA Bridged nucleic acid
  • Hexose nucleic acid nucleic acid TNA (Threose nucleic acid)
  • CeNA cyclohexene nucleic acid
  • the second additional sequence may be selected from the group consisting of Deoxyribonucleic acid (RNA), Ribonucleic acid (RNA), Peptide nucleic acid (PNA), Locked Nucleic Acid (LNA), Bridged nucleic acid (BNA), Hexose nucleic acid nucleic acid, TNA (Threose nucleic acid), CeNA (cyclohexene nucleic acid), or a combination thereof.
  • RNA Deoxyribonucleic acid
  • RNA Ribonucleic acid
  • PNA Peptide nucleic acid
  • LNA Locked Nucleic Acid
  • BNA Bridged nucleic acid
  • Hexose nucleic acid nucleic acid TNA (Threose nucleic acid)
  • CeNA cyclohexene nucleic acid
  • the second nucleic acid complex comprises fluorescent molecules that emit a first light and the first nucleic acid complex comprises a quencher molecule that accepts the first light and emits second light or absorbs the first light,
  • a competitive structure may be provided.
  • a first light emitted from a tube containing the first nucleic acid complex and the competition structure is irradiated with a first light that is emitted from the first nucleic acid complex and the second nucleic acid after the complementary binding between the first nucleic acid complex and the competitive structure is induced
  • the first nucleic acid complex and the second nucleic acid complex are larger than the first light emitted from the tube comprising the first nucleic acid complex and the second nucleic acid complex after inducing complementary binding between the complexes.
  • the second additional sequence portion has a base sequence complementary to the base sequence of the first tag portion and the number of bases of the base sequence complementary to the base sequence of the first tag portion
  • a competitive structure can be provided that is at least 50% of the number of base pairs complementarily binding between tag portions.
  • the number of bases of the base sequence complementary to the base sequence of the first tag portion may be 75% or more of the number of base pairs complementarily binding between the first tag portion and the second tag portion, have.
  • the first additional sequence portion has a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of the first crystallization portion and the nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of the first crystallization portion has a nucleotide sequence having an annealing temperature of 10-35 ° C
  • a structure may be provided.
  • the nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of the first crystallization part may be provided with a competitive structure wherein the annealing temperature is between 20 and 30 ° C.
  • a first nucleic acid complex comprising a first determinant, which is a primer for a first target DNA, and a first tag;
  • a second nucleic acid complex comprising a second determinant as a primer for a second target DNA and a second tag having a sequence complementary to the first tag;
  • a second additional sequence having a sequence complementary to a nucleotide sequence of at least a part of the nucleotide sequence of the first determinant, and a second additional sequence having a sequence complementary to a nucleotide sequence of at least a part of the nucleotide sequence of the first tag
  • a PCR kit may be provided.
  • the first determination unit may be a forward primer for the first target DNA
  • the second determination unit may be a reverse primer for the first target DNA
  • the second determining unit may be a forward primer for the first target DNA, and the first determining unit may be a reverse primer for the first target DNA.
  • the first additional sequence may be selected from the group consisting of Deoxyribonucleic acid (RNA), Ribonucleic acid (RNA), Peptide nucleic acid (PNA), Locked Nucleic Acid (LNA), Bridged nucleic acid (BNA), Hexose nucleic acid nucleic acid, TNA (Threose nucleic acid), CeNA (cyclohexene nucleic acid), or a combination thereof.
  • RNA Deoxyribonucleic acid
  • RNA Ribonucleic acid
  • PNA Peptide nucleic acid
  • LNA Locked Nucleic Acid
  • BNA Bridged nucleic acid
  • Hexose nucleic acid nucleic acid TNA (Threose nucleic acid)
  • CeNA cyclohexene nucleic acid
  • the second additional sequence may be selected from the group consisting of Deoxyribonucleic acid (RNA), Ribonucleic acid (RNA), Peptide nucleic acid (PNA), Locked Nucleic Acid (LNA), Bridged nucleic acid (BNA), Hexose nucleic acid nucleic acid, TNA (Threose nucleic acid), CeNA (cyclohexene nucleic acid), or a combination thereof.
  • RNA Deoxyribonucleic acid
  • RNA Ribonucleic acid
  • PNA Peptide nucleic acid
  • LNA Locked Nucleic Acid
  • BNA Bridged nucleic acid
  • Hexose nucleic acid nucleic acid TNA (Threose nucleic acid)
  • CeNA cyclohexene nucleic acid
  • the second nucleic acid complex comprises fluorescent molecules that emit a first light and the first nucleic acid complex comprises a quencher molecule that accepts the first light and emits second light or absorbs the first light,
  • a competitive structure may be provided.
  • the total mass of the at least one competitive construct contained in the PCR kit is a function of the total mass of the at least one first nucleic acid complex contained in the PCR kit and the total mass of the at least one second nucleic acid complex contained in the PCR kit
  • a PCR kit that is larger than at least one can be provided.
  • the total mass of the at least one competitive construct contained in the PCR kit is a function of the total mass of the at least one first nucleic acid complex contained in the PCR kit and the total mass of the at least one second nucleic acid complex contained in the PCR kit
  • a PCR kit can be provided that has a total mass of at least two times as compared to at least one.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a nucleic acid complex 1 according to an embodiment of the present application.
  • the nucleic acid complex 1 may include a crystal part 100 and a tag part 200.
  • the determination unit 100 may include a nucleic acid and / or a nucleic acid analog.
  • the determination unit 100 may include a unit molecule of a nucleic acid.
  • the determination unit 100 may include a unit molecule of a nucleic acid analogue.
  • the determination unit 100 may include a unit molecule of a nucleic acid and a unit molecule of a nucleic acid analog.
  • the determination unit 100 may include a unit molecule of a nucleic acid.
  • the crystallization unit 100 may include a unit molecule of DNA (Deoxyribonucleic acid), which is an example of a nucleic acid.
  • the unit molecule of the DNA may be a substance represented by the following chemical formula (1).
  • the base of Formula 1 may be adenine (A), guanine (G), thymine (T) or cytosine (C).
  • the base of Formula 1 may be a purine or pyrimidine derivative such as Hypoxanthine or Xanthine.
  • the determination unit 100 may include a unit molecule of RNA (Ribonucleic acid), which is an example of a nucleic acid.
  • the unit molecule of the RNA may be a substance represented by the following chemical formula (2).
  • the base of Formula 2 may be adenine (A), guanine (G), cytosine (C), or uracil (U).
  • the base of Formula 2 may be a purine or pyrimidine derivative such as Hypoxanthine or Xanthine.
  • the determination unit 100 may include a unit molecule of a nucleic acid.
  • the determination unit 100 may be composed of a unit molecule of nucleic acid.
  • the determination unit 100 may be composed of a unit molecule of DNA.
  • the determination unit 100 may be composed of a unit molecule of RNA.
  • the crystallization portion 100 may be composed of a polymer of a unit molecule of a nucleic acid.
  • the determination unit 100 may be composed of a polymer of unit molecules of DNA.
  • the determination unit 100 may be composed of a polymer of unit molecules of RNA.
  • the determination unit 100 may include unit molecules of a first nucleic acid and unit molecules of a second nucleic acid.
  • the determination unit 100 may include at least a first nucleic acid and a second nucleic acid.
  • the first nucleic acid and the second nucleic acid included in the determination unit 100 may be directly connected.
  • the determination unit 100 is provided in such a form that one end of a unit molecule of the first nucleic acid (or a polymer of a unit molecule) and one end of the unit molecule of the second nucleic acid (or a polymer of the unit molecule) are directly connected .
  • the first nucleic acid and the second nucleic acid included in the determination unit 100 may be connected to each other through a specific compound.
  • the determination unit 100 may be configured such that one end of a unit molecule of a first nucleic acid (or a polymer of a unit molecule) and one end of a unit molecule of a second nucleic acid (or a polymer of a unit molecule) Can be provided.
  • the determination unit 100 may be configured such that unit molecules of the first nucleic acid and unit molecules of the second nucleic acid are connected.
  • the determination unit 100 may be configured such that unit molecules of DNA and unit molecules of RNA are connected to each other.
  • the determination unit 100 may be configured such that a unit molecule of DNA and a unit molecule of DNA are connected to each other through a specific compound (e.g., a crosslinker).
  • the determination unit 100 may be configured such that a unit molecule of RNA and a unit molecule of RNA are linked through a specific compound.
  • the crystallization unit 100 may be configured such that a polymer of a unit molecule of the first nucleic acid and a unit molecule of the second nucleic acid are connected.
  • the determination unit 100 may be configured such that a unit molecule of a DNA unit molecule and a unit molecule of a RNA unit are connected to each other.
  • the determination unit 100 may be configured such that a polymer of unit molecules of RNA and unit molecules of DNA are connected.
  • the determination unit 100 may be configured such that a unit molecule of DNA and a unit molecule of DNA are connected to each other through a specific compound.
  • the determination unit 100 may be configured such that a unit molecule of the RNA unit molecule and a unit molecule of the RNA unit are linked through a specific compound.
  • the crystallization unit 100 may be configured such that a polymer of the unit molecule of the first nucleic acid and a polymer of the unit molecule of the second nucleic acid are connected.
  • the determination unit 100 may be formed of a polymer of a unit molecule of DNA and a polymer of a unit molecule of RNA.
  • the determination unit 100 may be configured such that a polymer of a unit molecule of DNA and a polymer of a unit molecule of DNA are connected through a specific compound.
  • the determination unit 100 may be configured such that a polymer of a unit molecule of RNA and a polymer of a unit molecule of RNA are connected through a specific compound.
  • the determination unit 100 may include a unit molecule of a nucleic acid analogue.
  • the crystallization unit 100 may include a unit molecule of a peptide nucleic acid (PNA), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • PNA peptide nucleic acid
  • the unit molecule of the PNA may be a substance represented by the following chemical formula (3).
  • the base of Formula 3 may be adenine (A), guanine (G), thymine (T), cytosine (C), or uracil.
  • the base of Formula 3 may be a purine or pyrimidine derivative such as Hypoxanthine or Xanthine.
  • the crystallization unit 100 may include a unit molecule of LNA (Locked Nucleic Acid), which is an example of a nucleic acid analog.
  • LNA Locked Nucleic Acid
  • the unit molecule of the LNA may be a substance represented by the following chemical formula (4).
  • the base of Formula 4 may be adenine (A), guanine (G), thymine (T), cytosine (C), or uracil.
  • the base of Formula 4 may be a purine or pyrimidine derivative such as Hypoxanthine or Xanthine.
  • the crystallization unit 100 may include unit molecules of BNA (Bridged Nucleic Acid), which is an example of a nucleic acid analog.
  • BNA Binary Nucleic Acid
  • the unit molecule of the BNA may be a substance represented by the following chemical formula (5).
  • the base of Formula 5 may be adenine (A), guanine (G), thymine (T), cytosine (C), or uracil.
  • the base of Formula 5 may be a purine or pyrimidine derivative such as Hypoxanthine or Xanthine.
  • the crystallization unit 100 may include a unit molecule of HNA (Hexose nucleic acid), which is an example of a nucleic acid analog.
  • the unit molecule of the HNA may be a substance represented by the following formula (6).
  • the base of Formula 6 may be adenine (A), guanine (G), thymine (T), cytosine (C), or uracil.
  • the base of Formula 6 may be a purine or pyrimidine derivative such as Hypoxanthine or Xanthine.
  • the crystallization unit 100 may include a unit molecule of GNA (Glycol nucleic acid), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • GNA Glycol nucleic acid
  • the unit molecule of GNA may be a substance represented by the following chemical formula (7).
  • the base of Formula 7 may be adenine (A), guanine (G), thymine (T), cytosine (C), or uracil.
  • the base of Formula 7 may be a purine or pyrimidine derivative such as Hypoxanthine or Xanthine.
  • the crystallization unit 100 may include a unit molecule of Threose nucleic acid (TNA), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • TNA Threose nucleic acid
  • the unit molecule of the TNA may be a substance represented by the following chemical formula (8).
  • the base of Formula 8 may be adenine (A), guanine (G), thymine (T), cytosine (C), or uracil.
  • the base of Formula 8 may be a purine or pyrimidine derivative such as Hypoxanthine or Xanthine.
  • the crystallization unit 100 may include a unit molecule of CeNA (cyclohexene nucleic acid), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • the unit molecule of CeNA may be a substance represented by the following chemical formula (9).
  • the base of Formula 9 may be adenine (A), guanine (G), thymine (T), cytosine (C), or uracil.
  • the base of Formula 9 may be a purine or pyrimidine derivative such as Hypoxanthine or Xanthine.
  • the determination unit 100 may include a unit molecule of a nucleic acid analogue.
  • the determination unit 100 may be composed of a unit molecule of a nucleic acid analog.
  • the determination unit 100 may be configured as a unit molecule of the LNA.
  • the crystallization portion 100 may be composed of a polymer of a unit molecule of a nucleic acid analog.
  • the determination unit 100 may be composed of a polymer of unit molecules of PNA.
  • the determination unit 100 may include a unit molecule of the first nucleic acid analog and a unit molecule of the second nucleic acid analog.
  • the determination unit 100 may include at least a first nucleic acid analog and a second nucleic acid analog.
  • the first nucleic acid analogue and the second nucleic acid analogue included in the determination unit 100 may be directly connected.
  • the determination unit 100 may be configured such that one end of the unit molecule of the first nucleic acid analog (or the polymer of the unit molecule) and one end of the unit molecule of the second nucleic acid analog (or the polymer of the unit molecule) Can be provided.
  • the first nucleic acid analogue and the second nucleic acid analogue included in the determination unit 100 may be connected through a specific compound.
  • the determination unit 100 determines that one end of the unit molecule of the first nucleic acid analog (or the polymer of the unit molecule) and one end of the unit molecule of the second nucleic acid analog (or the polymer of the unit molecule) And the like.
  • the determination unit 100 may be configured such that unit molecules of the first nucleic acid analogue and unit molecules of the second nucleic acid analogue are connected.
  • the determination unit 100 may be configured such that a unit molecule of PNA and a unit molecule of LNA are connected to each other.
  • the crystallization unit 100 may be configured such that a unit molecule of the first nucleic acid analog and a unit molecule of the second nucleic acid analogue are connected.
  • the determination unit 100 may be configured such that a polymer of a unit molecule of TNA and a unit molecule of GNA are connected to each other.
  • the crystallization unit 100 may be configured such that a polymer of a unit molecule of CeNA and a unit molecule of CeNA are linked through a specific compound.
  • the crystallization unit 100 may be configured such that a polymer of the unit molecule of the first nucleic acid analogue and a polymer of the unit molecule of the second nucleic acid analogue are connected.
  • the crystallization unit 100 may be configured such that a polymer of a unit molecule of BNA and a polymer of a unit molecule of HNA are connected to each other.
  • the determination unit 100 may be configured such that the polymer of the unit molecule of the LNA and the polymer of the unit molecule of the LNA are linked through a specific compound.
  • the determination unit 100 may include a unit molecule of a nucleic acid and a unit molecule of a nucleic acid analog.
  • the determination unit 100 may include at least a first nucleic acid and a first nucleic acid analog.
  • the first nucleic acid and the first nucleic acid analog included in the determination unit 100 may be directly connected.
  • the determination unit 100 is provided in a form in which one end of a unit molecule of a first nucleic acid (or a polymer of a unit molecule) and one end of a unit molecule of a first nucleic acid analog (or a polymer of a unit molecule) .
  • the first nucleic acid and the first nucleic acid analog contained in the crystallization unit 100 may be connected through a specific compound.
  • the determination unit 100 determines the type of the first nucleic acid (or the polymer of the unit molecule) and the one of the unit molecule of the first nucleic acid analog (or the polymer of the unit molecule) Lt; / RTI >
  • the determination unit 100 may be configured such that unit molecules of a nucleic acid and unit molecules of a nucleic acid analogue are connected.
  • the determination unit 100 may be configured such that unit molecules of DNA and unit molecules of LNA are connected to each other.
  • the crystallization unit 100 may be configured such that a polymer of a unit molecule of a nucleic acid analogue and a unit molecule of a nucleic acid are connected.
  • the determination unit 100 may be configured such that unit molecules of a polymer and RNA of a unit molecule of PNA are connected to each other.
  • the crystallization unit 100 may be configured such that a unit molecule of a nucleic acid unit and a unit molecule of a nucleic acid analogue unit are connected.
  • the determination unit 100 may be configured such that a polymer of a unit molecule of DNA and a unit molecule of GNA are connected to each other.
  • the crystallization unit 100 may be configured such that a polymer of a unit molecule of a nucleic acid and a polymer of a unit molecule of a nucleic acid analogue are connected.
  • the determination unit 100 may be configured to connect a polymer of a unit molecule of RNA and a polymer of a unit molecule of CeNA.
  • determination unit 100 The materials that can constitute the determination unit 100 and the configuration thereof have been specifically described so far. It should be understood, however, that this is merely a specific embodiment for facilitating understanding of the determination unit 100 according to the present application, and that the determination unit 100 should be construed as limited to including the substances disclosed in this specification It does not mean anything.
  • the determination unit 100 can be interpreted to include a unit molecule of a nucleic acid analogue not disclosed in this specification.
  • the unit molecule of the nucleic acid analogue may include a base, and at least a part of the constitution other than the base may be chemically modified as compared with the nucleotide.
  • the determination unit 100 can be interpreted as including at least one of Chemical Formulas 1 to 9 chemically modified within a range that can be easily changed by a person skilled in the art.
  • the determining unit 100 may include deoxycytidine triphosphate (dCTP) in which a cytosine (C) is bonded to the base of Formula 1 and two phosphates are further bound to the phosphoric acid of Formula (1).
  • dCTP deoxycytidine triphosphate
  • C cytosine
  • determination unit 100 operations and examples of the determination unit 100 according to an embodiment of the present application will be specifically described.
  • the terminology and function of the determination unit 100 can be more specifically understood based on the material properties of the determination unit 100 and the operation and examples of the determination unit 100 described below will be.
  • the determination unit 100 may include a region complementarily binding to a specific base sequence.
  • the determination unit 100 may include a region that specifically binds to a specific base sequence.
  • the specific nucleotide sequence may be a nucleotide sequence complementary to at least a part of the nucleotide sequence of the crystallization unit 100.
  • Means that the determination unit 100 includes a region complementarily binding to a specific nucleotide sequence means that at least one of the electrical, chemical, and physical properties of at least a region of the crystal unit 100 has a specific base sequence Quot; and " associated "
  • the determination unit 100 may include a region in which a specific base sequence and a chemical bonding force can occur.
  • the determination unit 100 may include a region capable of performing binding of at least one of a covalent bond, a hydrogen bond, an ionic bond, and a hydrophobic bond to a specific base sequence.
  • the determination unit 100 may have a unique base sequence.
  • the determination unit 100 may have a unique base sequence according to a base type (for example, adenine, guanine, etc.) of a unit molecule of a nucleic acid and / or a unit molecule of a nucleic acid analog contained in the determination unit 100 have.
  • a base type for example, adenine, guanine, etc.
  • the determination unit 100 can complementarily bind to a specific base sequence.
  • the determination unit 100 may specifically bind to a specific base sequence complementary to at least a partial sequence of the unique base sequence of the determination unit 100.
  • the determination unit 100 may complementarily bind to a specific base sequence through a hydrogen bond between at least a partial sequence of a unique base sequence of the determination unit 100 and a specific base sequence.
  • the determination unit 100 can determine complementary other materials to be coupled.
  • the determination unit 100 specifically binds to a specific nucleotide sequence, so that the substance to be bound to the nucleotide sequence of the crystallization unit 100 may include another substance including a specific nucleotide sequence (for example, ssDNA).
  • the crystal part 100 may be a single-stranded body containing a nucleic acid and / or a nucleic acid analog.
  • the determination unit 100 may be composed of at least one nucleic acid and / or a nucleic acid analogue.
  • the determination unit 100 is composed of a plurality of nucleic acids and / or nucleic acid analogs
  • the plurality of nucleic acids and / or nucleic acid analogues included in the determination unit 100 may be arranged so that the determination unit 100 forms a single strand. May be connected to each other.
  • the determination unit 100 can specifically bind to a nucleic acid including a sequence complementary to the nucleotide sequence of the determination unit 100. At least a part of the nucleotide sequence of the crystallization unit 100 may specifically bind to the nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of the crystallization unit 100.
  • all of the nucleotide sequences of the crystallization unit 100 can be specifically bound to nucleic acids having a sequence complementary to the nucleotide sequence of the crystallization unit 100.
  • the determination unit 100 when the determination unit 100 is 5 ⁇ -AAACGGCTCAAATTTT-3 ⁇ , the determination unit 100 can specifically bind to a nucleic acid including 5 ⁇ -AAAAATTTGAGCCGTTT-3 ⁇ .
  • the determination unit 100 when the determination unit 100 is 5'-AAACGGCTCAAATTTT-3 ', the determination unit 100 can specifically bind to a nucleic acid including 5'-AAAAATTTGAG-3'.
  • the determination unit 100 may include 1 to 100 mer nucleic acid and / or nucleic acid analog.
  • the crystallization portion 100 may include 5 to 50mer of nucleic acid and / or nucleic acid analogue.
  • the crystallization portion 100 may include 15-30 mer nucleic acid and / or nucleic acid analog.
  • the crystal unit 100 includes at least 15-mer or more nucleic acid and / or nucleic acid analogue, the reactivity with the target nucleic acid is higher than that with the case where the crystal unit 100 includes nucleic acid and / Can be improved.
  • the determination unit 100 may be a polymerase chain reaction (PCR) primer.
  • PCR polymerase chain reaction
  • the determination unit 100 can specifically bind to a specific base sequence.
  • the specific nucleotide sequence may be a nucleotide sequence complementary to at least a part of the nucleotide sequence of the crystallization unit 100.
  • the determination unit 100 is coupled to a target nucleic acid (e.g., a target DNA including a specific base sequence), a nucleotide is connected to the 3 'end of the determination unit 100, 100 can be extended.
  • a target nucleic acid e.g., a target DNA including a specific base sequence
  • the target nucleic acid to which the determination unit 100 is coupled is linked to a nucleotide (for example, dNTP or ddNTP) at the 3 'end of the determination unit 100 by a polymerase as the PCR proceeds,
  • the 3'-end side of the crystal section 100 can be extended.
  • the determination unit 100 when the determination unit 100 is 5'-AAACGGCTCAAATTTT-3 ⁇ , the determination unit 100 can specifically bind to a target nucleic acid containing 5'-AAAAATTTGAGCCGTTT-3 ' A unit molecule (e.g., a nucleotide) of a nucleic acid having a base sequence complementary to the base in the region adjacent to the 5'-side of the target nucleic acid is connected to the 3 ' end of the determination unit 100, End side can be extended.
  • a unit molecule e.g., a nucleotide
  • the form in which the nucleotide is connected to the 3 'end of the determination unit 100 may be a covalent bond.
  • the crystal unit 100 is composed of a polymer of unit molecules of DNA
  • a nucleotide can be connected to the 3 'terminal of the crystal unit 100 in a form in which OH in the phosphate group reacts to form a covalent bond.
  • the determination unit 100 may include 1 to 50 mer nucleic acid and / or nucleic acid analog.
  • the crystallization portion 100 may include a 5 to 30-mer nucleic acid and / or a nucleic acid analog.
  • the crystallization portion 100 may include a 10-25mer nucleic acid and / or a nucleic acid analog.
  • the determination unit 100 determines whether or not the determination unit 100 includes nucleic acid and / And the target nucleic acid can be improved.
  • the determination unit 100 may include at least two nucleic acids, and the first nucleic acid and the second nucleic acid may be connected through a specific compound.
  • the determination unit 100 includes at least two unit nucleic acid molecules, and the first nucleic acid (the unit molecule of the nucleic acid or the polymer of the unit molecule of the nucleic acid) and the second nucleic acid (the unit molecule of the nucleic acid or the polymer of the unit molecule of the nucleic acid ) Can be configured to be linked through a particular compound.
  • the determination unit 100 may be configured such that a first strand composed of a polymer of a unit molecule of DNA and a second strand composed of a polymer of a unit molecule of DNA are connected through a specific compound.
  • the first and second strands may be connected to each other through a polydeoxyinosine linker.
  • the first strand and the second strand which is relatively shorter than the first strand, may be provided through the polydeoxyinosine linker.
  • the tag unit 200 may include a compound including at least one of F, N, O, and H to enable hydrogen bonding.
  • the tag unit 200 may be a polymer produced by polymerizing a monomer containing at least one of F, N, O,
  • the tag unit 200 may be composed of a polymer of a unit molecule represented by the following formula (10).
  • the tag unit 200 may be formed by polymerizing a monomer comprising at least one of F, N, O, and H, and a first polymer produced by polymerizing a monomer containing at least one of F, N, And the resulting second polymer is linked through a specific compound.
  • the tag unit 200 may be formed by polymerizing a monomer containing at least one of F, N, O, and H, and a polymer and any compound connected thereto.
  • the tag unit 200 may include a nucleic acid and / or a nucleic acid analog.
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of a nucleic acid.
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of a nucleic acid analogue.
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of a nucleic acid and a unit molecule of a nucleic acid analogue.
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of a nucleic acid.
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of DNA (Deoxyribonucleic acid), which is an example of a nucleic acid.
  • the unit molecule of the DNA may be a substance represented by the chemical formula (1).
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of RNA (Ribonucleic acid), which is an example of nucleic acid.
  • the unit molecule of the RNA may be a substance represented by the above formula (2).
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of nucleic acid.
  • the tag unit 200 may be composed of a unit molecule of nucleic acid.
  • the tag unit 200 may be composed of DNA unit molecules.
  • the tag unit 200 may be composed of unit molecules of RNA.
  • the tag unit 200 may be composed of a polymer of a unit molecule of nucleic acid.
  • the tag unit 200 may be composed of a polymer of unit molecules of DNA.
  • the tag unit 200 may be composed of a polymer of unit molecules of RNA.
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of a first nucleic acid and a unit molecule of a second nucleic acid.
  • the tag unit 200 may include at least a first nucleic acid and a second nucleic acid.
  • the first nucleic acid and the second nucleic acid included in the tag unit 200 may be directly connected.
  • the tag unit 200 is provided in such a form that one end of a unit molecule of a first nucleic acid (or a polymer of a unit molecule) and one end of a unit molecule of a second nucleic acid (or a polymer of a unit molecule) are directly connected .
  • the first nucleic acid and the second nucleic acid included in the tag unit 200 may be connected through a specific compound.
  • the tag unit 200 has a structure in which one end of a unit molecule of a first nucleic acid (or a polymer of a unit molecule) and one end of a unit molecule of a second nucleic acid (or a polymer of a unit molecule) Can be provided.
  • the tag unit 200 may be configured such that unit molecules of a first nucleic acid and unit molecules of a second nucleic acid are connected.
  • the tag unit 200 may be configured such that unit molecules of DNA and unit molecules of RNA are connected.
  • the tag unit 200 may be configured such that a unit molecule of DNA and a unit molecule of DNA are connected through a specific compound.
  • the tag unit 200 may be configured such that a unit molecule of RNA and a unit molecule of RNA are linked through a specific compound.
  • the tag unit 200 may be configured such that a polymer of a unit molecule of the first nucleic acid and a unit molecule of the second nucleic acid are connected.
  • the tag unit 200 may be configured such that a unit molecule of DNA and a unit molecule of RNA are connected.
  • the tag unit 200 may be configured such that a polymer of unit molecules of RNA and unit molecules of DNA are connected.
  • the tag unit 200 may be configured such that a unit molecule of DNA and a unit molecule of DNA are connected to each other through a specific compound.
  • the tag unit 200 may be configured in such a manner that a unit molecule of a unit molecule of RNA and a unit molecule of RNA are linked through a specific compound.
  • the tag unit 200 may be configured such that a polymer of a unit molecule of a first nucleic acid and a polymer of a unit molecule of a second nucleic acid are connected.
  • the tag unit 200 may include a polymer of a unit molecule of DNA and a polymer of unit molecule of RNA.
  • the tag unit 200 may be configured such that a polymer of a unit molecule of DNA and a polymer of a unit molecule of DNA are connected through a specific compound.
  • the tag unit 200 may be configured such that a polymer of a unit molecule of RNA and a polymer of a unit molecule of RNA are connected through a specific compound.
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of a nucleic acid analogue.
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of PNA (peptide nucleic acid), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • the unit molecule of the PNA may be a substance represented by the above formula (3).
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of LNA (Locked Nucleic Acid), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • LNA Locked Nucleic Acid
  • the unit molecule of the LNA may be a substance represented by the following chemical formula (4).
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of BNA (Bridged Nucleic Acid), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • BNA Binary Nucleic Acid
  • the unit molecule of the BNA may be a substance represented by the above formula (5).
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of HNA (Hexose nucleic acid), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • the unit molecule of the HNA may be a substance represented by the above formula (6).
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of GNA (Glycol nucleic acid), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • GNA Glycol nucleic acid
  • the unit molecule of the GNA may be a substance represented by the above formula (7).
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of Threose nucleic acid (TNA), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • TNA Threose nucleic acid
  • the unit molecule of the TNA may be a substance represented by the following formula (8).
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of CeNA (cyclohexene nucleic acid), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • the unit molecule of the CeNA may be a substance represented by the above formula (9).
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of a nucleic acid analogue.
  • the tag unit 200 may be composed of a unit molecule of a nucleic acid analogue.
  • the tag unit 200 may be composed of a unit molecule of the LNA.
  • the tag unit 200 may be composed of a polymer of unit molecules of a nucleic acid analog.
  • the tag unit 200 may be composed of a polymer of unit molecules of PNA.
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of the first nucleic acid analogue and a unit molecule of the second nucleic acid analogue.
  • the tag unit 200 may include at least a first nucleic acid analog and a second nucleic acid analog.
  • the first nucleic acid analogue and the second nucleic acid analogue included in the tag unit 200 may be directly connected.
  • the tag unit 200 has a structure in which one end of the unit molecule of the first nucleic acid analog (or the polymer of the unit molecule) and one end of the unit molecule of the second nucleic acid analog (or the polymer of the unit molecule) Can be provided.
  • the first nucleic acid analogue and the second nucleic acid analogue included in the tag unit 200 may be connected through a specific compound.
  • one end of the unit molecule of the first nucleic acid analog (or the polymer of the unit molecule) and one end of the unit molecule of the second nucleic acid analog (or the polymer of the unit molecule) And the like.
  • the tag unit 200 may be configured such that unit molecules of the first nucleic acid analogue and unit molecules of the second nucleic acid analogue are connected.
  • the tag unit 200 may be configured such that a unit molecule of a PNA and a unit molecule of an LNA are connected to each other.
  • the tag unit 200 may be configured such that a unit molecule of the first nucleic acid analog and a unit molecule of the second nucleic acid analogue are connected.
  • the tag unit 200 may be configured such that a polymer of a unit molecule of TNA and a unit molecule of GNA are connected to each other.
  • the tag unit 200 may be configured such that a polymer of a unit molecule of CeNA and a unit molecule of CeNA are connected through a specific compound.
  • the tag unit 200 may be configured such that a polymer of the unit molecule of the first nucleic acid analogue and a polymer of the unit molecule of the second nucleic acid analogue are connected.
  • the tag unit 200 may be configured such that a polymer of a unit molecule of BNA and a polymer of a unit molecule of HNA are connected.
  • the tag unit 200 may be configured such that the polymer of the unit molecule of the LNA and the polymer of the unit molecule of the LNA are connected through a specific compound.
  • the tag unit 200 may include a unit molecule of a nucleic acid and a unit molecule of a nucleic acid analog.
  • the tag unit 200 may include at least a first nucleic acid and a first nucleic acid analog.
  • the first nucleic acid and the first nucleic acid analog contained in the tag unit 200 may be directly connected.
  • the tag unit 200 is provided in a form in which one end of a unit molecule of a first nucleic acid (or a polymer of a unit molecule) and a unit molecule of a first nucleic acid analog (or a polymer of a unit molecule) are directly connected .
  • the first nucleic acid and the first nucleic acid analog contained in the tag unit 200 may be connected through a specific compound.
  • the tag unit 200 has a structure in which one end of a unit molecule of a first nucleic acid (or a polymer of a unit molecule) and one end of a unit molecule of a first nucleic acid analog (or a polymer of a unit molecule) Lt; / RTI >
  • the tag unit 200 may be configured such that unit molecules of a nucleic acid and unit molecules of a nucleic acid analogue are connected.
  • the tag unit 200 may be configured such that DNA unit molecules and LNA unit molecules are connected.
  • the tag unit 200 may be configured such that a unit molecule of a nucleic acid analog unit and a unit molecule of a nucleic acid are connected.
  • the tag unit 200 may be configured such that unit molecules of a polymer and RNA of a unit molecule of PNA are connected.
  • the tag unit 200 may be configured such that a unit molecule of a nucleic acid unit and a unit molecule of a nucleic acid analogue unit are connected.
  • the tag unit 200 may be configured such that a polymer of a unit molecule of DNA and a unit molecule of GNA are connected to each other.
  • the tag unit 200 may be configured such that a polymer of a unit molecule of a nucleic acid and a polymer of a unit molecule of a nucleic acid analogue are connected.
  • the tag unit 200 may include a polymer of a unit molecule of RNA and a polymer of unit molecules of CeNA.
  • tag unit 200 The materials and constitution of the tag unit 200 have been specifically described so far. It is to be understood that this is only a specific embodiment for facilitating understanding of the tag unit 200 according to the present application, and should be construed to be limited to the case where the tag unit 200 includes the substance disclosed in this specification It does not mean anything.
  • the tag unit 200 can be interpreted to include a compound not disclosed herein.
  • the tag unit 200 can be interpreted to include a unit molecule of the nucleic acid analogue not disclosed in this specification.
  • the unit molecule of the nucleic acid analogue may include a base, and at least a part of the constitution other than the base may be chemically modified as compared with the nucleotide.
  • the tag unit 200 can be interpreted as including at least one of Chemical Formulas 1 to 10 chemically modified within a range that is easily changed by a person skilled in the art.
  • the tag unit 200 may include thymidine phosphoric acid (TDP) in which thymidine (T) is bound to the base of Formula 2 and phosphoric acid of Formula 2 is further coupled to one phosphoric acid.
  • TDP thymidine phosphoric acid
  • tag unit 200 operations and examples of the tag unit 200 according to an embodiment of the present application will be specifically described.
  • the terminology and function of the tag unit 200 can be more specifically understood based on the material properties of the tag unit 200 and the operation and examples of the tag unit 200 described below will be.
  • the tag unit 200 may include a region complementary to a specific base sequence.
  • the tag unit 200 may include a region that specifically binds to a specific base sequence.
  • the specific nucleotide sequence may be a nucleotide sequence complementary to at least a part of the nucleotide sequence of the tag unit 200.
  • the tag unit 200 includes a region complementarily binding to a specific nucleotide sequence means that at least one of the electrical, chemical, and physical properties of at least a part of the region of the tag unit 200 has a specific nucleotide sequence Quot; and " associated "
  • the tag unit 200 may include a region in which a specific base sequence and a chemical binding force can occur.
  • the tag unit 200 may include a region capable of performing at least one binding of a specific base sequence with a covalent bond, a hydrogen bond, an ionic bond, or a hydrophobic bond.
  • the tag unit 200 may include a region complementary to the nucleic acid complex 1.
  • the tag unit 200 may include an area complementary to the tag unit 200 of the nucleic acid complex 1.
  • the compound included in the tag unit 200 may have a unique chemical structure.
  • the tag unit 200 has a unique chemical structure depending on the distance between the element and the element of the compound included in the tag unit 200 and the kind of the element included in the tag unit 200 .
  • the tag unit 200 may be complementarily coupled to the tag unit 200 of the other nucleic acid complex 1 having a specific chemical structure.
  • the tag unit 200 can be complementarily combined with the tag unit 200 of the other nucleic acid complex 1 by hydrogen bonding with a specific chemical structure corresponding to the unique chemical structure of the tag unit 200 .
  • the hydrogen of the tag unit 200 and the nucleic acid complex 1 may be hydrogen bonded to the nitrogen of the tag unit 200.
  • the tag unit 200 when the tag unit 200 includes a unit molecule of a nucleic acid and / or a nucleic acid analogue, the tag unit 200 may have a unique base sequence.
  • the tag unit 200 may have a unique nucleotide sequence according to a base type (for example, adenine, guanine, etc.) of a unit molecule of a nucleic acid and / or a unit molecule of a nucleic acid analog contained in the tag unit 200 have.
  • a base type for example, adenine, guanine, etc.
  • the tag unit 200 may be complementarily coupled to the tag unit 200 of the other nucleic acid complex 1 including a specific base sequence.
  • the tag unit 200 is hydrogen-bonded to a specific nucleotide sequence corresponding to at least a part of the unique nucleotide sequence of the tag unit 200 so as to be complementary to the tag unit 200 of the nucleic acid complex 1 Can be combined.
  • the tag unit 200 and the tag unit 200 of the nucleic acid complex 1 have a polymer of a unit molecule of DNA
  • the adenine (A) in the nucleotide sequence of the tag unit (200) can be hydrogen bonded to guanine (G) in the nucleotide sequence of the tag unit (200) of the nucleic acid complex (1) (T) in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 200.
  • the tag portion 200 may be a single-stranded body including a nucleic acid and / or a nucleic acid analog.
  • the tag unit 200 may be composed of at least one nucleic acid and / or a nucleic acid analogue.
  • the tag unit 200 is composed of a plurality of nucleic acids and / or nucleic acid analogs
  • the plurality of nucleic acids and / or nucleic acid analogues included in the tag unit 200 may be a single strand, May be connected to each other.
  • the tag unit 200 can specifically bind to the tag unit 200 of the nucleic acid complex 1 including a sequence complementary to the nucleotide sequence of the tag unit 200 have. At least a part of the nucleotide sequence of the tag unit 200 may specifically bind to the tag unit 200 of the nucleic acid complex 1.
  • all of the nucleotide sequences of the tag unit 200 can be specifically bound to the tag unit 200 of the nucleic acid complex 1.
  • the tag unit 200 may include the tag unit 200 of the other nucleic acid complex 1 including TTTTTTTTTT (SEQ ID NO: 7) Specific binding.
  • some of the nucleotide sequences of the tag unit 200 may specifically bind to the tag unit 200 of the nucleic acid complex 1.
  • the tag unit 200 may include a tag unit 200 of the other nucleic acid complex 1 including TTTTTTTT (SEQ ID NO: 3) Specific binding. At least two bases (i.e., AA) of the tag unit 200 may not participate in the binding.
  • nucleic acid complex 1 The operation of the nucleic acid complex 1 according to one embodiment of the present application will be specifically described in the following table of contents 2.2 tag part 200 and 2.4 nucleic acid complex pair 10 according to the seventh embodiment do.
  • the tag unit 200 may include 1 to 50-mer nucleic acid and / or nucleic acid analogue.
  • the tag unit 200 may include 3- to 25-mer nucleic acids and / or nucleic acid analogs.
  • the tag unit 200 may include a 5 to 20-mer nucleic acid and / or a nucleic acid complex (1).
  • the tag unit 200 may be a probe for PCR clamping.
  • the tag unit 200 may be a single-stranded product containing a nucleic acid and / or a nucleic acid analogue in which at least one base sequence is different from the primer used for PCR.
  • the tag unit 200 may be configured to be different from the base sequence of the determination unit 100 by at least one base sequence.
  • the tag unit 200 can specifically bind to a nucleic acid having a sequence similar to a specific base sequence to which the determination unit 100 binds.
  • the tag unit 200 may be configured such that the determination unit 100 determines whether or not the target base sequence of the determination unit 100 (that is, at least a part of the base sequence of the determination unit 100) To a similar sequence similar to that of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1).
  • the tag unit 200 may specifically bind to a similar sequence similar to the target sequence of the determination unit 100 to prevent the determination unit 100 from being mismatched and mated with the similar sequence.
  • the determination unit 100 specifically binds the target base sequence
  • the tag unit 200 can specifically bind 5'-CTTGCGGTAG-3 ⁇ of 3'-ATGCTTGCGGTAG-3 ⁇ which is similar to the target sequence.
  • the tag unit 200 can prevent the determination unit 100 from being mismatched and coupled with the similar sequence to the determination unit 100.
  • the tag unit 200 may include 1 to 50-mer nucleic acid and / or nucleic acid analogue.
  • the tag unit 200 may include a 5 to 30-mer nucleic acid and / or a nucleic acid analog.
  • the tag unit 200 may include 10-25mer nucleic acids and / or nucleic acid analogs.
  • the tag unit 200 may include a nucleic acid and / And the similar sequence can be improved.
  • the materials, operations, and examples of the respective components i.e., the crystal unit 100 and the tag unit 200.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the positional relationship among the components of the nucleic acid complex 1 according to one embodiment of the present application.
  • the nucleic acid complex 1 may include a crystal portion 100 and a tag portion 200.
  • the crystal unit 100 and the tag unit 200 of the nucleic acid complex 1 may have a predetermined positional relationship.
  • the determination unit 100 and the tag unit 200 may be connected. In other words, one end of the determination unit 100 and one end of the tag unit 200 can be directly connected.
  • One end of the determination unit 100 and one end of the tag unit 200 may be connected based on a chemical bonding force.
  • One end of the determination unit 100 and one end of the tag unit 200 may be connected based on at least one of a covalent bond, a hydrogen bond, an ionic bond, and a hydrophobic bond.
  • the determination unit 100 and the tag unit 200 may be connected by a covalent bond.
  • the determination unit 100 and the tag unit 200 may be connected in such a manner that a 3 'end of the tag unit 200 and a 5' end of the determination unit 100 are directly connected to each other (See Fig. 2 (a)).
  • the determination unit 100 and the tag unit 200 are made of a polymer of a unit molecule of DNA
  • the H group of the 3'end of the tag unit 200 and the H group of the 5'end of the crystal unit 100 OH may react and covalently bond to each other, and the crystal unit 100 and the tag unit 200 may be connected to each other.
  • the determination unit 100 and the tag unit 200 may be connected to each other in such a manner that the 5'end of the tag unit 200 and the 3'end of the determination unit 100 are directly connected to each other (See Fig. 2 (b)).
  • the crystal unit 100 and the tag unit 200 are made of a polymer of a unit molecule of DNA
  • the H group of the 3'end of the crystal unit 100 and the H group of the 5'end of the tag unit 200 OH may react and covalently bond to each other, and the crystal unit 100 and the tag unit 200 may be connected to each other.
  • the determination unit 100 and the tag unit 200 may be connected through a separate material.
  • one end of the determination unit 100 and one end of the tag unit 200 may be connected through a specific compound. Concrete examples related to this will be described in detail in the following Table of Contents in relation to each component of the nucleic acid complex (1).
  • nucleic acid complex 1 according to one embodiment of the present application has been described.
  • the nucleic acid complex 1 according to the first embodiment described below is the same except that it further includes the label portion 300 in comparison with the nucleic acid complex 1 described above. Therefore, in describing the first embodiment, the same reference numerals are assigned to the components common to the above-described embodiment, and detailed description thereof is omitted.
  • 3 is a view for explaining the nucleic acid complex 1 according to the first embodiment of the present application.
  • the nucleic acid complex 1 according to the first embodiment of the present application may include a crystal part 100, a tag part 200, and a label part 300.
  • the label portion 300 may include small objects having physical properties (e.g., size) and chemical properties (e.g., changes in chemical structure).
  • the label portion 300 may be a metal nanoparticle.
  • the label portion 300 may be a particle comprising a transition metal, a post-transition metal, and / or a metalloid, and having a particle size of several to several hundred nanometers (about 10-9 m).
  • the label portion 300 may be magnetic nanoparticles.
  • the label portion 300 may be formed of a material that is capable of absorbing electromagnetic radiation (such as iron oxide (Fe2O3, Fe3O4), ferrite (a form in which one Fe atom of Fe3O4 is replaced with another magnetic related atom, ex: CoFe2O4, MnFe2O4) (E.g., FePt, CoPt, etc.), and the like, and the size of the particles may be several to several hundred nanometers (about 10-9 m).
  • electromagnetic radiation such as iron oxide (Fe2O3, Fe3O4), ferrite (a form in which one Fe atom of Fe3O4 is replaced with another magnetic related atom, ex: CoFe2O4, MnFe2O4) (E.g., FePt, CoPt, etc.), and the like
  • the size of the particles may be several to several hundred nanometers (about 10-9 m).
  • the label portion 300 may be a latex bead.
  • the label portion 300 comprises an amorphous polymer (e.g., polystyrene) and may be spherical polymer particles in the colloidal size range.
  • amorphous polymer e.g., polystyrene
  • the label portion 300 may include particles that donate energy.
  • the label portion 300 may include particles that receive energy.
  • the label portion 300 may include particles for donating and receiving energy.
  • the energy donated or received in the label portion 300 may include at least one of chemical energy, electrical energy, luminescent energy, and magnetic field energy.
  • the label portion 300 may include particles that donate energy.
  • the label portion 300 may be a particle for donating electron energy.
  • the label portion 300 may be an oxide that loses electrons.
  • the label portion 300 may be a particle that donates fluorescence resonance energy.
  • the label portion 300 may be a luminescent material.
  • the label unit 300 may be a fluorescent molecule that emits light of a specific wavelength when light is projected.
  • the labeling unit 300 may include a labeling unit such as FAM, JOE, TET, HEX, VIC, Oregon Green®, TAMRA, ROX, Cyanine-3, Cyanine-3.5, Cyanine- Or Cyan Fluorescent Protein (CFP).
  • the label portion 300 may include particles that receive energy.
  • the label portion 300 may be a particle that provides electron energy.
  • the label portion 300 may be a reducing material for obtaining electrons.
  • the label portion 300 may be particles that accept fluorescence resonance energy.
  • the label portion 300 may be a light-emitting material.
  • the label unit 300 may be a black hole quencher (BHQ).
  • BHQ black hole quencher
  • the black hole quencher may be any one of formulas (11) to (14) below.
  • the label portion 300 may be a fluorescent conversion material.
  • the label portion 300 may be a green fluorescence protein (GFP) that receives energy from Aequorin and emits green fluorescence of 508 nm.
  • GFP green fluorescence protein
  • YFP yellow fluorescent protein
  • CFP Cyan Fluorescent Protein
  • the label portion 300 may be involved in labeling the nucleic acid complex 1.
  • the label portion 300 may function as a mark for confirming information on the nucleic acid complex 1.
  • the label unit 300 can identify the nucleic acid complex 1 by identifying information on the nucleic acid complex 1 including the label unit 300 according to the characteristics of the label unit 300.
  • information on the nucleic acid complex 1 can be detected based on information (for example, particle size, mobility, position, etc.) of the particles of the label portion 300 have.
  • the label unit 300 is a particle having physical properties
  • the presence or absence of the nucleic acid complex 1 may be confirmed depending on whether the label unit 300 is detected.
  • the degree of coagulation of the nucleic acid complex 1 may be determined according to the position of the label portion 300.
  • information on movement and movement of the nucleic acid complex 1 for example, speed ) And the like.
  • the nucleic acid complex 1 including the label portion 300 in a form of detecting at least one of chemical, electrical, optical, and magnetic signals generated from the label portion 300 Information can be detected.
  • the label portion 300 is a substance that emits energy
  • the presence or absence of the nucleic acid complex 1 and / or the distribution of the nucleic acid complex 1 and the like based on the energy (that is, the signal) Can be confirmed.
  • At least one of the chemical, electrical, optical, and magnetic signals involved in the label portion 300 is detected, and the nucleic acid complex 1 including the label portion 300 Information can be detected.
  • the label portion 300 is a material that receives energy and releases energy or absorbs energy other than the received energy, the characteristic of the label portion 300 detected in a specific environmental condition The information of the nucleic acid complex 1 can be confirmed.
  • the label portion 300 may be gold nanoparticles.
  • the label portion 300 may include gold and particles having a size of several to several hundred nanometers.
  • the label portion 300 may be formed in a form of detecting information (for example, particle size, mobility, position, etc.) of particles of the label portion 300 Nucleic acid complex (1) may be labeled.
  • detecting information for example, particle size, mobility, position, etc.
  • the presence or absence of the label unit 300 can be confirmed depending on whether particles corresponding to the size of the label unit 300 are detected through an optical sensor or the like.
  • the presence or absence of the nucleic acid complex 1 can be confirmed depending on whether or not the label portion 300 is detected.
  • the degree of coagulation of the label portion 300 can be confirmed.
  • the degree of coagulation of the nucleic acid complex 1 can be confirmed.
  • the information (e.g., speed) about the movement and movement of the nucleic acid complex 1 can be confirmed according to the progress of the movement of the label portion 300.
  • the nucleic acid complex 1 including the label portion 300 may be labeled in such a manner as to detect information on the reactivity of the particles of the label portion 300.
  • the intensity of the particles of the label unit 300 can be confirmed.
  • the presence or absence of the nucleic acid complex 1 can be confirmed depending on whether or not the label portion 300 is detected.
  • the distribution of the label portion 300 can be confirmed by a method of analyzing the current detected according to the application of the voltage to the label portion 300 (e.g., cyclic voltammetry). Depending on the distribution of the label portion 300, the distribution of the nucleic acid complex 1 can be confirmed.
  • the label portion 300 may be a fluorescent material.
  • the label unit 300 may be a fluorescent molecule that emits light of a specific wavelength when light is projected.
  • the nucleic acid complex 1 including the label portion 300 may be configured to detect at least one of chemical, electrical, optical, and magnetic signals generated from the label portion 300, Can be detected.
  • the presence or absence of particles in the label portion 300 can be confirmed by detecting an optical signal generated from the label portion 300.
  • the presence or absence of the label unit 300 can be confirmed by detecting a signal in a specific wavelength band generated from the label unit 300.
  • the presence or absence of particles in the label unit 300 can be confirmed by detecting whether a signal in a specific wavelength band generated from the label unit 300 exceeds a threshold value.
  • the presence or absence of the nucleic acid complex 1 can be confirmed depending on whether or not the label portion 300 is detected.
  • the distribution of the label can be confirmed by detecting an optical signal generated from the label portion 300.
  • the distribution of the nucleic acid complex 1 can be confirmed according to the distribution of the label portion 300.
  • the label portion 300 may be a quencher material.
  • the label unit 300 may be a quantizer that converts or emits energy of a specific wavelength band that is projected when energy of a specific wavelength band is projected.
  • At least one of the chemical, electrical, optical, and magnetic signals involved in the label portion 300 is detected, and the information of the nucleic acid complex 1 including the label portion 300 Can be detected.
  • the presence or absence of the label unit 300 can be confirmed by checking whether or not the detected optical signal is affected by the label unit 300.
  • the label portion 300 is formed after a specific environmental condition is established as compared with an optical signal generated from the label portion 300 before a specific environmental condition is applied (for example, a nucleic acid complex 1 is introduced)
  • the label portion 300 can be labeled based on whether or not the optical signal is changed and / or changed. According to the label of the label unit 300, the nucleic acid complex 1 including the label unit 300 may be labeled.
  • nucleic acid complex 1 including the determination unit 100, the tag unit 200 and the label unit 300, the respective components (i.e., the determination unit 100, the tag unit 200, (300)) have been described in detail.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the positional relationship among the components of the nucleic acid complex 1 according to one embodiment of the present application.
  • the nucleic acid complex 1 may include a crystal part 100, a tag part 200, and a label part 300.
  • the crystal unit 100, the tag unit 200, and the label unit 300 of the nucleic acid complex 1 may have a predetermined positional relationship.
  • the determination unit 100, the tag unit 200, and the label unit 300 may be connected.
  • the determination unit 100, the tag unit 200, and the label unit 300 may be connected based on a chemical bonding force.
  • the determination unit 100, the tag unit 200, and the label unit 300 may be connected based on at least one of a covalent bond, a hydrogen bond, an ionic bond, and a hydrophobic bond.
  • the tag unit 200 can be positioned between the determination unit 100 and the label unit 300 (see FIG. 4 (a)).
  • the determination unit 100 may be connected to one end of the tag unit 200.
  • One end of the determination unit 100 may be connected to one end of the tag unit 200 by chemical coupling.
  • One end of the tag unit 200 and one end of the determination unit 100 may be directly connected.
  • one end of the tag unit 200 and one end of the determination unit 100 may be connected through a specific compound.
  • the label unit 300 may be connected to the other end of the tag unit 200 (i.e., the other end of the tag unit 200). One end of the label unit 300 may be connected to the other end of the tag unit 200 by chemical bonding. The other end of the tag unit 200 and one end of the label unit 300 may be directly connected. Alternatively, the other end of the tag unit 200 and one end of the label unit 300 may be connected through a specific compound.
  • the nucleic acid complex 1 further includes a label portion 300, and the label portion 300 and the crystal portion
  • the tag unit 200 is connected between the tag unit 100 and the tag unit 200.
  • the label unit 300 may be positioned between the determination unit 100 and the tag unit 200 (see FIG. 4 (b)).
  • the determination unit 100 may be connected to one end of the label unit 300.
  • One end of the crystallization part 100 may be connected to one end of the label part 300 by chemical bonding.
  • One end of the label unit 300 and one end of the determination unit 100 may be directly connected.
  • one end of the label portion 300 and one end of the determination portion 100 may be connected through a specific compound.
  • the tag unit 200 may be connected to the other end of the label unit 300 (that is, the other end of the label unit 300). One end of the tag unit 200 may be connected to the other end of the label unit 300 by chemical bonding. The other end of the label unit 300 and one end of the tag unit 200 may be directly connected. The other end of the label portion 300 and one end of the tag portion 200 may be connected to each other through a specific compound.
  • the nucleic acid complex 1 according to the present invention further includes a label portion 300, and the determination portion 100 and the tag portion And the label portion (300) is connected between the label portion (200).
  • the determination unit 100 may be positioned between the tag unit 200 and the label unit 300 (see FIG. 4 (c)).
  • the tag unit 200 may be connected to one end of the determination unit 100.
  • One end of the tag unit 200 may be connected to one end of the determination unit 100 according to a chemical coupling.
  • One end of the determination unit 100 and one end of the tag unit 200 may be directly connected.
  • one end of the determination unit 100 and one end of the tag unit 200 may be connected through a specific compound.
  • the label unit 300 may be connected to the other end of the determination unit 100 (i.e., the other end of the determination unit 100). One end of the label unit 300 may be connected to the other end of the determination unit 100 by chemical bonding. The other end of the determination unit 100 and one end of the label unit 300 may be directly connected. The other end of the determination unit 100 and one end of the label unit 300 may be connected through a specific compound.
  • the nucleic acid complex 1 according to the present invention further includes a label portion 300, and the label portion 200 and the label portion 300 (100) is connected between the nucleic acid complex (300) and the nucleic acid complex (1).
  • nucleic acid complex 1 according to the first embodiment of the present application has been described.
  • the nucleic acid complex 1 according to the second embodiment described below does not include the label portion 300 as compared with the nucleic acid complex 1 according to the first embodiment and further includes a connecting portion 400 The same is true. Therefore, in describing the second embodiment, the same reference numerals are assigned to the same components as those of the above-described embodiment, and a detailed description thereof is omitted.
  • 5 is a diagram for explaining the nucleic acid complex 1 according to the second embodiment of the present application.
  • the nucleic acid complex 1 may include a crystal part 100, a tag part 200, and a connection part 400. As shown in FIG.
  • connection portion 400 may be a compound including at least one of H, O, F, N, S, C
  • the connection unit 400 may include a compound having a predetermined length and including at least one of H, O, F, N, S, C,
  • connection 400 may comprise carbon comprising at least one single bond.
  • the connecting portion 400 may include a compound of Formula 15 below.
  • the connection 400 may be hexaethyleneglycol.
  • connection portion 400 may include carbon having a resonance structure.
  • connection portion 400 may include carbon including at least one double bond.
  • connection unit 400 may include an abasic Furan.
  • the linkage 400 may comprise a compound of Formula 16 below.
  • connection portion 400 may include a nucleic acid analog and / or a modified nucleic acid.
  • the connection unit 400 may include a unit molecule of the modified nucleic acid.
  • the connection unit 400 may include a unit molecule of a nucleic acid analogue.
  • the connection unit 400 may include a unit molecule of the modified nucleic acid and a unit molecule of the nucleic acid analog.
  • connection unit 400 may include a unit molecule of the modified nucleic acid.
  • the unit molecule of the modified nucleic acid may be a molecule in which at least a part of the structure of the base in the unit molecule of DNA (Deoxyribonucleic acid), which is an example of nucleic acid, is modified.
  • the unit molecule of the modified nucleic acid may be a molecule in which at least a part of the structure of the base in the unit molecule of RNA (Ribonucleic acid), which is an example of nucleic acid, is modified.
  • connection unit 400 may include a unit molecule of the modified nucleic acid.
  • connection unit 400 may include a unit molecule of the modified nucleic acid.
  • connection unit 400 may include a unit molecule of RNA in which some of the bases are modified.
  • connection portion 400 may be composed of a polymer of the unit molecule of the modified nucleic acid.
  • connection unit 400 may be composed of a polymer of a unit molecule of DNA in which the entire base is modified.
  • connection unit 400 may include a unit molecule of the first modified nucleic acid and a unit molecule of the second modified nucleic acid.
  • the connection portion 400 may include at least a first modified nucleic acid and a second modified nucleic acid.
  • connection unit 400 may be configured such that one end of a unit molecule (or a polymer of a unit molecule) of the first modified nucleic acid is directly connected to one end of a unit molecule (or a polymer of a unit molecule) Lt; / RTI >
  • the first modified nucleic acid and the second modified nucleic acid included in the connection portion 400 may be connected through a specific compound.
  • the connection unit 400 connects one end of the unit molecule of the first modified nucleic acid (or the polymer of the unit molecule) and one end of the unit molecule of the second modified nucleic acid (or the polymer of the unit molecule) Or the like.
  • connection unit 400 may be configured such that unit molecules of the first modified nucleic acid and unit molecules of the second modified nucleic acid are connected.
  • the connection unit 400 may be configured such that at least a portion of the base is modified with a unit molecule of DNA and a unit molecule of RNA in which at least a portion of the base is modified.
  • the connection unit 400 may be configured such that at least a portion of the base is modified by unit molecules of the RNA and at least a portion of the base is connected to the unit molecules of the RNA through specific compounds.
  • connection unit 400 may be configured such that a unit molecule of the first modified nucleic acid and a unit molecule of the second modified nucleic acid are connected.
  • the connection unit 400 may be configured such that at least a portion of the base is modified, and a unit molecule of DNA is modified so that at least a part of the polymer and the base of the DNA are modified.
  • the connection unit 400 may be configured such that at least a part of the base is modified, and a unit molecule of the DNA in which at least a part of the polymer and base of the DNA is modified is connected through a specific compound.
  • connection unit 400 may be configured such that a polymer of a unit molecule of the first modified nucleic acid and a polymer of a unit molecule of the second modified nucleic acid are connected.
  • the connection unit 400 may be configured such that a polymer of a unit molecule of DNA in which at least a portion of the base is modified and a polymer of a unit molecule of RNA in which at least a portion of the base is modified are connected.
  • the connection unit 400 may be configured such that at least a part of the base is modified, and a polymer of the unit molecule of the RNA and a polymer of the unit molecule of the RNA in which at least a part of the base is modified are connected through a specific compound.
  • connection unit 400 may include a unit molecule of a nucleic acid analogue.
  • connection unit 400 may include a unit molecule of PNA (peptide nucleic acid), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • the unit molecule of the PNA may be a substance represented by the above formula (3).
  • connection unit 400 may include a unit molecule of LNA (Locked Nucleic Acid), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • LNA Locked Nucleic Acid
  • the unit molecule of the LNA may be a substance represented by the following chemical formula (4).
  • connection unit 400 may include a unit molecule of BNA (Bridged Nucleic Acid), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • BNA Binary Nucleic Acid
  • the unit molecule of the BNA may be a substance represented by the above formula (5).
  • connection unit 400 may include a unit molecule of HNA (Hexose nucleic acid), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • the unit molecule of the HNA may be a substance represented by the above formula (6).
  • connection unit 400 may include a unit molecule of GNA (Glycol nucleic acid), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • GNA Glycol nucleic acid
  • the unit molecule of the GNA may be a substance represented by the above formula (7).
  • connection unit 400 may include a unit molecule of Threose nucleic acid (TNA), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • TNA Threose nucleic acid
  • the unit molecule of the TNA may be a substance represented by the following formula (8).
  • connection unit 400 may include unit molecules of cyclohexene nucleic acid (CeNA), which is an example of a nucleic acid analogue.
  • CeNA cyclohexene nucleic acid
  • the unit molecule of the CeNA may be a substance represented by the above formula (9).
  • connection unit 400 may include a unit molecule of a nucleic acid analogue.
  • connection unit 400 may be composed of a unit molecule of a nucleic acid analog.
  • connection unit 400 may include a unit molecule of the LNA.
  • connection portion 400 may be composed of a polymer of a unit molecule of a nucleic acid analog.
  • connection unit 400 may be composed of a polymer of a unit molecule of PNA.
  • connection unit 400 may include a unit molecule of the first nucleic acid analog and a unit molecule of the second nucleic acid analog.
  • the connection portion 400 may include at least a first nucleic acid analog and a second nucleic acid analog.
  • connection unit 400 may be directly connected.
  • the connection unit 400 is provided in a form in which one end of the unit molecule of the first nucleic acid analog (or the polymer of the unit molecule) and one end of the unit molecule of the second nucleic acid analog (or the polymer of the unit molecule) are directly connected .
  • connection unit 400 may be configured such that one end of the unit molecule of the first nucleic acid analog (or the polymer of the unit molecule) and one end of the unit molecule of the second nucleic acid analog (or the polymer of the unit molecule) Lt; / RTI >
  • connection unit 400 may be configured such that unit molecules of the first nucleic acid analogue and unit molecules of the second nucleic acid analogue are connected.
  • connection unit 400 may be configured such that a unit molecule of a PNA and a unit molecule of an LNA are connected to each other.
  • connection unit 400 may be configured such that a unit molecule of the first nucleic acid analog and a unit molecule of the second nucleic acid analog are connected.
  • the connection unit 400 may be configured such that a polymer of a unit molecule of TNA and a unit molecule of GNA are connected.
  • the connection unit 400 may be configured such that the polymer of the unit molecule of CeNA and the unit molecule of CeNA are connected through a specific compound.
  • connection unit 400 may be configured such that a polymer of the unit molecule of the first nucleic acid analogue and a polymer of the unit molecule of the second nucleic acid analogue are connected.
  • the connection unit 400 may be configured such that a polymer of a unit molecule of BNA and a polymer of a unit molecule of HNA are connected.
  • the connection unit 400 may be configured such that the polymer of the unit molecule of the LNA and the polymer of the unit molecule of the LNA are connected to each other through the specific compound.
  • connection unit 400 may include a unit molecule of a nucleic acid analog and a unit molecule of the modified nucleic acid.
  • the connection portion 400 may include at least a first nucleic acid analog and a first modified nucleic acid.
  • connection unit 400 is formed by directly connecting one end of the unit molecule (or the polymer of the unit molecule) of the first nucleic acid analog and the unit molecule (or the polymer of the unit molecule) of the first modified nucleic acid Can be provided.
  • the first nucleic acid analogue and the first modified nucleic acid contained in the connection portion 400 may be connected through a specific compound.
  • the connection unit 400 connects one end of the unit molecule (or the polymer of the unit molecule) of the first nucleic acid analogue and one end of the unit molecule (or the polymer of the unit molecule) of the first modified nucleic acid through the specific compound And the like.
  • connection unit 400 may be configured such that a unit molecule of a nucleic acid analogue and a unit molecule of a modified nucleic acid are connected.
  • connection unit 400 may be configured such that at least a portion of the base is modified, and a unit molecule of the DNA and a unit molecule of the LNA are connected.
  • connection unit 400 may be configured such that a polymer of the unit molecule of the nucleic acid analogue and a unit molecule of the modified nucleic acid are connected.
  • connection unit 400 may be configured such that at least a portion of the base is modified with a unit molecule of RNA, and a polymer of PNA unit molecule is connected.
  • connection unit 400 may be configured such that a unit molecule of the modified nucleic acid unit and a unit molecule of the nucleic acid analogue unit are connected.
  • the connection unit 400 may be configured in such a manner that at least a portion of the base is modified, and a unit molecule of DNA and a unit molecule of GNA are connected.
  • connection unit 400 may be configured such that a polymer of a unit molecule of a nucleic acid analogue and a polymer of a unit molecule of the modified nucleic acid are connected.
  • the connection unit 400 may be configured such that a polymer of a unit molecule of RNA and a polymer of a unit molecule of CeNA are connected, at least a part of the base being modified.
  • connection unit 400 The materials that can constitute the connection unit 400 and the configuration thereof have been specifically described so far. It should be understood, however, that this discloses only specific embodiments for facilitating understanding of the connection 400 according to the present application, and that the connection 400 should be construed to be limited to including the materials disclosed herein It is not.
  • connection 400 may be interpreted to include compounds that are not disclosed herein.
  • the linkage 400 can be interpreted to include unit molecules of nucleic acid analogs not disclosed herein.
  • the unit molecule of the nucleic acid analogue may include a base, and at least a part of the constitution other than the base may be chemically modified as compared with the nucleotide.
  • the connecting portion 400 can be interpreted as including at least one of Chemical Formulas 1 to 10 and Chemical Formulas 15 and 16 chemically modified to the extent that it is easily modified by those skilled in the art.
  • connection portion 400 According to an embodiment of the present application, operation and examples of the connection portion 400 according to an embodiment of the present application will be specifically described.
  • the terminology and function of the connection portion 400 will be more specifically understood in accordance with the material properties of the connection portion 400 and the operations and examples of the connection portion 400 described below.
  • connection part 400 3.1.1.2 Operation of connection part 400
  • connection unit 400 may connect the determination unit 100 and the tag unit 200.
  • the connection unit 400 may be disposed between the determination unit 100 and the tag unit 200.
  • the determination unit 100 and the tag unit 200 may be connected through a connection unit 400.
  • connection unit 400 may be directly coupled to one end of the determination unit 100 or may be connected to a specific compound.
  • the connection unit 400 may be connected to one end of the determination unit 100 based on a chemical coupling force.
  • the connection unit 400 may be connected to one end of the crystal unit 100 based on at least one of a covalent bond, a hydrogen bond, an ionic bond, and a hydrophobic bond.
  • connection unit 400 may be directly coupled to one end of the tag unit 200 or may be connected through a specific compound.
  • the connection unit 400 may be connected to one end of the tag unit 200 based on a chemical coupling force.
  • the connection unit 400 may be connected to one end of the tag unit 200 based on at least one of a covalent bond, a hydrogen bond, an ionic bond, and a hydrophobic bond.
  • connection unit 400 may perform a function of separating the distance between the determination unit 100 and the tag unit 200.
  • the connection unit 400 may perform a function of separating a distance between one end of the determination unit 100 and one end of the tag unit 200.
  • connection part 400 separates the distance between the determination part 100 and the tag part 200, A DNA polymerase that reads the nucleotide sequence of the tag 100 can block the reading of the nucleotide sequence of the tag unit 200. This will be described in greater detail in block 3.1.1.3.1 “Blockers for PCR", below.
  • connection unit 400 may be a blocker for PCR.
  • the PCR blocker may block the information of one region connected to the PCR blocker from being acquired by another substance (for example, a DNA polymerase).
  • the blocker for PCR can prevent the generation of an amplification product for the nucleotide sequence of one region connected to the PCR blocker.
  • the PCR blocker can prevent the DNA polymerase from acquiring information of a certain region connected to the PCR blocker.
  • amplification product herein may be a substance resulting from at least one cycle of PCR.
  • amplification product may be a substance generated by performing at least two nucleotides through covalent bonding when performing PCR.
  • amplification product for A in the present specification may refer to a substance produced so as to have a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of A.
  • the term “amplification product for A” may be a nucleotide or polynucleotide generated so as to have a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of A.
  • the polynucleotide may be generated by extending at least a H group of a sugar of one nucleotide and OH in a phosphate group of another nucleotide by covalent bonding.
  • connection unit 400 can prevent the amplification product from being generated for the crystal unit 100 connected to the connection unit 400.
  • connection unit 400 may prevent the amplification product from being generated for the tag unit 200 connected to the connection unit 400.
  • connection unit 400 may have a predetermined length.
  • connection portion 400 may be formed to have a length exceeding at least 1 ohm Strom.
  • connection portion 400 may be formed to have a length exceeding at least 3.4 angstroms.
  • connection portion 400 may be formed to have a length exceeding at least 5 angstroms.
  • connection portion 400 may be formed to have a length exceeding at least one mer.
  • connection portion 400 may have a length of at least 3 mers.
  • connection portion 400 may have a length of at least 5 mers.
  • connection unit 400 may include a unit molecule of nucleic acid from which a base is removed.
  • the connection unit 400 may be a polymer of a unit molecule of DNA from which a base is removed.
  • connection unit 400 may be a polymer of a unit molecule of the RNA from which the base is removed.
  • connection unit 400 may include a unit molecule of nucleic acid modified with a base.
  • the connection unit 400 may be a polymer of a unit molecule of DNA in which a base is modified.
  • the connection unit 400 may be a polymer of a unit molecule of a RNA modified base.
  • connection unit 400 may include a unit molecule of a nucleic acid analogue.
  • the connection part 400 may be a polymer of a unit molecule of PNA.
  • the connection unit 400 may be a polymer of a unit molecule of LNA.
  • connection portion 400 may be a chain-like structure including carbon.
  • connection part 400 may be polyethyleneglycol (PEG).
  • nucleic acid complex 1 including the crystal unit 100, the tag unit 200 and the connection unit 400, the respective components (i.e., the crystal unit 100, the tag unit 200, 400)) have been described in detail.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the positional relationship among the components of the nucleic acid complex 1 according to one embodiment of the present application.
  • the nucleic acid complex 1 may include a crystal part 100, a tag part 200 and a connection part 400.
  • the crystal unit 100, the tag unit 200, and the connection unit 400 of the nucleic acid complex 1 may have a predetermined positional relationship.
  • the determination unit 100, the tag unit 200, and the connection unit 400 may be connected.
  • the side to which the crystal unit 100 of the connection unit 400 is connected may be different from the side to which the tag unit 200 of the connection unit 400 is connected.
  • the connection unit 400 may be disposed between the determination unit 100 and the tag unit 200.
  • One end of the crystallization part 100 may be directly connected to one end of the connection part 400 or may be connected with a specific compound.
  • One end of the tag unit 200 may be directly connected to the other end of the connection unit 400 (one end different from the end of the connection unit 400), or may be connected through a specific compound.
  • one end of the crystal unit 100 is directly connected to one end of the connection unit 400 according to a chemical coupling, and one end of the tag unit 200 is directly connected to the other end of the connection unit 400 .
  • connection unit 400 is directly connected to one end of the determination unit 100, and the other end of the connection unit 400 is connected to one end of the tag unit 200 through a specific compound.
  • connection unit 400 may be connected to one end of the crystal unit 100 through a specific compound, and the other end of the connection unit 400 may be directly connected to one end of the tag unit 200 .
  • connection unit 400 is connected to one end of the determination unit 100 through a specific compound, and the other end of the connection unit 400 is connected to one end of the tag unit 200 through a specific compound .
  • one end of the tag unit 200 is connected to one end of the connection unit 400, and the other end of the connection unit 400 (the end of the tag unit 200)
  • the determination unit 100, the tag unit 200, and the connection unit 400 may be connected to each other (see FIG. 6 (a)).
  • connection part 400 is connected to the 3 'end of the determination part 100, and the other end of the connection part 400 is connected to the 3'
  • the determination unit 100, the tag unit 200, and the connection unit 400 may be connected (see FIG. 6 (b)).
  • connection part 400 is connected to the 5 'end of the crystal part 100, and the other end of the connection part 400 is connected to the 5'
  • the determination unit 100, the tag unit 200, and the connection unit 400 may be connected (see FIG. 6 (c)).
  • connection part 400 is connected to the 3'-end of the crystal part 100, and the other end of the connection part 400 is connected to the 3'- The determination unit 100, the tag unit 200, and the connection unit 400 may be connected (see FIG. 6 (d)).
  • nucleic acid complex 1 according to the second embodiment of the present application has been described.
  • the nucleic acid complex 1 according to the third embodiment described below is the same except that it further includes the label portion 300 in comparison with the nucleic acid complex 1 described above. Therefore, in describing the third embodiment, the same reference numerals are assigned to the same components as those of the above-described embodiment, and a detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the nucleic acid complex 1 according to the third embodiment of the present application.
  • the nucleic acid complex 1 may include a crystal portion 100, a tag portion 200, a label portion 300, and a connection portion 400.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the positional relationship among the components of the nucleic acid complex 1 according to one embodiment of the present application.
  • the nucleic acid complex 1 may include a crystal unit 100, a tag unit 200, a label unit 300, and a connection unit 400.
  • the determination unit 100, the tag unit 200, the label unit 300, and the connection unit 400 may be connected based on a chemical bonding force.
  • the determination unit 100, the tag unit 200, the label unit 300, and the connection unit 400 may be connected based on at least one of covalent bonding, hydrogen bonding, ionic bonding, and hydrophobic bonding.
  • the crystal unit 100, the tag unit 200, the label unit 300, and the connection unit 400 of the nucleic acid complex 1 may have a predetermined positional relationship.
  • a nucleic acid complex 1 in the form of a label portion 300, a tag portion 200, a connection portion 400, and a crystal portion 100 may be provided in this order (see FIG. 8 a)).
  • the label unit 300 may be connected to one end of the tag unit 200.
  • One end of the label unit 300 may be connected to one end of the tag unit 200 by chemical bonding.
  • One end of the tag unit 200 and one end of the label unit 300 may be directly connected.
  • one end of the tag unit 200 and one end of the label unit 300 may be connected through a specific compound.
  • connection unit 400 may be connected to the other end of the tag unit 200 (i.e., the other end of the tag unit 200).
  • One end of the connection unit 400 may be connected to the other end of the tag unit 200 by chemical coupling.
  • the other end of the tag unit 200 and one end of the connection unit 400 may be directly connected.
  • the other end of the tag unit 200 and one end of the connection unit 400 may be connected through a specific compound.
  • the determination unit 100 may be connected to the other end of the connection unit 400 (i.e., the other end of the connection unit 400).
  • One end of the crystal unit 100 may be connected to the other end of the connection unit 400 according to a chemical coupling.
  • the other end of the connection part 400 and one end of the determination part 100 may be directly connected.
  • the other end of the connection part 400 and one end of the determination part 100 may be connected through a specific compound.
  • the nucleic acid complex 1 of FIGS. 6 (a) to 6 (d) further includes a label portion 300, and the label portion 300, the tag portion 200, a connecting part 400, and a crystal part 100 in this order.
  • a nucleic acid complex 1 in the form of a tag portion 200, a label portion 300, a connection portion 400, and a determination portion 100 may be provided in this order (see FIG. 8 b)).
  • the tag unit 200 may be connected to one end of the label unit 300.
  • One end of the tag unit 200 may be connected to one end of the label unit 300 by chemical coupling.
  • One end of the label unit 300 and one end of the tag unit 200 may be directly connected.
  • one end of the label portion 300 and one end of the tag portion 200 may be connected through a specific compound.
  • connection unit 400 may be connected to the other end of the label unit 300 (i.e., the other end of the label unit 300).
  • One end of the connection unit 400 may be connected to the other end of the label unit 300 by chemical bonding.
  • the other end of the label unit 300 and one end of the connection unit 400 may be directly connected.
  • the other end of the label portion 300 and one end of the connection portion 400 may be connected through a specific compound.
  • the determination unit 100 may be connected to the other end of the connection unit 400 (i.e., the other end of the connection unit 400).
  • One end of the crystal unit 100 may be connected to the other end of the connection unit 400 according to a chemical coupling.
  • the other end of the connection part 400 and one end of the determination part 100 may be directly connected.
  • the other end of the connection part 400 and one end of the determination part 100 may be connected through a specific compound.
  • the nucleic acid complex 1 according to an embodiment of the present invention further includes a label portion 300, and the tag portion 200, the label portion 300, a connecting part 400, and a crystal part 100 in this order.
  • a nucleic acid complex 1 in the form of a tag portion 200, a connection portion 400, a label portion 300, and a determination portion 100 may be provided in this order (see FIG. 8 c).
  • the tag unit 200 may be connected to one end of the connection unit 400.
  • One end of the tag unit 200 may be connected to one end of the connection unit 400 by chemical coupling.
  • One end of the connection part 400 and one end of the tag part 200 may be directly connected.
  • one end of the connection unit 400 and one end of the tag unit 200 may be connected through a specific compound.
  • the label unit 300 may be connected to the other end of the connection unit 400 (i.e., the other end of the connection unit 400). One end of the label unit 300 may be connected to the other end of the connection unit 400 according to a chemical coupling. The other end of the connection part 400 and one end of the label part 300 may be directly connected. Alternatively, the other end of the connection part 400 and one end of the label part 300 may be connected through a specific compound.
  • the determination unit 100 may be connected to the other end of the label unit 300 (i.e., the other end of the label unit 300).
  • One end of the crystallization part 100 may be connected to the other end of the label part 300 by chemical bonding.
  • the other end of the label unit 300 and one end of the determination unit 100 may be directly connected.
  • the other end of the label portion 300 and one end of the determination portion 100 may be connected through a specific compound.
  • the nucleic acid complex 1 further includes a label portion 300, and the tag portion 200, the connection portion 400 ), A label portion (300), and a crystal portion (100).
  • a nucleic acid complex 1 in the form of a tag portion 200, a connection portion 400, a crystal portion 100, and a label portion 300 may be provided in this order (see FIG. 8 d)).
  • the tag unit 200 may be connected to one end of the connection unit 400.
  • One end of the tag unit 200 may be connected to one end of the connection unit 400 by chemical coupling.
  • One end of the connection part 400 and one end of the tag part 200 may be directly connected.
  • one end of the connection unit 400 and one end of the tag unit 200 may be connected through a specific compound.
  • the determination unit 100 may be connected to the other end of the connection unit 400 (i.e., the other end of the connection unit 400).
  • One end of the crystal unit 100 may be connected to the other end of the connection unit 400 according to a chemical coupling.
  • the other end of the connection part 400 and one end of the determination part 100 may be directly connected.
  • the other end of the connection part 400 and one end of the determination part 100 may be connected through a specific compound.
  • the label unit 300 may be connected to the other end of the determination unit 100 (i.e., the other end of the determination unit 100). One end of the label unit 300 may be connected to the other end of the determination unit 100 by chemical bonding. The other end of the determination unit 100 and one end of the label unit 300 may be directly connected. Alternatively, the other end of the determination unit 100 and one end of the label unit 300 may be connected through a specific compound.
  • the nucleic acid complex 1 further includes a label portion 300, and the tag portion 200, the connection portion 400 ), The crystal section (100), and the label section (300) in this order.
  • nucleic acid complex (1) according to some embodiments of the present application has been specifically disclosed.
  • the nucleic acid complex (1) according to the present application may be one in which one of the above-mentioned respective constituent elements is omitted, another constituent element is further included, or a plurality of specific constituent elements and / . ≪ / RTI >
  • nucleic acid conjugate pair 10 comprising at least two or more nucleic acid complexes (1) will be described in detail.
  • FIG 9 is a view for explaining a nucleic acid complex pair 10 according to an embodiment of the present application.
  • the nucleic acid conjugate pair 10 may comprise at least a first nucleic acid complex 110 and a second nucleic acid complex 120.
  • the nucleic acid complex pair 10 may be composed of a first nucleic acid complex 110 and a second nucleic acid complex 120.
  • the nucleic acid complex pair 10 may be provided in a pair with the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120.
  • the first nucleic acid complex 110 may be any one of the nucleic acid complexes 1 of the nucleic acid complexes 1 according to one embodiment of the present application.
  • the first nucleic acid complex 110 may include at least one of a first crystallization part 111, a first tag part 112, a first connection part 114 and a first label part 113 .
  • the first nucleic acid complex 110 may include a first crystallization part 111, a first tag part 112, a first label part 113, and a first connection part 114.
  • the first nucleic acid complex 110 may include a first crystallographic portion 111, a first tag portion 112, and a first label portion 113.
  • the first nucleic acid complex 110 may include a first crystal portion 111, a first tag portion 112, and a first connection portion 114.
  • the first nucleic acid complex 110 may include a first crystal portion 111 and a first tag portion 112.
  • the second nucleic acid complex 120 may be any one of the nucleic acid complexes 1 of the nucleic acid complexes 1 according to one embodiment of the present application.
  • the second nucleic acid complex 120 may include at least one of a second crystal portion 121, a second tag portion 122, a second connection portion 124, and a second label portion 123 .
  • the second nucleic acid complex 120 may include a second crystal portion 121, a second tag portion 122, a second label portion 123, and a second connection portion 124.
  • the second nucleic acid complex 120 may include a second crystal portion 121, a second tag portion 122, and a second label portion 123.
  • the second nucleic acid complex 120 may include a second crystal portion 121, a second tag portion 122, and a second connection portion 124.
  • the second nucleic acid complex 120 may include a second crystal portion 121 and a second tag portion 122.
  • the components of the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 are identical.
  • the first nucleic acid complex 110 may have the same configuration as the second nucleic acid complex 120.
  • the second nucleic acid complex 120 may also include the second crystal part 121 and the second And a tag unit 122.
  • the composite 120 may also include a second crystal portion 121, a second tag portion 122, a second label portion 123, and a second connection portion 124.
  • the first nucleic acid complex 110 may have a different configuration from the second nucleic acid complex 120.
  • the second nucleic acid complex 120 may include the second A determination unit 121 and a second tag unit 122.
  • the second nucleic acid complex 120 may include a second crystal A second tag portion 122, a second label portion 123, and a second connection portion 124.
  • the positional relationship between the constituent elements of the first nucleic acid complex 110 and the constituent elements of the second nucleic acid complex 120 may be the same.
  • the positional relationship between the constituent elements of the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may have the same positional relationship.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 include the crystal portion 100, the tag portion 200, and the label portion 300
  • the first nucleic acid complex 110 And the second nucleic acid complex 120 may be connected in the order of the crystal unit 100, the tag unit 200, and the label unit 300.
  • the positional relationship of the constituent elements of the first nucleic acid complex 110 and the constituent elements of the second nucleic acid complex 120 may be different.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may be partially different in configuration so that the positional relationship between the components of the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex The positional relationship of the components of the display device 120 may be different.
  • the first nucleic acid complex 110 includes a first crystal section 111, a first tag section 112, a first label section 113, and a first connection section 114
  • the complex 120 includes the second crystal part 121, the second tag part 122 and the second label part 123
  • the first nucleic acid complex 110 includes the first crystal part 111
  • the second nucleic acid complex 120 is connected to the first connection part 114 in the order of the first tag part 112 and the first label part 113.
  • the second nucleic acid complex 120 is in the form of a second crystal part 121, 122, and a second label unit 123 in that order.
  • the positional relationship between the constituent elements of the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex may be different.
  • first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 include the crystal portion 100, the tag portion 200, the label portion 300, and the connection portion 400
  • 1 nucleic acid complex 110 is connected in the order of a crystal unit 100, a connection unit 400, a tag unit 200 and a label unit 300.
  • the second nucleic acid complex 120 includes a crystal unit 100, The label unit 300, the connection unit 400, and the tag unit 200 in this order.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may have the same function between the corresponding components.
  • the component corresponding to the first determining unit 111 may be the second determining unit 121.
  • the component corresponding to the first tag unit 112 may be the second tag unit 122.
  • the component corresponding to the first label portion 113 may be the second label portion 123.
  • the component corresponding to the first connection part 114 may be the second connection part 124.
  • nucleic acid conjugate pair 10 having the same function between the corresponding components between the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 includes the first crystal portion 111 and the second crystal portion 121 function as a PCR primer and the first label portion 113 and the second label portion 123 generate signals (e.g., emit light or perform an oxidation / reduction reaction ) Function.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may comprise functional components that are mutually corresponding to each other.
  • the first label portion 113 performs a function of generating a specific signal (e.g., emits light of a first wavelength band), and the second label portion 123 absorbs the specific signal E.g., absorbing light in the first wavelength band).
  • a specific signal e.g., emits light of a first wavelength band
  • the second label portion 123 absorbs the specific signal E.g., absorbing light in the first wavelength band
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 include at least one component having a different inter-component function from each other, the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 120 may include at least one component having the same function as the corresponding component.
  • the first label portion 113 performs a function of generating a specific signal (e.g., emits light of a first wavelength band), and the second label portion 123 absorbs the specific signal E.g., absorbing light in the first wavelength band).
  • the first determining unit 111 and the second determining unit 121 may function as a PCR primer.
  • first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 include at least one component having a different inter-component function from each other, the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid The complexes 120 may not include at least one component having the same function between the corresponding components.
  • the first label portion 113 performs a function of generating a specific signal (e.g., emits light of a first wavelength band), and the second label portion 123 absorbs the specific signal E.g., absorbing light in the first wavelength band).
  • the first tag unit 112 performs a function of a PCR clamping probe, and the second tag unit 122 may not perform a function of a PCR clamping probe.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may have the same constituent material between the corresponding constituent elements.
  • first crystal unit 111 and the second crystal unit 121 are made of a polymer of unit molecules of DNA
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 may be composed of the polymer of Formula 10 above.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may comprise different constituent elements of the corresponding constituent components.
  • the first crystallization part 111 is made of a polymer of unit molecules of DNA, and the second crystallization part 121 (a component corresponding to the first crystallization part 111) Polymer.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may include at least one component having the same constituent material between the corresponding constituent elements.
  • the first crystallization part 111 is made of a polymer of unit molecules of DNA, and the second crystallization part 121 (a component corresponding to the first crystallization part 111) Polymer.
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 may be composed of the compound 10 described above.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 correspond to each other and at least one constituent is different from each other, the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may not include at least one component having the same constituent material between the corresponding constituent elements.
  • the first crystallization part 111 is made of a polymer of unit molecules of DNA, and the second crystallization part 121 (a component corresponding to the first crystallization part 111) Polymer.
  • the first tag portion 112 may be composed of a polymer of unit molecules of DNA
  • the second tag portion 122 may be composed of a polymer of PNA unit molecules.
  • the first label portion 113 may be composed of fluorescent molecules
  • the second label portion 123 may be composed of a quencher molecule.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may have the same physical characteristics between the corresponding components.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may have different physical characteristics between corresponding components.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 have different physical characteristics between corresponding components
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 correspond to each other And may include at least one component having the same physical characteristics as the components.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may be mutually different from each other But may not include at least one component having the same physical characteristics among the corresponding components.
  • the physical properties may be physical length, weight, optical properties (e.g., wavelength band, intensity), cohesion with specific materials, color, thermal conductivity and / or strength.
  • first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 will be described with respect to the length of the above various physical characteristics.
  • first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 related to other properties of the physical properties will be omitted due to limitations of the specification, it will be understood by those skilled in the art that, The first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 of the present invention will be easily understood and therefore the physical characteristics should not be limited in length in interpreting the scope of the present specification.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may have the same physical length between the corresponding components.
  • the first crystallization part 111 is a single-stranded nucleic acid (for example, DNA) having a length of 10 mer
  • the second crystallization part 121 is also a single-stranded nucleic acid having a length of 10 mer DNA).
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may have physical lengths corresponding to each other.
  • the first tag portion 112 is a single-stranded nucleic acid (e.g., DNA) having a length of 10 mer
  • the second tag portion 122 is a single-stranded nucleic acid having a length of 7 mer ).
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 include at least one component having a different physical length between corresponding components
  • the composite 120 may include at least one component having the same physical length between corresponding components.
  • the second tag portion 122 may be a single-stranded nucleic acid (e.g., PNA) Lt; / RTI >
  • the first determining unit 111 is a single-stranded nucleic acid (e.g., DNA) having a length of 10 mer
  • the second determining unit 121 may be a single stranded nucleic acid (e.g., DNA) Lt; / RTI >
  • first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 include at least one component having a physical length different from that of the corresponding component
  • first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 2 nucleic acid complexes 120 may not include at least one component having the same physical length between corresponding components.
  • the second tag portion 122 may be a single-stranded nucleic acid (e.g., PNA) Lt; / RTI >
  • the first crystal unit 111 is a single-stranded nucleic acid (e.g., DNA) having a length of 17 mer
  • the second determining unit 121 may be a single stranded nucleic acid (e.g., DNA) Lt; / RTI >
  • the structures of the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 included in the nucleic acid complex pair 10 have been specifically described.
  • nucleic acid complex pair 10 This means that specific embodiments for facilitating understanding of the nucleic acid complex pair 10 according to the present application are disclosed and that the nucleic acid complex pair 10 should be interpreted only in the constitution disclosed in this specification It is not.
  • the nucleic acid conjugate pair 10 may be provided in a form including an additional nucleic acid complex 1 in addition to the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 included in the nucleic acid complex pair 10 may have distinctive characteristics other than those described above, And the second nucleic acid complex 120 may have characteristics in which at least two of the characteristics described above are distinguished.
  • nucleic acid complex pair 10 operations and examples of the nucleic acid complex pair 10 according to an embodiment of the present application will be specifically described. According to the structure of the nucleic acid complex pair 10 already described and the operation and examples of the nucleic acid complex pair 10 described below, the terminology and function of the nucleic acid complex pair 10 will be more specifically understood It will be possible.
  • the nucleic acid complex pair 10 is composed of the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 and the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 are the same,
  • the second nucleic acid complex 120 includes a first crystallization part 111, a first connection part 114, a first tag part 112 and a first label part 113,
  • the second connector portion 121, the second connector portion 124, the second tag portion 122, and the second label portion 123 will be described.
  • nucleic acid complex pair 10 used in the various embodiments described below should be construed in a limited manner in accordance with the above-described assumptions It does not.
  • the first determination unit 111 may complementarily bind to a first target base sequence.
  • first target base sequence may mean a base sequence complementary to at least a part of the base sequence of the first determinant 111.
  • the complementary binding between the first determinant 111 and the first target base sequence may mean that at least one of the electrical, chemical, or physical properties is correspondingly associated.
  • the first nucleotide sequence may be complementarily combined with the first nucleotide sequence through a hydrogen bond between the first target nucleotide sequence and at least one base of the first crystallization unit 111, can do.
  • the binding force between the first determinant 111 and the first target base sequence is determined by the type of the unit molecule of the first determiner 111, the type of base of the unit molecule of the first determiner 111, 1 < / RTI > target sequence, and the number of bases involved in complementary binding to the target sequence.
  • the unit molecule of the first crystal unit 111 binding to the first target base sequence is a unit molecule of the PNA
  • the unit of the first crystal unit 111 binding to the first target base sequence may be stronger than when the molecule is composed of a unit molecule of DNA.
  • the base contained in at least a part of the region of the first crystal unit 111 binding to the first target base sequence has a high content of C (cytosine) -G (guanine)
  • the first target base sequence (Cytochrome) -G (guanine) contained in at least a part of the region of the first crystal unit 111 that is coupled to the first crystal unit 111 is low, Can be strong.
  • the first crystal unit 111 when the base contained in at least a part of the region of the first crystal unit 111 binding to the first target base sequence is 10 bp, the first crystal unit 111, which binds to the first target base sequence, The bonding strength between the first target base sequence and the first crystal unit 111 may be stronger than that in the case where the base included in at least a part of the first target base sequence is 5 bp.
  • the second determination unit 121 may complementarily bind to the second target base sequence.
  • the term “second target base sequence” may mean a base sequence complementary to at least a part of the base sequence of the second crystallization unit 121.
  • the complementary binding between the second determinant 121 and the second target base sequence may mean that at least one of the electrical, chemical, or physical properties is associated with each other.
  • the second target base sequence and the second target base sequence are complementarily combined can do.
  • the binding force between the second crystal unit 121 and the second target base sequence is determined by the type of the unit molecule of the second crystal unit 121, the type of the base unit molecule of the second crystal unit 121, Can be determined in relation to at least one of the number of bases involved in complementary binding with the base sequence.
  • the unit molecule of the second crystal unit 121 binding to the second target base sequence is a unit molecule of the PNA
  • the unit of the second crystal unit 121 binding to the second target base sequence may be stronger than when the molecule is composed of a unit molecule of DNA.
  • the base contained in at least a partial region of the second crystal portion 121 binding to the second target base sequence has a high content of C (cytosine) -G (guanine)
  • the second target base sequence (Cytosine) -G (guanine) contained in at least a part of the region of the second crystal unit 121 coupled to the second crystal unit 121 is lower than that of the second target base sequence and the second crystal unit 121, Can be strong.
  • the second crystal unit 121 when the base included in at least a partial region of the second crystal unit 121 binding to the second target base sequence is 10 bp, the second crystal unit 121, which binds to the second target base sequence, The binding force between the second target base sequence and the second crystal unit 121 may be stronger than that in the case where the base included in at least a part of the target base sequence is 5 bp.
  • the first crystal unit 111 and the second crystal unit 121 can specifically combine with each other.
  • the first target nucleic acid including the first target base sequence complementarily binding to the first determiner 111 may include a second target base sequence complementary to the second determiner 121 And may be associated with a second target nucleic acid.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may act on mutually related materials.
  • the first determination unit 111 and the second determination unit 121 may be related to each other.
  • first crystallization part 111 and the second crystallization part 121 can specifically bind to the same nucleic acid.
  • the first target nucleic acid and the second target nucleic acid may be the same.
  • the first target base sequence and the second target base sequence may be contained in a single-stranded nucleic acid.
  • first target base sequence and the second target base sequence are included in the double-stranded nucleic acid, and the first target base sequence and the second target base sequence may be included in any one of the double strands.
  • the first target base sequence and the second target base sequence are included in the double-stranded nucleic acid, wherein the first target base sequence is contained in one strand of the double strand and the second target base sequence is included in the other of the double strands May be contained in one strand.
  • FIGS. 10 and 11 are views for explaining the operation of the first determination unit 111 and the second determination unit 121 according to one embodiment of the present application.
  • the first crystal unit 111 and the second crystal unit 121 may be complementarily coupled to an associated substance.
  • the first crystal unit 111 and the second crystal unit 121 may be complementarily coupled to the same nucleic acid.
  • the same nucleic acid may be a single-stranded nucleic acid comprising a first target base sequence and a second target base sequence.
  • the first determining unit 111 is complementarily bound to the first target base sequence, and the first target base sequence
  • the second determining unit 121 can complementarily bind to the second target base sequence in another region.
  • the first tag portion 112 connected to the first determination portion 111 and the second tag portion 122 connected to the second determination portion 121 are connected to the first determination portion 111 or the second And can be positioned on one side with reference to the crystal unit 121 (see Fig. 10 (a)).
  • the first determining unit 111 is complementarily bound to the first target base sequence, and the first target base sequence
  • the second determining unit 121 can complementarily bind to the second target base sequence in a region other than the second target base sequence.
  • the first tag portion 112 connected to the first determining portion 111 and the second tag portion 122 connected to the second determining portion 121 are connected to the first determining portion 111 and the second determining portion 121, And can be positioned on the other side with reference to the crystal unit 121 (see Fig. 10 (b)).
  • the first crystal unit 111 and the second crystal unit 121 may be complementarily coupled to an associated substance.
  • the first crystal unit 111 and the second crystal unit 121 may be complementarily coupled to the same nucleic acid.
  • the first target base sequence and the second target base sequence are included in the double-stranded nucleic acid, and the first target base sequence and the second target base sequence can be included in any one of the double strands.
  • the first determining unit 111 is complementarily bound to the first target base sequence, and the second target base sequence included in any one of the strands containing the first target base sequence has the second determining unit 121 Can be complementarily combined (see Fig. 11 (a)).
  • the first crystal unit 111 and the second crystal unit 121 may be complementarily coupled to an associated substance.
  • the first crystal unit 111 and the second crystal unit 121 may be complementarily coupled to the same nucleic acid.
  • the first target base sequence and the second target base sequence are included in the double-stranded nucleic acid
  • the first target base sequence is contained in one of the double strands
  • the second target base sequence is included in the other of the double strands May be contained in one strand.
  • One region of the nucleic acid corresponding to the first target base sequence and one region of the nucleic acid corresponding to the second target base sequence may exist in the form of a single strand.
  • the first determining unit 111 is complementary to the first target base sequence, and the second target base sequence is included in one strand containing the first target base sequence and the second target base sequence included in the other strand.
  • the portion 121 can be complementarily coupled (see Fig. 11 (b)).
  • the first tag portion 112 connected to the first determination portion 111 and the second tag portion 112 connected to the second determination portion 121 are connected to each other,
  • the tag unit 122 may be located at one side with respect to the first determination unit 111 or the second determination unit 121.
  • the first target nucleic acid including the first target base sequence specifically binding to the first determinant section 111 and the second target base sequence specifically binding the second crystal section 121 May be posteriorly associated with the second target nucleic acid.
  • the first determinant portion 111 specifically binds to the first target base sequence
  • the nucleotide may be extended at the 3 ' end of the crystal unit 100 so as to have a sequence complementary to the sequence.
  • the nucleotide sequence of the extended polynucleotide may include the second target nucleic acid.
  • the polynucleotide generated at the 3 'end of the first determinant 111 may contain a second target base sequence.
  • the first target nucleic acid and the second target nucleic acid may be posteriorly associated. Specific embodiments related to this can be understood in detail in Figs. 27 and 28 to be described below.
  • the first tag portion 112 may complementarily bind to the nucleic acid complex 1 (i.e., the nucleic acid complex 1 other than the first nucleic acid complex 110).
  • first tag portion 112 may be complementarily coupled to the second tag portion 122 of the second nucleic acid complex 120.
  • the first tag portion 112 may include a compound having a chemical structure complementary to the chemical structure of the second tag portion 122.
  • the second tag portion 122 may include a compound having a chemical structure complementary to the chemical structure of the first tag portion 112.
  • the first tag unit 112 may include a base sequence complementary to the base sequence of the second tag unit 122.
  • the first tag portion 112 may include a nucleic acid and / or a nucleic acid complex 1 including a base sequence complementary to the base sequence of the second tag portion 122.
  • the second tag unit 122 may include a base sequence complementary to the base sequence of the first tag unit 112.
  • the second tag portion 122 may include a nucleic acid and / or a nucleic acid complex 1 including a base sequence complementary to the base sequence of the first tag portion 112.
  • the binding direction of the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may vary depending on the direction in which the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are joined. .
  • first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 110 may be formed in accordance with the arrangement of the elements exposed to the outside of the first tag portion 112 and the second tag portion 122 (that is, The binding direction of the nucleic acid complex 120 may be changed.
  • the binding direction of the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may vary depending on the base sequence of the first tag portion 112 and the second tag portion 122.
  • the binding direction of the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may be changed.
  • FIG. 12 is a view for explaining the direction in which the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 are combined according to an embodiment of the present invention.
  • the first tag portion 112 is configured such that one region of the first tag portion 112 adjacent to the first determination portion 111 is separated from the second crystal portion 121 And may include a complementary sequence to the second tag unit 122 so as to be complementarily combined with one region of the tag unit 122.
  • the second tag portion 122 is formed in a region of the first tag portion 112 that is separated from the first crystal portion 111 by one region of the second tag portion 122 adjacent to the second crystal portion 121,
  • the first tag portion 112 may include a complementary sequence so as to be complementarily joined.
  • first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may be connected in the order of a crystal portion 100, a connection portion 400, a tag portion 200, and a label portion 300 Can be implemented.
  • the first tag unit 112 may have a base sequence of CCCCCAAAA by listing the base sequences of the first tag unit 112 adjacent to the first connection unit 114.
  • the second tag portion 122 may have a nucleotide sequence of TTTTGGGGG by listing the nucleotide sequences of the second tag portion 122 adjacent to the second linking portion 124.
  • the first tag portion 112 may have a nucleotide sequence of 5'-CCCCCAAAA-3 ⁇ , which is arranged from the nucleotide sequence of the first tag portion 112 adjacent to the first connection portion 114.
  • the second tag portion 122 may have a nucleotide sequence of 5'-TTTTGGGGG-3 ⁇ , starting from the nucleotide sequence of the second tag portion 122 adjacent to the second linking portion 124.
  • the first tag portion 112 may have a nucleotide sequence of 3'-CCCCCAAAA-5 ', which is arranged from the nucleotide sequence of the first tag portion 112 adjacent to the first linking portion 114 have.
  • the second tag unit 122 may have a nucleotide sequence of 3'-TTTTGGGGG-5 ⁇ , which is arranged from the nucleotide sequence of the second tag unit 122 adjacent to the second linking unit 124.
  • One region of the second tag portion 122 adjacent to the second crystal portion 121 is complementarily coupled to one region of the first tag portion 112 spaced from the first crystal portion 111,
  • the first determination unit 111 is positioned on one side with respect to the first tag unit 112 and the second tag unit 122 and the second determination unit 121 is positioned on the first side relative to the first tag unit 112 and the second tag unit 122, And may be positioned on the other side with respect to the tag portion 112 and the second tag portion 122.
  • One region of the second tag portion 122 adjacent to the second crystal portion 121 is complementarily coupled to one region of the first tag portion 112 spaced from the first crystal portion 111, A portion of the first determination unit 111 connected to the first tag unit 112 is connected to the first tag unit 112 and the second tag unit 122, And a portion of the second crystal part 121 connected to the second tag part 122 is located on the first side of the first tag part 112 and the imaginary one side of the second tag part 122 Can be located on the second side as a reference. The first side and the second side may be on the other side with respect to the virtual one side.
  • the first tag portion 112 is formed in such a manner that one region of the first tag portion 112 adjacent to the first determination portion 111 is adjacent to the second tag portion 112 adjacent to the second determination portion 121, And may include a complementary sequence to the second tag unit 122 so as to be complementarily combined with one region of the tag unit 122.
  • the second tag portion 122 is formed in such a manner that one region of the second tag portion 122 adjacent to the second determination portion 121 is divided into one region of the first tag portion 112 adjacent to the first determination portion 111,
  • the first tag portion 112 may include a sequence complementary to the first tag portion 112.
  • first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may be connected in the order of a crystal portion 100, a connection portion 400, a tag portion 200, and a label portion 300 Can be implemented.
  • the first tag unit 112 may have a base sequence of CCCCCAAAA by listing the base sequences of the first tag unit 112 adjacent to the first connection unit 114.
  • the second tag portion 122 may have a nucleotide sequence of GGGGGTTTT from the nucleotide sequence of the second tag portion 122 adjacent to the second linking portion 124.
  • the first tag portion 112 may have a nucleotide sequence of 5'-CCCCCAAAA-3 ⁇ , which is arranged from the nucleotide sequence of the first tag portion 112 adjacent to the first connection portion 114.
  • the second tag portion 122 may have a nucleotide sequence of 3'-GGGGGTTTT-5 ', which is arranged from the nucleotide sequence of the second tag portion 122 adjacent to the second link portion 124.
  • the first tag portion 112 may have a nucleotide sequence of 3'-CCCCCAAAA-5 ', which is arranged from the nucleotide sequence of the first tag portion 112 adjacent to the first linking portion 114 have.
  • the second tag portion 122 may have a nucleotide sequence of 5'-GGGGGTTTT-3 ', which is arranged from the nucleotide sequence of the second tag portion 122 adjacent to the second link portion 124.
  • One region of the second tag portion 122 adjacent to the second crystal portion 121 is complementarily coupled with one region of the first tag portion 112 adjacent to the first crystal portion 111,
  • the first determination unit 111 is located at one side with respect to the first tag unit 112 and the second tag unit 122 and the second determination unit 121 is positioned at one side with respect to the first tag unit 112 and the second tag unit 122, The first tag portion 112 and the second tag portion 122 as a reference.
  • One region of the second tag portion 122 adjacent to the second crystal portion 121 is complementarily coupled with one region of the first tag portion 112 adjacent to the first crystal portion 111, A portion of the first determination unit 111 connected to the first tag unit 112 is connected to a virtual surface of the first tag unit 112 and the second tag unit 122 And a portion of the second crystal portion 121 connected to the second tag portion 122 is located on the first side of the first tag portion 112 and the second tag portion 122, As shown in FIG. The first side and the second side may be on the same side with respect to the imaginary one side.
  • the first nucleic acid complex 110 and the second nucleic acid complex 120 may be mutually connected to each other according to the nucleotide sequence of the first tag portion 112 and the second tag portion 122,
  • the shape can be changed.
  • the shape of the at least one target nucleic acid including the first target base sequence and the second target base sequence may be changed according to the base sequence of the first tag portion 112 and the second tag portion 122.
  • the following table 1.2 will be concretely described in the formation of the secondary structure.
  • the first tag portion 112 may include a region that is complementarily coupled to the second tag portion 122.
  • the first tag portion 112 may be complementarily coupled to at least a portion of the second tag portion 122.
  • the first tag portion 112 may be complementarily coupled to the entire region of the second tag portion 122.
  • the base sequence of the first tag unit 112 may be complementary to the base sequence of the second tag unit 122.
  • the first tag portion 112 may not have a base not coupled to the second tag portion 122.
  • the base sequence of the second tag unit 122 may be complementary to the base sequence of the first tag unit 112.
  • the second tag portion 122 may not have a base that is not coupled to the base sequence of the first tag portion 112.
  • the first tag unit 112 has a base sequence complementary to the base sequence of the second tag unit 122, and the base sequence of the first tag unit 112 corresponds to the base sequence of the second tag unit 122 122) and at least one base sequence.
  • the second tag part 122 has a base sequence complementary to the base sequence of the first tag part 112 and the base sequence of the second tag part 122 has a base sequence complementary to that of the first tag part 112
  • the base sequence and the at least one base sequence may be different.
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are formed based on a combination of mutually complementary base sequences included in the first tag portion 112 and the second tag portion 122, Can be mismatched and combined.
  • first tag portion 112 may be complementarily coupled to a portion of the second tag portion 122.
  • the base sequence of the first tag unit 112 may be complementary to a base sequence of the base sequence of the second tag unit 122.
  • the first tag portion 112 may not have a base not coupled to the second tag portion 122.
  • the second tag portion 122 may include a base that is not coupled to the base sequence of the first tag portion 112.
  • FIG 13 is a view for explaining the coupling between the first tag portion 112 and the second tag portion 122 according to the embodiment of the present application.
  • the first tag portion 112 may be complementarily coupled to a portion of the second tag portion 122.
  • the base sequence of the first tag unit 112 and the base sequence of the second tag unit 122 are complementary to each other.
  • the first tag unit 112 is connected to the second tag unit 122). ≪ / RTI >
  • the region BR forming the complementary combination of the first tag portion 112 and the second tag portion 122 is a region complementary to the second tag portion 122 of the first tag portion 112 Can be relatively adjacent to a portion where the first tag portion 112 and the first determination portion 111 are connected, as compared with the region NBR where no bond is formed.
  • the base that is complementarily coupled to the second tag portion 122 of the first tag portion 112 is not complementary to the second tag portion 122 of the first tag portion 112 Can be formed adjacent to the first crystal portion 111 as compared with a base (see Fig. 13 (a)).
  • the region BR forming the complementary combination of the first tag portion 112 and the second tag portion 122 is a region complementary to the second tag portion 122 of the first tag portion 112
  • the first tag portion 112 and the first determination portion 111 may be relatively spaced from each other at a portion where the first tag portion 112 and the first determination portion 111 are connected to each other.
  • the base that is complementarily coupled to the second tag portion 122 of the first tag portion 112 is not complementary to the second tag portion 122 of the first tag portion 112 And may be spaced apart from the first crystal portion 111 as compared with the base (see FIG. 13 (b)).
  • the region BR forming the complementary combination of the first tag portion 112 and the second tag portion 122 is complementarily coupled to the second tag portion 122 of the first tag portion 112 (NBR) which does not engage with the second tag portion 122 of the first tag portion 112 and the second region NBR which does not engage with the second tag portion 122 of the first tag portion 112.
  • the first tag unit 112 includes a first target base sequence not complementary to the second tag unit 122, a second target base sequence complementary to the second tag unit 122, And a third base sequence that is not complementary to the second tag unit 122.
  • the first tag unit 112 includes a first target base sequence not complementary to the second tag unit 122, a second target base sequence complementary to the second tag unit 122, , And a third base sequence that is not complementary to the second tag unit 122 (refer to FIG. 13 (c)).
  • first tag portion 112 further includes a base sequence that is not complementary to the base sequence of the second tag portion 122, 1 tag unit 112 of the present invention.
  • a base that is not complementarily coupled to the first tag portion 112 of the second tag portion 122 may be a complementary base to the first tag portion 112 and the second tag portion 122, May be formed in a first direction (e.g., a direction from the 5 'end to the 3' end with respect to the second tag portion 122) of the region joined with the second tag portion 122.
  • a base that does not complementarily bind with the first tag portion 112 of the second tag portion 122 may be a complementary base to the first tag portion 112 and the second tag portion 122, May be formed in a second direction (e.g., a direction from the 3 'end to the 5' end with respect to the second tag portion 122) of the region coupled with the second tag portion 122.
  • a base that is not complementarily coupled to the first tag portion 112 of the second tag portion 122 may be a complementary base to the first tag portion 112 and the second tag portion 122, (E.g., the direction from the 5 'end to the 3' end with respect to the second tag portion 122) and the second direction (e.g., the second tag portion 122 with respect to the second direction) The direction from the 3 'end to the 5' end).
  • the first label portion 113 and the second label portion 123 may be involved in labeling the nucleic acid complex pair 10.
  • the first label portion 113 may be involved in labeling the nucleic acid complex pair 10 through an action associated with the second label portion 123.
  • the second label portion 123 may be involved in labeling the nucleic acid complex pair 10 through an action associated with the first label portion 113.
  • the first label portion 113 and the second label portion 123 can be linked.
  • the coupling between the first label portion 113 and the second label portion 123 (Hereinafter referred to as linkage) can be generated.
  • first label portion 113 and the second label portion 123 may be connected to each other through complementary coupling between the first tag portion 112 and the second tag portion 122.
  • the first label unit 113 and the second target base sequence 2 label portions 123 can be generated.
  • a linking operation can be performed in such a manner that energy transfer occurs between the first label portion 113 and the second label portion 123.
  • the first label unit 113 provides energy to the second label unit 123 and the second label unit 123 supplies energy to the first label unit 113.
  • the second label portion 123 provides energy to the first label portion 113, and the first label portion 113 receives energy from the second label portion 123 Lt; / RTI >
  • the first label portion 113 may provide energy to the second label portion 123, and may be provided with energy from the second label portion 123.
  • the second label unit 123 may provide energy to the first label unit 113 and may receive energy from the first label unit 113.
  • the physical properties may vary.
  • the physical properties may be at least one of chemical, electrical, optical, and magnetic properties.
  • the first label portion 113 and the second label portion 123 may include a first label portion 113 and a second label portion 123 depending on whether a linking action has occurred between the first label portion 113 and the second label portion 123.
  • (UC) can be changed.
  • the changed optical characteristics may be a change in intensity of light, a change in wavelength band of light, and the like.
  • the first label portion 113 and the second label portion 123 are formed on the basis of physical properties that have changed depending on whether or not the linked action between the first label portion 113 and the second label portion 123 has occurred. It is possible to confirm whether or not the second label portion 123 is linked. As a result, the nucleic acid complex pair 10 can be labeled in such a manner that the information of the nucleic acid complex pair 10 is confirmed according to whether the first label portion 113 and the second label portion 123 are linked.
  • the first label portion 113 is a fluorescent molecule that emits light in the first wavelength band when light is incident, and the second label portion 123 absorbs light when the light in the first wavelength band is incident. Is a black hole quan- tizer molecule.
  • FIG 14 is a view for explaining the operation of the first label portion 113 and the second label portion 123 according to an embodiment of the present application.
  • the "linkage effective distance (LD)" between the first label portion 113 and the second label portion 123 can be defined.
  • linkage effective distance LD refers to a distance between the first label portion 113 and the second label portion 123, in which the linking action between the first label portion 113 and the second label portion 123 can be performed. May refer to a reference separation distance from the label portion 123.
  • linkage effective distance LD refers to a distance from the first label portion 113 to the second label portion 113, from which the linking action between the first label portion 113 and the second label portion 123 can be performed, It may mean the critical distance of the degree of separation of the label portion 123.
  • the " linkage effective distance LD" refers to a distance from the second label portion 123 to the first label portion 113, from which the linking action between the first label portion 113 and the second label portion 123 can be performed, It may mean the critical distance of the degree of separation of the label portion 113.
  • the linking action effective distance LD can be determined based on the properties of the first label portion 113 and the second label portion 123.
  • the linkage effective distance LD can be determined according to the characteristics between the fluorescent molecule and the quencher molecule. For example, when the quencher molecule has a characteristic that a coupling action is performed when the molecule is within a range of 100 angstroms from the fluorescent molecule, the coupling action effective distance LD may be 100 angstroms.
  • the first label portion 113 and the second label portion 123 are disposed adjacent to each other so that the distance between the first label portion 113 and the second label portion 123 is smaller than the link effective distance LD. , The first label portion 113 and the second label portion 123 can perform a linking operation (see FIG. 14 (a)).
  • the first label portion 113 and the second label portion 123 When the first label portion 113 and the second label portion 123 perform the combined action, the first label portion 113 emits light of the first wavelength band, and the second label portion 123 emits light of the first wavelength band. It can absorb light of one wavelength. As a result, when light of the unit cell UC including the first label portion 113 and the second label portion 123 is detected through the optical device, the light of the first wavelength range from the unit cell UC It may not be detected. Or as a result of detecting light of the unit cell UC including the first label portion 113 and the second label portion 123 through the optical device, The intensity of the light of the wavelength band can be reduced.
  • the first label portion 113 and the second label portion 123 are spaced apart and the distance between the first label portion 113 and the second label portion 123 exceeds the linkage effective distance LD ,
  • the first label unit 113 and the second label unit 123 may not perform a linking operation (see FIG. 14 (b)).
  • the first label portion 113 and the second label portion 123 do not perform the linking action, the first label portion 113 emits light of the first wavelength band, and the second label portion 123 emits light of the first wavelength band. It may not emit light of one wavelength band.
  • a unit cell UC for example, a tube
  • the light of the first wavelength range can be detected.
  • the distance between the first label portion 113 and the second label portion 123 is determined based on whether the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are engaged or not It can be different.
  • the distance between the first label portion 113 and the second label portion 123 can be determined based on whether or not the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are engaged.
  • first label portion 113 and the second label portion 123 may be disposed adjacent to each other.
  • first tag portion 112 and the second tag portion 122 are complementarily coupled to each other, the first label portion 113 and the second tag portion 122 connected to the first tag portion 112, And the second label portion 123 connected to the second label portion 123 can be disposed adjacent to each other.
  • first label portion 113 and the second label portion 123 may be spaced apart from each other.
  • first label portion 113 and the second tag portion 122 connected to the first tag portion 112, The second label portion 123 may be spaced apart.
  • the distance between the first label portion 113 and the second label portion 123 is determined based on whether or not the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are engaged. Whether or not the linkage operation is performed can be determined.
  • F 15 is a graph of a fluorescence value (F) per wavelength band WL according to the coupling action between the first label portion 113 and the second label portion 123, according to an embodiment of the present application.
  • the linking action between the first label portion 113 and the second label portion 123 may cause a change in optical characteristics.
  • the optical characteristics of the unit cell UC including the first label portion 113 and the second label portion 123 after the interlocking action between the first label portion 113 and the second label portion 123 are different from each other .
  • the first label portion 113 and the second label portion 123 123) can cause a change in the wavelength band of the detected signal (e.g., the wavelength band of light).
  • the first label portion 113 and the second label portion 123) can cause a change in the intensity of the signal at a certain wavelength band.
  • the first label portion 113 and the second label portion 123 (123) may cause a change such that the On / Off of the signal is changed due to setting or limitation of the optical device.
  • the detection value of the unit cell UC becomes the fluorescence threshold value TF) (see Fig. 15 (a)).
  • the fluorescence threshold value TF may be the lowest fluorescence value capable of detecting the fluorescence value through the optical device, which is determined by the setting of the optical device or the limit of the optical device.
  • the detection value of the unit cell UC is reduced to less than the fluorescence threshold value TF in accordance with the linkage action in the initial state (i.e., the detection value of the unit cell UC exceeds the fluorescence threshold value TF of the optical device) ,
  • the signal of the optical device may change from an on state to an off state.
  • the signal of the optical device continuously detects the fluorescence value of the unit cell UC, And can be changed to an off state.
  • the detection value of the unit cell UC is detected
  • the coupling action of the first label portion 113 and the second label portion 123 occurs in a state where the fluorescence threshold value TF is exceeded in the region DR, It can be reduced to less than the fluorescence threshold value TF in the detection area DR (see Fig. 15 (b)).
  • the detection area DR may be a wavelength band range capable of detecting the fluorescence value through the optical device determined by the setting of the optical device or the limit of the optical device.
  • the fluorescence threshold value TF may be the lowest fluorescence value capable of detecting the fluorescence value through the optical device determined by setting or limitation of the optical device.
  • the detection value of the unit cell UC is detected in the detection area (i.e., the detection value of the unit cell UC) in the initial state (that is, the detection value of the unit cell UC exceeds the fluorescence threshold value TF in the detection area DR of the optical device) DR to a fluorescence threshold TF, the signal of the optical device may change from an on state to an off state.
  • the signal of the optical device changes the fluorescence value of the unit cell UC continuously And the state of changing to the off state can be shown.
  • the first connection part 114 can prevent the amplification product for the first tag part 112 from being generated when the PCR is performed.
  • the second connection unit 124 can prevent the amplification product for the second tag unit 122 from being generated when the PCR is performed.
  • the first connection part 114 and the second connection part 124 may allow the first and second tag parts 112 and 122 to be maintained as a single-stranded nucleic acid even after PCR is performed.
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 which are single-stranded nucleic acids, can complementarily couple within specific environmental conditions.
  • the first connection part 114 and the second connection part 124 allow the length of the amplification product generated in association with the nucleic acid conjugate pair 10 to be constant when PCR is performed .
  • the following will be described in more detail in the following Table 1. Utilization of the nucleic acid complex pair (10) # 1-PCR.
  • nucleic acid complex pair 10 The construction and general operation of the nucleic acid complex pair 10 disclosed in the present application has been described heretofore.
  • the nucleic acid complex pair 10 according to the present application can be used in various fields in which nucleic acids are used.
  • the nucleic acid complex pair 10 can be used as a primer for synthesis of a plasmid, preparation of a DNA chip, and DNA sequencing.
  • the nucleic acid complex pair 10 can be utilized to prevent amplification for a specific base sequence in PCR.
  • the nucleic acid complex pair 10 may be utilized to confirm the presence or absence of a target nucleic acid in a sample.
  • the first determining unit 111 is a forward primer and the second determining unit 121 is a reverse primer, unless otherwise specified, and the first connecting unit 114 It is assumed that the first tag portion 112 and the second link portion 124 are a PCR blocker and that the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are single strands of DNA, The fluorescence molecule and the second label portion 123 are assumed to be a quanter molecule.
  • the first determination unit 111, the first connection unit 114, the first tag unit 112, the first label unit 113, the second determination unit 121, second connecting portion 124, second tag portion 122 and second label portion 123 are to be reasonably construed by the above-described substance, constitution,
  • the second label portion 122 and the second label portion 123 should not be construed to be limited by the above-described assumptions.
  • 16 is a diagram for explaining a nucleic acid complex 1 capable of performing PCR clamping, according to an embodiment of the present application.
  • the nucleic acid complex 1 capable of performing PCR clamping may include at least a crystal section 100 and a tag section 200.
  • the nucleic acid complex 1 according to an embodiment of the present application may include a crystal part 100, a tag part 200 and a connection part 400.
  • the determination unit 100 may be a forward primer or a reverse primer that initiates PCR. A detailed description of this is given in Table 1.1.1.3.2 above, and no overlapping content will be described.
  • the tag unit 200 may be a single-stranded body containing a nucleic acid and / or a nucleic acid analogue.
  • the tag unit 200 may be a PCR clamping probe.
  • the nucleotide sequence of the tag unit 200 may differ from the nucleotide sequence of the determination unit 100 by at least one. A detailed description is given in Table 1.1.2.3.2 "PCR Clamping Probe" above.
  • connection unit 400 may be a compound having a predetermined length.
  • the connection unit 400 may be a PCR blocker. A detailed description of this is given in Table 3.1.1.3.1 Blocker for PCR, and the contents of the duplication shall not be described.
  • the nucleic acid complex (1) according to one embodiment of the present application can be used in PCR.
  • 17 is a diagram for explaining a PCR step according to an embodiment of the present application.
  • the PCR step may include a thermal denaturation step (S2000), an annealing step (S3000), and a polymerization reaction step (S4000).
  • a PCR step may be performed on a unit cell (UC) including the nucleic acid complex (1).
  • the unit cell (UC) including the nucleic acid complex (1) may be a unit cell (UC) whose temperature is changed in order to conduct a PCR reaction.
  • the unit cell UC including the nucleic acid complex 1 may be a unit cell UC provided with a plurality of samples for conducting a PCR reaction.
  • the unit cell UC may be a tube through which the PCR reaction proceeds.
  • At least one sample may be provided in the unit cell UC.
  • the unit cell UC may be provided with at least one sample used in the PCR step.
  • the nucleic acid complex 1 may be included in the unit cell UC.
  • Eg polymerase
  • a base fragment eg, deoxynucleotide triphosphate (dNTP)
  • dNTP deoxynucleotide triphosphate
  • coenzyme involved in PCR eg, MgCl 2, MgSO 4
  • at least one of a buffer to provide optimal pH and / or salt concentration for PCR.
  • the PCR for the unit cell UC generally includes 1) denaturation step S2000 (denaturation step) for separating the double stranded DNA by regulating the temperature of the unit cell UC, 2) 3) annealing step (S3000) for controlling the temperature of the unit cell (UC) so that the primer binds to a target nucleic acid containing a specific base sequence (for example, DNA of separated single strand) (S4000) in which an amplification product for the target nucleic acid is generated at one end of a primer bound to the target nucleic acid by controlling the temperature of the target nucleic acid.
  • S2000 denaturation step
  • S3000 annealing step
  • the thermal denaturation step (S2000), the annealing step (S3000), and the polymerization reaction step (S4000) may be sequentially and repeatedly performed.
  • the temperature controlled in the thermal denaturation step (S2000) may be a temperature at which double stranded DNA is separated.
  • the temperature of the unit cell (UC) in the thermal denaturation step (S2000) may be maintained at a temperature exceeding 80 ° C.
  • the temperature of the unit cell (UC) in the thermal denaturation step (S2000) may be maintained at a temperature exceeding 90 ° C.
  • the temperature of the unit cell (UC) in the thermal denaturation step (S2000) may be maintained in excess of 95 ° C.
  • the temperature of the unit cell (UC) in the thermal denaturation step (S2000) may be maintained at 95 ° C.
  • the temperature controlled in the annealing step (S3000) may be the temperature at which the primer binds to the target nucleic acid.
  • the temperature of the unit cell (UC) in the annealing step (S3000) may be maintained at about 40 to 60 ° C.
  • the temperature of the unit cell UC in the annealing step S3000 may be maintained at about 45 to 55 ° C.
  • the temperature of the unit cell (UC) in the annealing step (S3000) may be maintained at about 50 ° C.
  • the temperature controlled in the polymerization step S4000 may be a temperature at which an amplification product for the target nucleic acid is generated at one end of the primer bound to the target nucleic acid.
  • the temperature of the unit cell (UC) in the polymerization reaction step (S4000) may be maintained at about 50 to 70 ° C.
  • the temperature of the unit cell (UC) in the annealing step (S3000) may be maintained at about 55 to 65 ° C.
  • the temperature of the unit cell UC in the annealing step S3000 may be maintained at about 60 ° C.
  • nucleic acid complex 1 capable of performing PCR clamping according to an embodiment of the present application is provided in the unit cell UC (for example, a tube), the nucleic acid complex 1 ) Will be described in detail.
  • 18 and 19 are diagrams for explaining the operation of the nucleic acid complex 1 capable of performing PCR clamping according to one embodiment of the present application.
  • the double stranded DNA present in the unit cell UC may be denatured into single stranded DNA.
  • double stranded DNA can be separated into two single stranded DNA.
  • double stranded DNA formed through hydrogen bonding between two single stranded DNAs can be separated into two single stranded DNAs.
  • At least one single-stranded DNA separated in the thermal denaturation step S2000 may include a target base sequence (i.e., a base sequence complementary to at least a part of the base sequence of the crystal unit 100). At least one single strand of DNA present in the unit cell (UC) may comprise the target sequence.
  • a target base sequence i.e., a base sequence complementary to at least a part of the base sequence of the crystal unit 100.
  • At least one single strand of DNA present in the unit cell (UC) may comprise the target sequence.
  • the determination unit 100 may bind to a target nucleic acid containing a target nucleotide sequence of single strand DNA present in the unit cell (UC).
  • the determination unit 100 may complementarily bind to a target nucleotide sequence of single strand DNA present in the unit cell UC.
  • the determination unit 100 may complementarily bind to the target nucleotide sequence to initiate generation of an amplification product for at least a part of the target nucleic acid including the target nucleotide sequence.
  • the determination unit 100 (that is, the crystal unit 100 of the nucleic acid complex 1) is a forward primer
  • a separate reverse primer may be provided in the unit cell UC.
  • the reverse primer may be a nucleic acid complex (1).
  • the reverse primer may not be the nucleic acid complex (1).
  • the reverse primer can bind to single stranded DNA having a complementary sequence to the base sequence of the reverse primer.
  • the reverse primer can complementarily bind to single stranded DNA having a complementary sequence to the base sequence of the reverse primer.
  • a separate forward primer may be provided in the unit cell UC.
  • the forward primer may be a nucleic acid complex (1).
  • the forward primer may not be the nucleic acid complex (1).
  • the forward primer may bind to a single strand of DNA having a complementary sequence to the base sequence of the forward primer.
  • the forward primer may complementarily bind to a single strand of DNA having a complementary sequence to the base sequence of the forward primer.
  • an amplification product for at least a part of the target nucleic acid bound to the determination unit 100 may be generated with the determination unit 100 as a starting point.
  • the amplification product for at least a part of the target nucleic acid can be extended to the 3'-terminal side of the crystallization part 100.
  • an amplification product for at least a part of the single strand DNA to which the reverse primer is bound can be generated.
  • the amplification product for at least a part of the single stranded DNA to which the reverse primer is bound can be extended to the 3'-terminal side of the reverse primer.
  • the forward primer and the reverse primer are nucleic acid complexes (1)
  • the first tag portion (112) is located on one side of the double- A structure in which the second tag portion 122 is positioned on the other side (one side of the double-stranded DNA and the other side) of the DNA of the first strand may be generated.
  • the forward primer and the reverse primer are the nucleic acid complex (1)
  • the first tag portion (112) is located at the 5'end side of the forward primer and the 5'end 2 tag portion 122 is located in the structure.
  • the double stranded DNA present in the unit cell UC can be denatured into single stranded DNA.
  • the double stranded DNA comprising the target nucleotide sequence may be denatured into single stranded DNA.
  • the double stranded DNA comprising the target nucleotide sequence may be separated into two single stranded DNAs.
  • UC there may be a similar base sequence that differs from the target base sequence by at least one base sequence.
  • UC there may be a single strand of DNA and / or a single strand of DNA containing a similar base sequence.
  • the similar base sequence may refer to a base sequence in which some base sequences are omitted or partial base sequences are substituted as compared with the target base sequence.
  • the double stranded DNA containing the similar base sequence can be denatured into single stranded DNA.
  • the double stranded DNA comprising the pseudomonucleotide sequence can be separated into two single stranded DNAs.
  • the similar base sequence and the target base sequence may be contained in the same nucleic acid.
  • the similar base sequence and the target base sequence may be contained in the same DNA.
  • the similar base sequence and the target base sequence may be contained in different nucleic acids.
  • the similar base sequence and the target base sequence may be contained in another strand of DNA.
  • the determination unit 100 may bind to a target nucleic acid containing a target nucleotide sequence of single strand DNA present in the unit cell (UC).
  • the determination unit 100 may complementarily bind to a target nucleotide sequence of single strand DNA present in the unit cell UC.
  • the tag unit 200 can bind to a nucleic acid containing a pseudo-base sequence of single-stranded DNA present in the unit cell (UC).
  • the tag unit 200 can complementarily bind to a similar base sequence of single strand DNA present in the unit cell UC.
  • the tag unit 200 can prevent the determination unit 100 from being mismatched and coupled to the similar base sequence.
  • the tag unit 200 can prevent the determination unit 100 from being non-specifically bound to the similar base sequence.
  • an amplification product for at least a part of the target nucleic acid bound to the determination unit 100 may be generated with the determination unit 100 as a starting point.
  • the amplification product for at least a part of the target nucleic acid may be extended to the 3'-terminal side of the crystallization part (100).
  • the production of an amplification product for single strand DNA containing the pseudo-nucleotide sequence starting from the tag unit 200 can be prevented.
  • the tag unit 200 may be connected to the connection unit 400.
  • the tag unit 200 may be connected to the connection unit 400 to prevent the generation of an amplification product for a single strand DNA including the similar base sequence starting from the tag unit 200.
  • the tag unit 200 is connected to the connection unit 400 to prevent generation of an amplification product for single-stranded DNA including the pseudomonucleotide sequence in the 3'-terminal direction of the tag unit 200 have.
  • the H group of the 3'end of the tag unit 200 is used to be connected to the connection unit 400 so that the single strand DNA containing the similar base sequence in the 3'- It is possible to prevent the amplification product from being generated.
  • connection unit 400 is made of polyethyleneglycol (PEG)
  • the H of the tag unit 200 reacts with the OH groups of the connection unit 400 to form a covalent bond with the tag unit 200,
  • the H group of the 3'-end of the tag unit 200 in which the nucleotide is extended has already participated in the reaction and the similar base sequence Stranded DNA can be prevented from being generated.
  • the tag unit 200 in the polymerization reaction step (S4000) may be dissociated from the similar base sequence.
  • the similar base sequence can be dissociated.
  • the nucleic acid complex (1) according to an embodiment of the present application when used for PCR, the amplification product for the nucleic acid related to the pseudomonucleotide sequence, while generating an amplification product for the nucleic acid related to the target base sequence It may be possible to prevent generation.
  • the nucleic acid complex (1) according to one embodiment of the present application when used for PCR, an advantage that the desired DNA can be more accurately amplified can be obtained.
  • the nucleic acid complex 1 capable of performing PCR clamping may include the crystal part 100 and the tag part 200.
  • the determination unit 100 may be a forward primer or a reverse primer that initiates a PCR reaction.
  • the determination unit 100 may initiate generation of an amplification product for at least a partial region of the nucleic acid containing the target base sequence.
  • the tag unit 200 may include a nucleic acid analogue.
  • the tag unit 200 may be composed of a polymer of unit molecules of PNA.
  • the tag unit 200 may have a base sequence different from that of the determination unit 100 at least in some regions.
  • the tag unit 200 may have a base sequence in which a part of the base sequence of the determination unit 100 is omitted or a part of the base sequence is substituted.
  • the tag unit 200 may be coupled to a similar base sequence.
  • the tag unit 200 may be coupled to a similar base sequence to prevent binding to the similar base sequence of the crystal unit 100.
  • the tag unit 200 may be coupled to a pseudomonucleotide sequence to prevent amplification of a single strand DNA containing the pseudomonucleotide sequence.
  • the tag unit 200 may be composed of a unit molecule of a nucleic acid analogue, and may not be extended by a DNA polymerase. As a result, the tag unit 200 can prevent the amplification of single-stranded DNA containing the pseudo-nucleotide sequence.
  • 20 is a diagram for explaining a nucleic acid complex pair 10 according to an embodiment of the present application.
  • the nucleic acid conjugate pair 10 may comprise a first nucleic acid complex 110 and a second nucleic acid complex 120.
  • the first nucleic acid complex 110 may include at least a first crystal portion 111 and a first tag portion 112.
  • the second nucleic acid complex 120 may include at least a second crystal portion 121 and a second tag portion 122.
  • the first determination unit 111 may be a forward primer or a reverse primer.
  • the second determining unit 121 may be a reverse primer.
  • the second determining unit 121 may be a forward primer.
  • the first determining unit 111 may complementarily bind to a first target base sequence associated with a specific disease
  • the second determining unit 121 may include a second target base sequence Can be complementarily combined.
  • the first tag portion 112 may be complementarily coupled to the second tag portion 122.
  • the second tag unit 122 may include a base sequence complementary to the first tag unit 112.
  • the second tag portion 122 may include a compound that binds complementarily with the first tag portion 112.
  • the nucleic acid complex pair 10 can be utilized in PCR.
  • the nucleic acid complex pair 10 may be used in PCR to perform functions of a forward primer and a reverse primer.
  • the first nucleic acid complex 110 may be used as a forward primer and the second nucleic acid complex 120 may be used as a reverse primer.
  • the first nucleic acid complex 110 may be used as a reverse primer
  • the second nucleic acid complex 120 may be used as a forward primer.
  • the nucleic acid complex pair 10 When the nucleic acid complex pair 10 is used in PCR, the nucleic acid complex pair 10 may need to be provided in a unit cell (UC) in which PCR is to be performed.
  • UC unit cell
  • the nucleic acid conjugate pair 10 When the nucleic acid conjugate pair 10 is provided in the unit cell UC, the nucleic acid conjugate pair 10 may be a state in which the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are complementarily coupled to each other. have.
  • the unit cell UC may be provided with a nucleic acid complex pair 10 in which a first tag portion 112 and a second tag portion 122 are complementarily coupled to each other.
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 may be synthesized in a complementary manner in the process of synthesizing the nucleic acid conjugate pair 10.
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 may be complementarily combined with each other.
  • 21 is a diagram for explaining a pairing operation of the nucleic acid complex pair 10 according to an embodiment of the present application.
  • the pairing step (S1000) may be performed before the PCR proceeds.
  • the pairing step (S1000) may be performed prior to the thermal denaturation step (S2000).
  • the pairing step S1000 may be a step of inducing a complementary combination of the first tag portion 112 and the second tag portion 122.
  • the complementary coupling of the first and second tag portions 112 and 122 of the nucleic acid complex pair 10 included in the unit cell UC is induced .
  • the temperature adjusted in the pairing step S1000 may be a temperature at which the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are complementarily coupled.
  • the temperature adjusted in the pairing step S1000 may be an annealing temperature in a region where the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are complementarily coupled to each other.
  • the nucleic acid complex pair 10 can be subjected to PCR.
  • the nucleic acid complex pair (10) can be thermally denaturated (S2000).
  • the nucleic acid complex pair 10 can be subjected to PCR in the order of thermal denaturation step S2000, annealing step S3000, and polymerization reaction step S4000.
  • the nucleic acid complex pair 10 can be subjected to PCR at least one cycle with one cycle of a thermal denaturation step S2000, an annealing step S3000, and a polymerization reaction step S4000.
  • the solution to the unit cell UC containing the nucleic acid complex pair 10 after the pairing step S1000 may be dispensed.
  • the solution to the unit cell UC containing the nucleic acid complex pair 10 after the pairing step S1000 may be dispensed into a smaller unit (e.g., a tube or a well).
  • a smaller unit e.g., a tube or a well.
  • 22 is a diagram for explaining a nucleic acid complex pair 10 according to an embodiment of the present application.
  • the nucleic acid conjugate pair 10 may comprise a first nucleic acid complex 110 and a second nucleic acid complex 120.
  • the first nucleic acid complex 110 may include at least a first crystal portion 111, a first tag portion 112, and a first label portion 113.
  • the second nucleic acid complex 120 may include at least a second crystal portion 121, a second tag portion 122, and a second label portion 123.
  • the first determination unit 111 may be a forward primer or a reverse primer.
  • the second determining unit 121 may be a reverse primer.
  • the second determining unit 121 may be a forward primer.
  • the first determining unit 111 may complementarily bind to a first target base sequence associated with a specific disease
  • the second determining unit 121 may include a second target base sequence Can be complementarily combined.
  • the first tag portion 112 may be complementarily coupled to the second tag portion 122.
  • the second tag unit 122 may include a base sequence complementary to the first tag unit 112.
  • the second tag portion 122 may include a compound that binds complementarily with the first tag portion 112.
  • the first label portion 113 and the second label portion 123 may perform a linking operation.
  • the first label portion 113 is a fluorescent molecule
  • the second label portion 123 may be a quan- tizer molecule that functions to absorb or convert light emitted from the first label portion 113.
  • first label portion 113 and the second label portion 123 are linked or not may be related to whether or not the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are coupled. For example, whether or not the first label portion 113 and the second label portion 123 are linked can be determined by whether or not the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are coupled to each other .
  • the solution to the unit cell UC including the nucleic acid complex pair 10 may be dispensed after the pairing step S1000, as in the above-described embodiment. After the pairing step (S1000), the solution to the unit cell (UC) containing the nucleic acid complex pair (10) can be dispensed into smaller units.
  • the physical characteristics of the smaller unit cell UC before the temperature control and the physical characteristics of the smaller unit cell UC after the temperature control Physical properties may vary. For example, when optical characteristics for the smaller unit cell (UC) are detected through an optical device, a detection value before the unit cell (UC) whose temperature has been adjusted to raise the temperature increases the temperature The temperature of the unit cell UC may be smaller than the detection value after the temperature of the unit cell UC is adjusted.
  • the first crystallization part 111 and the second crystallization part 121 can specifically bind to each other.
  • the nucleic acid complex pair 10 includes a first target base sequence that is complementary to the first crystal section 111 and a second target base sequence that is complementary to the second crystal section 121 (I. E., An associated substance). ≪ / RTI > The first determining unit 111 and the second determining unit 121 can specifically bind to a nucleic acid including a first target base sequence and a second target base sequence.
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 can be complementarily combined.
  • the shape of the structure connected to the first and second crystallization parts 111 and 121 can be changed according to the complementary coupling between the first and second tag parts 112 and 122 .
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are connected to each other by a complementary coupling between the first and second tag portions 112 and 121, Can form a secondary structure.
  • the structure connected to the first crystal portion 111 and the second crystal portion 121 has a similar hairpin structure .
  • the shape of the secondary structure formed by the complementary combination of the first tag portion 112 and the second tag portion 122 may be a shape of the first tag portion 112 and the second tag portion 122, (122).
  • the tag portion 200 has been described in detail in the above table 2.2, and thus a duplicate description will be omitted.
  • FIGS. 23 and 24 are views for explaining the formation of a secondary structure of a structure coupled with the first crystallization part 111 and the second crystallization part 121, according to an embodiment of the present application.
  • the first determining unit 111 may bind to a nucleic acid containing a first target base sequence.
  • the second determining unit 121 may bind to the nucleic acid containing the second target base sequence.
  • the first determining unit 111 and the second determining unit 121 may bind to a nucleic acid including a first target base sequence and a second target base sequence.
  • the first tag portion 112 may be complementarily coupled to the second tag portion 122.
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are arranged in the order of the base sequence of the region adjacent to the first determination portion 111 of the first tag portion 112 and the second base portion 122 of the second tag portion 122 121 may have a base sequence so that the base sequence of the isolated region is complementary to the base sequence.
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are connected to the base sequence of the region adjacent to the first connection portion 114 of the first tag portion 112 and the second connection portion 124 of the second tag portion 122, And the base sequence of the isolated region may have a nucleotide sequence to make a complementary binding.
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 may have a base sequence capable of binding in the form as shown in FIG. 12 (a).
  • the nucleic acid comprising the first target base sequence and the second target base sequence may form a pseudo-circular structure.
  • the nucleic acid including the first target base sequence and the second target base sequence may be complementarily combined with the first and the second determinants 111 and 121.
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are complementarily combined with each other, the first target base sequence and the second target base sequence, which are connected to the first determiner 111 and the second determiner 121, May form a pseudo-circular structure.
  • the base sequence of the region adjacent to the first determining unit 111 of the first tag unit 112 and the nucleotide sequence of the region separated from the second determining unit 121 of the second tag unit 122 are complementary
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are complementarily combined with each other in the form of a first target portion sequence and a second target portion sequence connected to the first determination portion 111 and the second determination portion 121
  • the nucleic acid containing the target base sequence can form a pseudo-circular structure.
  • pseudo-circular structure means that at least a part of the loop structure formed to have an arbitrary curvature is formed of double strands, and at least a part of the loop structure is opened so as not to form a complete circular shape have.
  • nucleic acids connected to the first and second crystallization parts 111 and 121 are aligned in a complementary combination of the first and second tag parts 112 and 122, It can be determined whether to form a pseudo-circular structure. It is possible to determine whether or not the first label portion 113 and the second label portion 123 are connected to each other in accordance with the complementary combination of the first tag portion 112 and the second tag portion 122. Whether or not the first label portion 113 and the second label portion 123 perform the linkage operation depends on whether or not the nucleic acid connected to the first crystal portion 111 and the second crystal portion 121 forms a pseudo-circular structure It can be different.
  • the first determining unit 111 may bind to a nucleic acid containing a first target base sequence.
  • the second determining unit 121 may bind to the nucleic acid containing the second target base sequence.
  • the first determining unit 111 and the second determining unit 121 may bind to a nucleic acid including a first target base sequence and a second target base sequence.
  • the first tag portion 112 may be complementarily coupled to the second tag portion 122.
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are arranged in the order of the base sequence of the region adjacent to the first determination portion 111 of the first tag portion 112 and the second base portion 122 of the second tag portion 122 121) may have a base sequence so that the base sequence of the adjacent region is complementary to the base sequence.
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are connected to the base sequence of the region adjacent to the first connection portion 114 of the first tag portion 112 and the second connection portion 124 of the second tag portion 122, And the nucleotide sequence of the adjacent region may have a base sequence so as to make a complementary binding.
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 may have a base sequence capable of binding in the form as shown in FIG. 12 (b).
  • the nucleic acid comprising the first target base sequence and the second target base sequence may form a similar hairpin structure.
  • the nucleic acid including the first target base sequence and the second target base sequence may be complementarily combined with the first and the second determinants 111 and 121.
  • the first tag portion 112 and the second tag portion 122 are complementarily combined with each other, the first target base sequence and the second target base sequence, which are connected to the first determiner 111 and the second determiner 121, May form a pseudo-circular structure.
  • the base sequence of the region adjacent to the first determining unit 111 of the first tag unit 112 and the nucleotide sequence of the region adjacent to the second determining unit 121 of the second tag unit 122 are complementary to each other
  • the first target base sequence and the second target portion 112 which are connected to the first and second determination portions 111 and 121
  • a nucleic acid comprising a nucleotide sequence can form a similar hairpin structure.
  • similar hairpin structure refers to a structure in which at least some regions of a loop structure formed to have an arbitrary curvature are double-stranded, and a base sequence connected to one end of each single strand of the double- And a stem structure connected to the stem structure may be formed.

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Abstract

본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 결정부 및 제2 태그부를 포함하는 제1 핵산 복합체; 및 제2 결정부 및 제2 태그부를 포함하는 제2 핵산 복합체;를 포함하는 핵산 복합체 페어에 있어서, 상기 제1 결정부는, 제1 타겟 DNA에 대한 포워드 프라이머를 포함하고, 상기 제2 결정부는, 상기 제1 타겟 DNA에 대한 리버스 프라이머를 포함하며, 상기 제1 태그부는 상기 제2 태그부의 염기 서열에 상보적인 염기 서열을 포함하고, 상기 제2 태그부는 상기 제1 태그부의 염기 서열에 상보적인 염기 서열을 포함하는, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.

Description

핵산 복합체 페어, 경쟁 구조체, 이를 이용한 PCR 키트
실시 예는 핵산 복합체 페어에 관한 것이다.
실시 예는 핵산 복합체 페어를 이용한 타겟 검출 방법에 관한 것이다.
실시 예는 핵산 복합체 페어와 함께 이용되는 경쟁 구조체에 관한 것이다.
실시 예는 핵산 복합체 페어 및 경쟁 구조체를 포함하는 PCR용 키트에 관한 것이다.
분자 진단은 유전자를 분석하여 질병을 진단하는 분야로, 현재 체외진단 분야 중 가장 높은 성장세를 보이고 있는 실정이다. 실제로, 급속한 환경 오염과 기후변화에 인한 것으로 추정되는 신종 바이러스가 크게 확산되면서, 체외진단 분야 중 가장 높은 진단의 정확도가 확보되고, 신종 바이러스가 출현하는 경우 신속하게 감염 여부를 확인할 수 있다는 이점이 있는 분자 진단에 대한 많은 연구가 계속되고 있다.
분자 진단 분야에서는 DNA 시퀀싱 및 핵산서열증폭반응(polymerase chain reaction, 이하, PCR)이 주로 이용되고 있다. 아직까지 DNA시퀀싱을 수행하기 위한 장비의 비용이 상당하고, PCR검사에 비해 신속하게 타겟을 검출할 수 있는 것도 아니어서, 대다수의 중소병원, 대형병원 및 건강검진센터에서는 현재 환자의 혈액등과 같은 샘플에 대한 PCR 검사법을 진행하여, 환자의 질병을 진단하고 있는 실정이다.
종래의 PCR 진단 방법에 따르면, 하나의 PCR 튜브에서 1종의 타겟을 검출하거나, 프로브를 이용하여 복수개의 형광 채널이 각각 다른 타겟의 유무에 따라 발광되도록 설계하고, 이러한 프로브를 이용하여 하나의 PCR튜브에서 형광 채널의 개수에 대응되는 종류만큼의 타겟 검출을 동시에 진행할 수 있었다.
다만, 하나의 PCR 튜브에서 1종의 타겟을 검출하는 PCR 방법은, 시약의 낭비가 심하고, 소요되는 시간 및 수반되는 인건비가 상당한 문제가 있었다. 또한, 복수개의 형광 채널이 각각 다른 타겟의 유무에 따라 발광되도록 설계된 프로브를 이용하는 PCR 방법은, 프로브의 설계가 까다롭고, 반응성이 떨어지는 문제가 있었다.
이에 따라, 하나의 PCR 튜브에서 복수 종류의 타겟을 한번에 검출할 수 있는 수단이 요구된다.
실시예는 샘플 내의 타겟 검출에 이용될 수 있는 설계가 간단한 핵산 복합체 페어를 제공한다.
실시예는 하나의 형광 채널당 복수 종류의 타겟 검출이 가능한 핵산 복합체 페어를 포함하는 PCR 키트를 제공한다.
본 출원이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 타겟 DNA에 대한 프라이머인 제1 결정부, 및 제1 태그부를 포함하는 제1 핵산 복합체; 및 제2 타겟 DNA에 대한 프라이머인 제2 결정부, 및 상기 제1 태그부와 상보적인 서열을 가지는 제2 태그부를 포함하는 제2 핵산 복합체;를 포함하는 핵산 복합체 페어를 이용하는 핵산서열증폭반응(PCR)에서 이용되는 경쟁 구조체에 있어서, 상기 제1 결정부의 염기 서열의 적어도 일부의 염기 서열에 상보적인 서열을 가지는 제1 추가서열부; 및 상기 제1 태그부의 염기 서열의 적어도 일부의 염기 서열에 상보적인 서열을 가지는 제2 추가서열부;를 포함하는, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
실시예에 따른 핵산 복합체 페어는 상보적 결합을 이루고 있는 태그(tag)의 해리 온도를 이용하여 샘플 내의 타겟 검출을 수행할 수 있다.
실시예에 따른PCR키트는 태그(tag)의 해리 온도를 상이하게 설계한 복수 종류의 핵산 복합체 페어를 포함하여, 하나의 형광 채널당 복수 종류의 타겟 검출을 수행하는데 이용될 수 있다.
본 출원의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)의 구성요소간 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 출원의 제1 실시예에 따른 핵산 복합체(1)를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)의 구성요소간 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 출원의 제2 실시예에 따른 핵산 복합체(1)를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)의 구성요소간 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 출원의 제3 실시예에 따른 핵산 복합체(1)를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)의 구성요소간 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 출원의 일 실시예에 따른 제1 핵산 복합체(110)와 제2 핵산 복합체(120)가 결합되는 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 출원의 일 실시예예 따른 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 따른 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 출원의 일 실시예에 따른, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용에 따른 파장대역(WL)별 형광값(F) 그래프이다.
도 16은 본 출원의 일 실시예에 따른, PCR 클램핑을 수행할 수 있는 핵산 복합체(1)를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 출원의 일 실시예에 따른 PCR 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 18 및 19는 본 출원의 일 실시예에 따른 PCR 클램핑을 수행할 수 있는 핵산 복합체(1)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)의 페어링 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 설명하기 위한 도면이다.
도 23 및 24는 본 출원의 일 실시예에 따른, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)와 결합된 구조체의 2차 구조 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 25 및 26은 본 출원의 일 실시예에 따른, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)가 포함된 구조체가 형성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 27 및 28은 본 출원의 일 실시예에 따른, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)을 포함하는 구조체의 2차 구조 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 29 및 30은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 핵산 구조체의 2차 구조 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 구조체의 2차 구조 형성에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 32는 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 본 출원의 일 실시예에 따른 PCR 이후 검출 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 34 및 35는 본 출원의 일 실시예에 따른 해리 곡선 검출 단계(S6000)를 설명하기 위한 도면이다.
도 36은 본 출원의 일 실시예에 따라 단위셀(UC) 내에 존재하는 타겟 핵산의 농도의 확인을 설명하기 위한 도면이다.
도 37은 본 출원의 일 실시예에 따른 경쟁 구조체(2)를 설명하기 위한 도면이다.
도 38 내지 도 40은 본 출원의 일 실시예에 따른 경쟁 구조체(2)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 41은 본 출원의 일 실시예에 따라 핵산 복합체 페어(10) 및 경쟁 구조체(2)를 이용한 PCR 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 42는 본 출원의 일 실시예에 따른 하나의 형광 채널에 대한 온도에 대한 형광값 그래프 및 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프를 도시한 것이다.
도 43은 본 출원의 일 실시예에 따라 단위셀(UC)에 존재하는 적어도 4종의 타겟 핵산을 확인하는 실험에 따른 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 44 및 45는 본 출원의 제7 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)의 활용을 설명하기 위한 도면이다.
도 46은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10) 및 프로브 복합체(600)가 이용되는 타겟 핵산 검출을 설명하기 위한 도면이다.
도 47은 본 출원의 일 실시예에 따른 프로브 복합체(610)를 설명하기 위한 도면이다.
도 48 및 49는 본 출원의 일 실시예에 따른 프로브 복합체(610) 및 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 단위셀(UC)에 제공된 용액의 PCR을 설명하기 위한 도면이다.
도 50은 본 출원의 일 실시예에 따른 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프를 설명하기 위한 도면이다.
도 51은 본 출원의 일 실시예에 따라 단위셀(UC)에 존재하는 적어도 4종의 타겟 핵산을 확인하는 실험에 따른 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 52는 본 출원의 제2 실시예에 따른 프로브 복합체(620)를 설명하기 위한 도면이다.
도 53 및 54는 본 출원의 일 실시예에 따른 프로브 복합체(620) 및 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 단위셀(UC)에 제공된 용액의 PCR을 설명하기 위한 도면이다.
도 55은 본 출원의 일 실시예에 따른 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프를 설명하기 위한 도면이다.
도 56은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 디지털 PCR에 이용하는 경우의 시료의 준비 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 57은 본 출원의 일 실시예에 따른 디지털 PCR에서의 단위셀(UC)을 설명하기 위한 도면이다.
도 58은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 디지털 PCR에서의 동작에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 59는 본 출원의 일 실시예에 따른 디지털 PCR에서의 해리 곡선 검출단계(S6000)을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 60은 본 출원의 일 실시예에 따른 PCR 기기(2000)의 블록도이다.
도 61은 본 출원의 일 실시예에 따른 PCR 기기(2000)의 동작(S7000)에 대해서 설명하기 위한 순서도이다.
본 출원의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 출원은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 또한, 구성요소(element) 또는 층이 다른 구성요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성요소 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 출원과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 결정부 및 제2 태그부를 포함하는 제1 핵산 복합체; 및 제2 결정부 및 제2 태그부를 포함하는 제2 핵산 복합체;를 포함하는 핵산 복합체 페어에 있어서, 상기 제1 결정부는, 제1 타겟 DNA에 대한 포워드 프라이머를 포함하고, 상기 제2 결정부는, 상기 제1 타겟 DNA에 대한 리버스 프라이머를 포함하며, 상기 제1 태그부는 상기 제2 태그부의 염기 서열에 상보적인 염기 서열을 포함하고, 상기 제2 태그부는 상기 제1 태그부의 염기 서열에 상보적인 염기 서열을 포함하는, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
상기 제1 결정부는, DNA(Deoxyribonucleic acid), RNA(Ribonucleic acid), PNA(Peptide nucleic acid), LNA(Locked Nucleic Acid), BNA(Bridged nucleic acid), HNA(Hexose nucleic acid), GNA(Glycol nucleic acid), TNA(Threose nucleic acid), CeNA(cyclohexene nucleic acid) 또는 이들의 조합으로 이루어지고, 상기 제2 결정부는, DNA(Deoxyribonucleic acid), RNA(Ribonucleic acid), PNA(Peptide nucleic acid), LNA(Locked Nucleic Acid), BNA(Bridged nucleic acid), HNA(Hexose nucleic acid), GNA(Glycol nucleic acid), TNA(Threose nucleic acid), CeNA(cyclohexene nucleic acid) 또는 이들의 조합으로 이루어진, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
상기 제1 태그부는, DNA(Deoxyribonucleic acid), RNA(Ribonucleic acid), PNA(Peptide nucleic acid), LNA(Locked Nucleic Acid), BNA(Bridged nucleic acid), HNA(Hexose nucleic acid), GNA(Glycol nucleic acid), TNA(Threose nucleic acid), CeNA(cyclohexene nucleic acid) 또는 이들의 조합으로 이루어지고, 상기 제2 태그부는, DNA(Deoxyribonucleic acid), RNA(Ribonucleic acid), PNA(Peptide nucleic acid), LNA(Locked Nucleic Acid), BNA(Bridged nucleic acid), HNA(Hexose nucleic acid), GNA(Glycol nucleic acid), TNA(Threose nucleic acid), CeNA(cyclohexene nucleic acid) 또는 이들의 조합으로 이루어진, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
상기 제1 핵산 복합체는 제1 라벨부를 포함하고, 상기 제2 핵산 복합체는 제2 라벨부를 포함하며, 상기 제1 라벨부는 상기 제2 라벨부에 에너지를 제공할 수 있는, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
상기 제1 라벨부는, FAM, JOE, TET,　HEX, VIC, Oregon Green®, TAMRA, ROX, Cyanine-3, Cyanine-3.5, Cyanine-5, Cyanine-5.5, 에쿼린(Aequorin) 및 청색 형광 단백질(Cyan Fluorescent Protein, CFP) 중 적어도 하나를 포함하는, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
상기 제2 라벨부는, 상기 제1 라벨부로부터 방출되는 제1광을 수용하여, 제2 광으로 변환하는 물질 또는 상기 제1 라벨부로부터 방출되는 상기 제1광을 흡수하는 물질인, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
상기 제1 태그부와 상기 제2 태그부가 상보적으로 결합할 때, 상기 제1 라벨부는 상기 제2 라벨부에 에너지를 제공할 수 있는, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
상기 제1 태그부는 상기 제1 결정부 및 상기 제1 라벨부 사이에 위치되고, 상기 제2 태그부는 상기 제2 결정부 및 상기 제2 라벨부 사이에 위치되는, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
상기 제1 라벨부는 상기 제1 결정부 및 상기 제1 태그부 사이에 위치되고, 상시 제2 태그부는 상기 제2 결정부 및 상기 제2 라벨부 사이에 위치되는, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
상기 제1 결정부 및 상기 제1 태그부 사이에 제1 연결부가 위치되고, 상기 제2 결정부 및 상기 제2 태그부 사이에 제2 연결부가 위치되는, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
상기 제1 연결부는, 상기 제1 태그부에 대한 증폭산물의 생성을 방지하기위한 PCR 블로커를 포함하고, 상기 제2 연결부는, 상기 제2 태그부에 대한 증폭산물의 생성을 방지하기위한 PCR 블로커를 포함하는, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
상기 핵산 복합체 페어는 핵산서열증폭반응(PCR)을 수행하는데 이용되고, 상기 핵산서열증폭반응은, 상기 제1 타겟 DNA의 적어도 일부 서열을 증폭시키기 위해 수행되는, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
상기 핵산 복합체 페어는 디지털 PCR을 수행하는데 이용되는, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
상기 제1 태그부의 염기 서열의 길이는, 상기 제2 태그부의 염기 서열의길이에 비해 짧은, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
상기 제1 태그부의 염기 서열 중 일부 염기 서열은, 상기 제1 결정부의 염기 서열 중 일부 염기 서열 또는 상기 제2 결정부의 염기 서열 중 일부 염기 서열과 동일한, 핵산 복합체 페어가 제공될 수 있다.
제1 항에 따른 핵산 복합체 페어를 포함하는 PCR용 키트가 제공될 수 있다.
DNA 중합 효소, PCR에 관여하는 조효소, pH 및/또는 염농도를 조절하기위한 완충용액(buffer) 중 적어도 하나가 더 포함되는, PCR용 키트가 제공될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 타겟 DNA에 대한 프라이머인 제1 결정부, 및 제1 태그부를 포함하는 제1 핵산 복합체; 및 제2 타겟 DNA에 대한 프라이머인 제2 결정부, 및 상기 제1 태그부와 상보적인 서열을 가지는 제2 태그부를 포함하는 제2 핵산 복합체;를 포함하는 핵산 복합체 페어를 이용하는 핵산서열증폭반응(PCR)에서 이용되는 경쟁 구조체에 있어서, 상기 제1 결정부의 염기 서열의 적어도 일부의 염기 서열에 상보적인 서열을 가지는 제1 추가서열부; 및 상기 제1 태그부의 염기 서열의 적어도 일부의 염기 서열에 상보적인 서열을 가지는 제2 추가서열부;를 포함하는, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 제1 결정부는 상기 제1 타겟 DNA에 대한 포워드 프라이머이고, 상기 제2 결정부는 상기 제1 타겟 DNA에 대한 리버스 프라이머인, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 제1 결정부는 상기 제1 타겟 DNA에 대한 리버스 프라이머이고, 상기 제2 결정부는 상기 제1 타겟 DNA에 대한 포워드 프라이머인, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 제1 추가서열부는, DNA(Deoxyribonucleic acid), RNA(Ribonucleic acid), PNA(Peptide nucleic acid), LNA(Locked Nucleic Acid), BNA(Bridged nucleic acid), HNA(Hexose nucleic acid), GNA(Glycol nucleic acid), TNA(Threose nucleic acid), CeNA(cyclohexene nucleic acid) 또는 이들의 조합으로 이루어진, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 제2 추가서열부는, DNA(Deoxyribonucleic acid), RNA(Ribonucleic acid), PNA(Peptide nucleic acid), LNA(Locked Nucleic Acid), BNA(Bridged nucleic acid), HNA(Hexose nucleic acid), GNA(Glycol nucleic acid), TNA(Threose nucleic acid), CeNA(cyclohexene nucleic acid) 또는 이들의 조합으로 이루어진, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 제2 핵산 복합체는 제1 광을 방출하는 형광 분자를 포함하고, 상기 제1 핵산 복합체는 상기 제1 광을 수용하여 제2 광을 방출하거나, 상기 제1 광을 흡수하는 퀀처 분자를 포함하는, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 제1 핵산 복합체는 제1 광을 방출하는 형광 분자를 포함하고, 상기 제2 핵산 복합체는 상기 제1 핵산 복합체는 상기 제1 광을 수용하여 제2 광을 방출하거나, 상기 제1 광을 흡수하는 퀀처 분자를 포함하는, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 제1 핵산 복합체와 상기 경쟁 구조체 사이의 상보적 결합이 유도된 이후, 상기 제1 핵산 복합체 및 상기 경쟁 구조체를 포함하는 튜브로부터 방출되는 제1 광은, 상기 제1 핵산 복합체와 상기 제2 핵산 복합체 사이의 상보적 결합이 유도된 이후, 상기 제1 핵산 복합체 및 상기 제2 핵산 복합체를 포함하는 튜브로부터 방출되는 제1 광에 비해 큰 것을 특징으로 하는, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 제2 추가 서열부는, 상기 제1 태그부의 염기 서열에 상보적인 염기서열을 가지되, 상기 제1 태그부의 염기 서열에 상보적인 염기 서열의 염기의 수는, 상기 제1 태그부 및 상기 제2 태그부 사이에서 상보적으로 결합하는 염기쌍의 수의 50%이상인, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 제1 태그부의 염기 서열에 상보적인 염기 서열의 염기의 수는, 상기 제1 태그부 및 상기 제2 태그부 사이에서 상보적으로 결합하는 염기쌍의 수의 75%이상인, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 제1 추가 서열부는 상기 제1 결정부의 염기 서열에 상보적인 염기 서열을 가지되, 상기 제1 결정부의 염기 서열에 상보적인 염기 서열은 어닐링 온도(annealing temperature)가 10~35℃사이인, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 제1 결정부의 염기 서열에 상보적인 염기 서열은 상기 어닐링 온도가 20~30℃ 사이인, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다..
제1 타겟 DNA에 대한 프라이머인 제1 결정부, 및 제1 태그부를 포함하는 제1 핵산 복합체; 제2 타겟 DNA에 대한 프라이머인 제2 결정부, 및 상기 제1 태그부와 상보적인 서열을 가지는 제2 태그부를 포함하는 제2 핵산 복합체; 및 상기 제1 결정부의 염기 서열의 적어도 일부의 염기 서열에 상보적인 서열을 가지는 제1 추가서열부, 및 상기 제1 태그부의 염기 서열의 적어도 일부의 염기 서열에 상보적인 서열을 가지는 제2 추가서열부;를 포함하는, PCR용 키트가 제공될 수 있다.
상기 제1 결정부는 상기 제1 타겟 DNA에 대한 포워드 프라이머이고, 상기 제2 결정부는 상기 제1 타겟 DNA에 대한 리버스 프라이머인, PCR용 키트가 제공될 수 있다.
상기 제2 결정부는 상기 제1 타겟 DNA에 대한 포워드 프라이머이고, 상기 제1 결정부는 상기 제1 타겟 DNA에 대한 리버스 프라이머인, PCR용 키트가 제공될 수 있다.
상기 제1 추가서열부는, DNA(Deoxyribonucleic acid), RNA(Ribonucleic acid), PNA(Peptide nucleic acid), LNA(Locked Nucleic Acid), BNA(Bridged nucleic acid), HNA(Hexose nucleic acid), GNA(Glycol nucleic acid), TNA(Threose nucleic acid), CeNA(cyclohexene nucleic acid) 또는 이들의 조합으로 이루어진, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 제2 추가서열부는, DNA(Deoxyribonucleic acid), RNA(Ribonucleic acid), PNA(Peptide nucleic acid), LNA(Locked Nucleic Acid), BNA(Bridged nucleic acid), HNA(Hexose nucleic acid), GNA(Glycol nucleic acid), TNA(Threose nucleic acid), CeNA(cyclohexene nucleic acid) 또는 이들의 조합으로 이루어진, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 제2 핵산 복합체는 제1 광을 방출하는 형광 분자를 포함하고, 상기 제1 핵산 복합체는 상기 제1 광을 수용하여 제2 광을 방출하거나, 상기 제1 광을 흡수하는 퀀처 분자를 포함하는, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 제1 핵산 복합체는 제1 광을 방출하는 형광 분자를 포함하고, 상기 제2 핵산 복합체는 상기 제1 핵산 복합체는 상기 제1 광을 수용하여 제2 광을 방출하거나, 상기 제1 광을 흡수하는 퀀처 분자를 포함하는, 경쟁 구조체가 제공될 수 있다.
상기 PCR 키트에 포함된 적어도 하나의 경쟁 구조체의 전체 질량은, 상기 PCR 키트에 포함된 적어도 하나의 제1 핵산 복합체의 전체 질량 및 상기 PCR 키트에 포함된 적어도 하나의 제2 핵산 복합체의 전체 질량 중 적어도 하나에 비해 큰, PCR 키트가 제공될 수 있다.
상기 PCR 키트에 포함된 적어도 하나의 경쟁 구조체의 전체 질량은, 상기 PCR 키트에 포함된 적어도 하나의 제1 핵산 복합체의 전체 질량 및 상기 PCR 키트에 포함된 적어도 하나의 제2 핵산 복합체의 전체 질량 중 적어도 하나와 비교하여 2배 이상의 전체 질량을 가지는, PCR 키트가 제공될 수 있다.
<핵산 복합체(1)>
1. 핵산 복합체(1)
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)는 결정부(100) 및 태그부(200)를 포함할 수 있다.
1.1 핵산 복합체(1)의 구성
1.1.1 결정부(100)
1.1.1.1 결정부(100)의 구성 물질
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)는 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 상기 결정부(100)는 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 결정부(100)는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 결정부(100)는 핵산의 단위 분자 및 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다.
1.1.1.1.1 핵산의 단위 분자
상기 결정부(100)는 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 결정부(100)는 핵산의 일 예인 DNA(Deoxyribonucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 DNA의 단위 분자는 아래의 화학식 1로 표기되는 물질일 수 있다.
Figure PCTKR2018008444-appb-I000001
[화학식 1]
상기 화학식 1 의 염기(Base)는, 아데닌(A), 구아닌(G), 티민(T) 또는 시토신(C)일 수 있다. 이외에도, 상기 화학식 1의 염기(Base)는, 히포크산틴(Hypoxanthine) 또는 크산틴(Xanthine)과 같은 퓨린 또는 피리미딘계의 유도체일 수 있다.
다른 예로, 상기 결정부(100)는 핵산의 일 예인 RNA(Ribonucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 RNA의 단위 분자는 아래의 화학식 2로 표기되는 물질일 수 있다.
Figure PCTKR2018008444-appb-I000002
[화학식 2]
상기 화학식 2 의 염기(Base)는, 아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C) 또는 우라실(U)일 수 있다. 이외에도, 상기 화학식 2의 염기(Base)는, 히포크산틴(Hypoxanthine) 또는 크산틴(Xanthine)과 같은 퓨린 또는 피리미딘계의 유도체일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)는 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 결정부(100)는 핵산의 단위 분자로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 DNA의 단위 분자로 구성될 수 있다. 또는, 상기 결정부(100)는 RNA의 단위 분자로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 결정부(100)는 핵산의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 DNA의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다. 또는, 상기 결정부(100)는 RNA의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)는 제1 핵산의 단위 분자 및 제2 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 결정부(100)는 적어도 제1 핵산 및 제2 핵산을 포함할 수 있다.
상기 결정부(100)에 포함되는 제1 핵산 및 제2 핵산은 직접적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 결정부(100)는 제1 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제2 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 직접적으로 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
상기 결정부(100)에 포함되는 제1 핵산 및 제2 핵산은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 결정부(100)는 제1 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제2 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 특정 화합물을 통해 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
일 예로, 상기 결정부(100)는 제1 핵산의 단위 분자 및 제2 핵산의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 DNA의 단위 분자 및 RNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 결정부(100)는 DNA의 단위 분자 및 DNA의 단위 분자가 특정 화합물(예, 가교 결합제(crosslinker))을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 결정부(100)는 RNA의 단위 분자 및 RNA의 단위 분자가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 결정부(100)는 제1 핵산의 단위 분자의 중합체 및 제2 핵산의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 DNA의 단위 분자의 중합체 및 RNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 결정부(100)는 RNA의 단위 분자의 중합체 및 DNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 결정부(100)는 DNA의 단위 분자의 중합체 및 DNA의 단위 분자가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 결정부(100)는 RNA의 단위 분자의 중합체 및 RNA의 단위 분자가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 결정부(100)는 제1 핵산의 단위 분자의 중합체 및 제2 핵산의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 DNA의 단위 분자의 중합체 및 RNA의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 결정부(100)는 DNA의 단위 분자의 중합체 및 DNA의 단위 분자의 중합체가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 결정부(100)는 RNA의 단위 분자의 중합체 및 RNA의 단위 분자의 중합체가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
1.1.1.1.2 핵산 유사체의 단위 분자
상기 결정부(100)는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 결정부(100)는 핵산 유사체의 일 예인 PNA(Peptide nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 PNA의 단위 분자는 아래의 화학식 3으로 표기되는 물질일 수 있다.
Figure PCTKR2018008444-appb-I000003
[화학식3]
상기 화학식 3 의 염기(Base)는, 아데닌(A), 구아닌(G), 티민(T), 시토신(C) 또는 우라실 (Uracil)일 수 있다. 이외에도, 상기 화학식 3의 염기(Base)는, 히포크산틴(Hypoxanthine) 또는 크산틴(Xanthine)과 같은 퓨린 또는 피리미딘계의 유도체일 수 있다.
다른 예로, 상기 결정부(100)는 핵산 유사체의 일 예인 LNA(Locked Nucleic Acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 LNA의 단위 분자는 아래의 화학식 4로 표기되는 물질일 수 있다.
Figure PCTKR2018008444-appb-I000004
[화학식 4]
상기 화학식 4 의 염기(Base)는, 아데닌(A), 구아닌(G), 티민(T), 시토신(C) 또는 우라실 (Uracil)일 수 있다. 이외에도, 상기 화학식 4의 염기(Base)는, 히포크산틴(Hypoxanthine) 또는 크산틴(Xanthine)과 같은 퓨린 또는 피리미딘계의 유도체일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 결정부(100)는 핵산 유사체의 일 예인 BNA(Bridged nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 BNA의 단위 분자는 아래의 화학식5로 표기되는 물질일 수 있다.
Figure PCTKR2018008444-appb-I000005
[화학식 5]
상기 화학식 5 의 염기(Base)는, 아데닌(A), 구아닌(G), 티민(T), 시토신(C) 또는 우라실 (Uracil)일 수 있다. 이외에도, 상기 화학식 5의 염기(Base)는, 히포크산틴(Hypoxanthine) 또는 크산틴(Xanthine)과 같은 퓨린 또는 피리미딘계의 유도체일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 결정부(100)는 핵산 유사체의 일 예인 HNA(Hexose nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 HNA의 단위 분자는 아래의 화학식 6으로 표기되는 물질일 수 있다.
Figure PCTKR2018008444-appb-I000006
[화학식 6]
상기 화학식 6 의 염기(Base)는, 아데닌(A), 구아닌(G), 티민(T), 시토신(C) 또는 우라실 (Uracil)일 수 있다. 이외에도, 상기 화학식 6의 염기(Base)는, 히포크산틴(Hypoxanthine) 또는 크산틴(Xanthine)과 같은 퓨린 또는 피리미딘계의 유도체일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 결정부(100)는 핵산 유사체의 일 예인 GNA(Glycol nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 GNA의 단위 분자는 아래의 화학식 7로 표기되는 물질일 수 있다.
Figure PCTKR2018008444-appb-I000007
[화학식 7]
상기 화학식 7 의 염기(Base)는, 아데닌(A), 구아닌(G), 티민(T), 시토신(C) 또는 우라실 (Uracil)일 수 있다. 이외에도, 상기 화학식 7의 염기(Base)는, 히포크산틴(Hypoxanthine) 또는 크산틴(Xanthine)과 같은 퓨린 또는 피리미딘계의 유도체일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 결정부(100)는 핵산 유사체의 일 예인 TNA(Threose nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 TNA의 단위 분자는 아래의 화학식 8로 표기되는 물질일 수 있다.
Figure PCTKR2018008444-appb-I000008
[화학식 8]
상기 화학식 8 의 염기(Base)는, 아데닌(A), 구아닌(G), 티민(T), 시토신(C) 또는 우라실 (Uracil)일 수 있다. 이외에도, 상기 화학식 8의 염기(Base)는, 히포크산틴(Hypoxanthine) 또는 크산틴(Xanthine)과 같은 퓨린 또는 피리미딘계의 유도체일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 결정부(100)는 핵산 유사체의 일 예인 CeNA(cyclohexene nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 CeNA의 단위 분자는 아래의 화학식 9로 표기되는 물질일 수 있다.
Figure PCTKR2018008444-appb-I000009
[화학식 9]
상기 화학식 9 의 염기(Base)는, 아데닌(A), 구아닌(G), 티민(T), 시토신(C) 또는 우라실 (Uracil)일 수 있다. 이외에도, 상기 화학식 9의 염기(Base)는, 히포크산틴(Hypoxanthine) 또는 크산틴(Xanthine)과 같은 퓨린 또는 피리미딘계의 유도체일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 결정부(100)는 핵산 유사체의 단위 분자로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 LNA의 단위 분자로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 결정부(100)는 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 PNA의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자 및 제2 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 결정부(100)는 적어도 제1 핵산 유사체 및 제2 핵산 유사체을 포함할 수 있다.
상기 결정부(100)에 포함되는 제1 핵산 유사체 및 제2 핵산 유사체는 직접적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 결정부(100)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제2 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 직접적으로 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
상기 결정부(100)에 포함되는 제1 핵산 유사체 및 제2 핵산 유사체는 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 결정부(100)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제2 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 특정 화합물을 통해 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
일 예로, 상기 결정부(100)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자 및 제2 핵산 유사체의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 PNA의 단위 분자 및 LNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 결정부(100)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체 및 제2 핵산 유사체의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 TNA의 단위 분자의 중합체 및 GNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 결정부(100)는 CeNA의 단위 분자의 중합체 및 CeNA의 단위 분자가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 결정부(100)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체 및 제2 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 BNA의 단위 분자의 중합체 및 HNA의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 결정부(100)는 LNA의 단위 분자의 중합체 및 LNA의 단위 분자의 중합체가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
1.1.1.1.3 핵산의 단위 분자 및 핵산 유사체의 단위 분자의 조합
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)는 핵산의 단위 분자 및 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 결정부(100)는 적어도 제1 핵산 및 제1 핵산 유사체를 포함할 수 있다.
상기 결정부(100)에 포함되는 제1 핵산 및 제1 핵산 유사체는 직접적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 결정부(100)는 제1 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제1 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 직접적으로 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
상기 결정부(100)에 포함되는 제1 핵산 및 제1 핵산 유사체는 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 결정부(100)는 제1 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제1 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 특정 화합물을 통해 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
일 예로, 상기 결정부(100)는 핵산의 단위 분자 및 핵산 유사체의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 DNA의 단위 분자 및 LNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 결정부(100)는 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체 및 핵산의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 PNA의 단위 분자의 중합체 및 RNA의 단위 분자 가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 결정부(100)는 핵산의 단위 분자의 중합체 및 핵산 유사체의 단위 분자가 연결된형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 DNA의 단위 분자의 중합체 및 GNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 결정부(100)는 핵산의 단위 분자의 중합체 및 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 RNA의 단위 분자의 중합체 및 CeNA의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
지금까지, 결정부(100)를 구성할 수 있는 물질 및 그 구성에 대해서 구체적으로 살펴본 바 있다. 다만, 이는 본 출원에 따르는 결정부(100)에 대한 이해를 돕기위한 구체적인 실시예들을 개시한 것일 뿐, 결정부(100)가 본 명세서에 개시되어 있는 물질을 포함하는 것으로 한정하여 해석하여야 함을 의미하는 것은 아니다.
다시 말해, 결정부(100)는 본 명세서에 의해 개시되어 있지 않은 핵산 유사체의 단위 분자를 포함하는 것으로 해석될 수 있다. 여기서, 핵산 유사체의 단위 분자는 염기(base)를 포함하되, 뉴클레오타이드와 비교하여 염기 이외의 구성 중 적어도 일부가 화학적으로 변형된 형태일 수 있다.
또한, 결정부(100)는, 당업자에 의해 용이하게 설계 변경되는 범위 내에서, 화학식 1 내지 9 중 적어도 하나가 화학적으로 변형된 물질을 포함하는 것으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 결정부(100)는 상기 화학식1의 염기에 시토신(C)이 결합되고, 화학식1의 인산에 2개의 인산이 더 결합되는 디옥시시티딘 삼인산(dCTP)을 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 출원의 일 실시예에 따르는 결정부(100)의 동작 및 예시들에 대해서 구체적으로 개시할 것이다. 이미 설명한바 있는 결정부(100)의 물질적 특성 및 이하에서 설명하는 결정부(100)의 동작 및 예시들에 따라서, 결정부(100)의 용어적 의의 및 기능에 대해서는 보다 구체적으로 이해될 수 있을 것이다.
1.1.1.2 결정부(100)의 동작
본 출원의 일 실시예에 따르면 결정부(100)는 특정 염기 서열에 상보적으로 결합하는 영역을 포함할 수 있다. 상기 결정부(100)는 특정 염기 서열에 특이적으로 결합하는 영역을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 특정 염기 서열은 상기 결정부(100)의 염기 서열 중 적어도 일부에 상보적인 염기 서열일 수 있다.
상기 결정부(100)가 특정 염기 서열에 상보적으로 결합하는 영역을 포함하는 것의 의미는, 상기 결정부(100)의 적어도 일부 영역의 전기적, 화학적 및 물리적 성질 중 적어도 하나의 성질이 특정 염기 서열에 대응되어 연관되는 것을 의미할 수 있다.
일 예로, 결정부(100)는 특정 염기 서열과 화학적 결합력이 발생할 수 있는 영역을 포함할 수 있다. 다시 말해, 결정부(100)는 특정 염기 서열과 공유 결합, 수소 결합, 이온 결합, 소수성 결합 중 적어도 하나의 결합을 수행할 수 있는 영역을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)는 고유한 염기 서열을 가질 수 있다. 상기 결정부(100)는 상기 결정부(100)에 포함된 핵산의 단위 분자 및/또는 핵산 유사체의 단위 분자의 염기 종류(예를 들어, 아데닌, 구아닌 등)에 따라 고유한 염기 서열을 가질 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)는 특정 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 결정부(100)는, 상기 결정부(100)의 고유한 염기 서열의 적어도 일부 서열에 상보적인 특정 염기 서열에 특이적으로 결합할 수 있다. 상기 결정부(100)는, 상기 결정부(100)의 고유한 염기 서열 중 적어도 일부 서열과 특정 염기 서열 사이의 수소 결합을 통해, 특정 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)는 상보적으로 결합할 타 물질을 결정할 수 있다. 다시 말해, 상기 결정부(100)는 특정 염기 서열에 특이적으로 결합하여, 상기 결정부(100)의 결합 대상 물질이 특정 염기 서열을 포함하는 타 물질(예를 들어, 특정 염기 서열을 포함하는 ssDNA)이 되도록 결정할 수 있다.
1.1.1.3 결정부(100)의 예시
1.1.1.3.1 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함하는 단일 가닥체
본 출원의 일 실시예에 따른 결정부(100)는 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함하는 단일 가닥체일 수 있다.
상기 결정부(100)는 적어도 하나의 핵산 및/또는 핵산 유사체로 구성될 수 있다. 상기 결정부(100)가 복수의 핵산 및/또는 핵산 유사체로 구성되는 경우에는, 상기 결정부(100)가 단일 가닥을 이루도록 상기 결정부(100)에 포함된 상기 복수의 핵산 및/또는 핵산 유사체는 서로 연결되어 있을 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)는 상기 결정부(100)의 염기 서열과 상보적인 서열을 포함하는 핵산에 특이적으로 결합할 수 있다. 상기 결정부(100)의 염기 서열 중 적어도 일부 서열은 상기 결정부(100)의 염기 서열과 상보적인 서열을 갖는 핵산에 특이적으로 결합할 수 있다.
일 예로, 상기 결정부(100)의 염기 서열의 전부는 상기 결정부(100)의 염기 서열과 상보적인 서열을 갖는 핵산에 특이적으로 결합할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)가 5`-AAACGGCTCAAATTTTT-3`인 경우, 상기 결정부(100)는 5`-AAAAATTTGAGCCGTTT-3`를 포함하는 핵산에 특이적으로 결합할 수 있다. 다른 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)가 5`-AAACGGCTCAAATTTTT-3`인 경우, 상기 결정부(100)는 5`-AAAAATTTGAG-3`를 포함하는 핵산에 특이적으로 결합할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)는 1~100mer의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 결정부(100)는 5~50mer의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 결정부(100)는 15~30mer의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 상기 결정부(100)가 적어도 15mer 이상의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함하는 경우, 상기 결정부(100)가 10mer 이하의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함하는 경우에 비해, 타겟 핵산과의 반응성이 향상될 수 있다.
1.1.1.3.2 프라이머
본 출원의 일 실시예에 따른 결정부(100)는 PCR(polymerase chain reaction) 프라이머일 수 있다.
상기 결정부(100)는 특정 염기 서열에 특이적으로 결합할 수 있다. 상기 특정 염기 서열은 상기 결정부(100)의 염기 서열의 적어도 일부에 상보적인 염기 서열일 수 있다.
PCR이 진행되는 경우, 상기 결정부(100)는 타겟 핵산(예, 특정 염기 서열을 포함하는 타겟 DNA)에 결합되고, 상기 결정부(100)의 3` 말단에 뉴클레오타이드가 연결되어 상기 결정부(100)의 3` 말단측이 연장될 수 있다. 다시 말해, 상기 결정부(100)가 결합된 타겟 핵산은, PCR이 진행됨에 따라 중합 효소에 의해 상기 결정부(100)의 3` 말단에 뉴클레오타이드(예를 들어, dNTP 또는 ddNTP)가 연결되어, 상기 결정부(100)의 3` 말단측이 연장될 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)가 5`-AAACGGCTCAAATTTTT-3`인 경우, 상기 결정부(100)는 5`-AAAAATTTGAGCCGTTT-3`을 포함하는 타겟 핵산에 특이적으로 결합할 수 있고, 상기 타겟 핵산의 5`측에 인접한 영역의 염기에 상보적인 염기 서열을 갖는 핵산의 단위 분자(예, 뉴클레오타이드)가 상기 결정부(100)의 3` 말단에 연결되어 상기 결정부(100)의 3` 말단측이 연장될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)의 3` 말단에 뉴클레오타이드가 연결되는 형태는 공유 결합일 수 있다. 일 예로, 상기 결정부(100)가 DNA의 단위 분자의 중합체로 구성되어 있는 경우, 결정부(100)의 3`말단의 당의 H기와 상기 결정부(100)의 3` 말단에 연장될 뉴클레오타이드의 인산기에 있는 OH가 반응하여 공유 결합 하는 형태로, 상기 결정부(100)의 3` 말단에 뉴클레오타이드가 연결될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)는 1~50mer의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 결정부(100)는 5~30mer의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 결정부(100)는 10~25mer의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 상기 결정부(100)가 적어도 15mer 이상의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함하는 경우, 상기 결정부(100)가 10mer 이하의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함하는 경우에 비해, 상기 결정부(100)와 상기 타겟 핵산과의 반응성이 향상될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)는 적어도 둘 이상의 핵산을 포함하고, 제1 핵산 및 제2 핵산이 특정 화합물을 통해 연결되는 형태로 구성될 수 있다. 상기 결정부(100)는 적어도 둘 이상의 핵산의 단위 분자를 포함하고, 제1 핵산(핵산의 단위 분자 또는 핵산의 단위 분자의 중합체) 및 제2 핵산(핵산의 단위 분자 또는 핵산의 단위 분자의 중합체)이 특정 화합물을 통해 연결되는 형태로 구성될 수 있다.
일 예로, 상기 결정부(100)는 DNA의 단위 분자의 중합체로 구성된 제1 가닥과 DNA의 단위 분자의 중합체로 구성된 제2 가닥이 특정 화합물을 통해 연결되는 형태로 구성될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100)는 상기 제1 가닥 및 상기 제2 가닥은 폴리데옥시이노신 링커(Polydeoxyinosine Linker)를 통해 연결되는 형태로 제공될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 제1 가닥 및 상기 제1 가닥보다 상대적으로 짧은 제2 가닥이 폴리데옥시이노신 링커(Polydeoxyinosine Linker)를 통해 연결되는 결정부(100)가 제공될 수 있다.
1.1.2 태그부(200)
1.1.2.1 태그부(200)의 구성 물질
1.1.2.1.1 화합물
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 태그부(200)는 수소결합이 가능하도록 F, N, O 및 H 중 적어도 하나를 포함하는 화합물을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 태그부(200)는 F, N, O 및 H 중 적어도 하나를 포함하는 단량체가 중합되어 생성되는 중합체일 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 아래의 화학식 10의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다.
Figure PCTKR2018008444-appb-I000010
[화학식 10]
다른 예로, 상기 태그부(200)는 F, N, O 및 H 중 적어도 하나를 포함하는 단량체가 중합되어 생성되는 제1 중합체 및 F, N, O 및 H 중 적어도 하나를 포함하는 단량체가 중합되어 생성되는 제2 중합체가 특정 화합물을 통해 연결되는 형태일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 태그부(200)는 F, N, O 및 H 중 적어도 하나를 포함하는 단량체가 중합되어 생성되는 중합체 및 임의의 화합물이 연결된 형태일 수 있다.
1.1.2.1.2 핵산 및/또는 핵산 유사체
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 태그부(200)는 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 상기 태그부(200)는 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 태그부(200)는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 태그부(200)는 핵산의 단위 분자 및 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다.
1.1.2.1.2.1 핵산의 단위 분자
상기 태그부(200)는 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 태그부(200)는 핵산의 일 예인 DNA(Deoxyribonucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 DNA의 단위 분자는 위의 화학식 1로 표기되는 물질일 수 있다.
다른 예로, 상기 태그부(200)는 핵산의 일 예인 RNA(Ribonucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 RNA의 단위 분자는 위의 화학식 2로 표기되는 물질일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 태그부(200)는 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 태그부(200)는 핵산의 단위 분자로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 DNA의 단위 분자로 구성될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)는 RNA의 단위 분자로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 태그부(200)는 핵산의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 DNA의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)는 RNA의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 태그부(200)는 제1 핵산의 단위 분자 및 제2 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 태그부(200)는 적어도 제1 핵산 및 제2 핵산을 포함할 수 있다.
상기 태그부(200)에 포함되는 제1 핵산 및 제2 핵산은 직접적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 태그부(200)는 제1 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제2 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 직접적으로 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
상기 태그부(200)에 포함되는 제1 핵산 및 제2 핵산은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 태그부(200)는 제1 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제2 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 특정 화합물을 통해 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
일 예로, 상기 태그부(200)는 제1 핵산의 단위 분자 및 제2 핵산의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 DNA의 단위 분자 및 RNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)는 DNA의 단위 분자 및 DNA의 단위 분자가 특정 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)는 RNA의 단위 분자 및 RNA의 단위 분자가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 태그부(200)는 제1 핵산의 단위 분자의 중합체 및 제2 핵산의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 DNA의 단위 분자의 중합체 및 RNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)는 RNA의 단위 분자의 중합체 및 DNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)는 DNA의 단위 분자의 중합체 및 DNA의 단위 분자가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)는 RNA의 단위 분자의 중합체 및 RNA의 단위 분자가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 태그부(200)는 제1 핵산의 단위 분자의 중합체 및 제2 핵산의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 DNA의 단위 분자의 중합체 및 RNA의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)는 DNA의 단위 분자의 중합체 및 DNA의 단위 분자의 중합체가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)는 RNA의 단위 분자의 중합체 및 RNA의 단위 분자의 중합체가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
1.1.2.1.2.2 핵산 유사체의 단위 분자
상기 태그부(200)는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 태그부(200)는 핵산 유사체의 일 예인 PNA(Peptide nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 PNA의 단위 분자는 위의 화학식 3으로 표기되는 물질일 수 있다.
다른 예로, 상기 태그부(200)는 핵산 유사체의 일 예인 LNA(Locked Nucleic Acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 LNA의 단위 분자는 위의 화학식 4로 표기되는 물질일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 태그부(200)는 핵산 유사체의 일 예인 BNA(Bridged nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 BNA의 단위 분자는 위의 화학식 5로 표기되는 물질일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 태그부(200)는 핵산 유사체의 일 예인 HNA(Hexose nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 HNA의 단위 분자는 위의 화학식 6으로 표기되는 물질일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 태그부(200)는 핵산 유사체의 일 예인 GNA(Glycol nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 GNA의 단위 분자는 위의 화학식 7로 표기되는 물질일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 태그부(200)는 핵산 유사체의 일 예인 TNA(Threose nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 TNA의 단위 분자는 위의 화학식 8로 표기되는 물질일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 태그부(200)는 핵산 유사체의 일 예인 CeNA(cyclohexene nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 CeNA의 단위 분자는 위의 화학식 9로 표기되는 물질일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 태그부(200)는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 태그부(200)는 핵산 유사체의 단위 분자로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 LNA의 단위 분자로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 태그부(200)는 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 PNA의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 태그부(200)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자 및 제2 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 태그부(200)는 적어도 제1 핵산 유사체 및 제2 핵산 유사체을 포함할 수 있다.
상기 태그부(200)에 포함되는 제1 핵산 유사체 및 제2 핵산 유사체는 직접적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 태그부(200)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제2 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 직접적으로 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
상기 태그부(200)에 포함되는 제1 핵산 유사체 및 제2 핵산 유사체는 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 태그부(200)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제2 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 특정 화합물을 통해 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
일 예로, 상기 태그부(200)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자 및 제2 핵산 유사체의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 PNA의 단위 분자 및 LNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 태그부(200)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체 및 제2 핵산 유사체의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 TNA의 단위 분자의 중합체 및 GNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)는 CeNA의 단위 분자의 중합체 및 CeNA의 단위 분자가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 태그부(200)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체 및 제2 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 BNA의 단위 분자의 중합체 및 HNA의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)는 LNA의 단위 분자의 중합체 및 LNA의 단위 분자의 중합체가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
1.1.2.1.2.3 핵산의 단위 분자 및 핵산 유사체의 단위 분자의 조합
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 태그부(200)는 핵산의 단위 분자 및 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 태그부(200)는 적어도 제1 핵산 및 제1 핵산 유사체를 포함할 수 있다.
상기 태그부(200)에 포함되는 제1 핵산 및 제1 핵산 유사체는 직접적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 태그부(200)는 제1 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제1 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 직접적으로 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
상기 태그부(200)에 포함되는 제1 핵산 및 제1 핵산 유사체는 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 태그부(200)는 제1 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제1 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 특정 화합물을 통해 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
일 예로, 상기 태그부(200)는 핵산의 단위 분자 및 핵산 유사체의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 DNA의 단위 분자 및 LNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 태그부(200)는 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체 및 핵산의 단위 분자 가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 PNA의 단위 분자의 중합체 및 RNA의 단위 분자 가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 태그부(200)는 핵산의 단위 분자의 중합체 및 핵산 유사체의 단위 분자가 연결된형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 DNA의 단위 분자의 중합체 및 GNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 태그부(200)는 핵산의 단위 분자의 중합체 및 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 RNA의 단위 분자의 중합체 및 CeNA의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
지금까지, 태그부(200)를 구성할 수 있는 물질 및 그 구성에 대해서 구체적으로 살펴본 바 있다. 다만, 이는 본 출원에 따르는 태그부(200)에 대한 이해를 돕기위한 구체적인 실시예들을 개시한 것일 뿐, 태그부(200)가 본 명세서에 개시되어 있는 물질을 포함하는 것으로 한정하여 해석하여야 함을 의미하는 것은 아니다.
다시 말해, 태그부(200)는 본 명세서에 의해 개시되어 있지 않은 화합물을 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
또한, 태그부(200)는 본 명세서에 의해 개시되어 있지 않은 핵산 유사체의 단위 분자를 포함하는 것으로 해석될 수 있다. 여기서, 핵산 유사체의 단위 분자는 염기(base)를 포함하되, 뉴클레오타이드와 비교하여 염기 이외의 구성 중 적어도 일부가 화학적으로 변형된 형태일 수 있다.
또한, 태그부(200)는, 당업자에 의해 용이하게 설계 변경되는 범위 내에서, 화학식 1 내지 10 중 적어도 하나가 화학적으로 변형된 물질을 포함하는 것으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 태그부(200)는 상기 화학식2의 염기에 티미딘(T)이 결합되고, 화학식 2의 인산에 1개의 인산이 더 결합되는 티미딘 이인산(TDP)을 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 출원의 일 실시예에 따르는 태그부(200)의 동작 및 예시들에 대해서 구체적으로 개시할 것이다. 이미 설명한바 있는 태그부(200)의 물질적 특성 및 이하에서 설명하는 태그부(200)의 동작 및 예시들에 따라서, 태그부(200)의 용어적 의의 및 기능에 대해서는 보다 구체적으로 이해될 수 있을 것이다.
1.1.2.2 태그부(200)의 동작
본 출원의 일 실시예에 따르면 태그부(200)는 특정 염기 서열에 상보적으로 결합하는 영역을 포함할 수 있다. 상기 태그부(200)는 특정 염기 서열에 특이적으로 결합하는 영역을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 특정 염기 서열은 상기 태그부(200)의 염기 서열 중 적어도 일부에 상보적인 염기 서열일 수 있다.
상기 태그부(200)가 특정 염기 서열에 상보적으로 결합하는 영역을 포함하는 것의 의미는, 상기 태그부(200)의 적어도 일부 영역의 전기적, 화학적 및 물리적 성질 중 적어도 하나의 성질이 특정 염기 서열에 대응되어 연관되는 것을 의미할 수 있다.
일 예로, 태그부(200)는 특정 염기 서열과 화학적 결합력이 발생할 수 있는 영역을 포함할 수 있다. 다시 말해, 태그부(200)는 특정 염기 서열과 공유 결합, 수소 결합, 이온 결합, 소수성 결합 중 적어도 하나의 결합을 수행할 수 있는 영역을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 태그부(200)는 타 핵산 복합체(1)와 상보적으로 결합하는 영역을 포함할 수 있다. 상기 태그부(200)는 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)와 상보적으로 결합하는 영역을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 태그부(200)가 상기 화합물로 구성되는 경우, 상기 태그부(200)에 포함되는 화합물은 고유한 화학적 구조를 가질 수 있다. 상기 태그부(200)는, 상기 태그부(200)에 포함된 화합물의 원소와 원소 사이의 이격 거리 및 상기 태그부(200)에 포함된 화합물의 원소의 종류에 따라, 고유한 화학적 구조를 가질 수 있다.
상기 태그부(200)는 특정 화학적 구조를 포함하는 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 태그부(200)는, 상기 태그부(200)의 고유한 화학적 구조에 대응되는 특정 화학적 구조와 수소 결합하여, 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)와 상보적으로 결합할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200) 및 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)가 화학식 10의 단위 분자의 중합체를 가지는 경우, 상기 태그부(200)의 수소와 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)의 산소가 수소결합할 수 있고, 상기 태그부(200)의 질소와 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)의 수소가 수소결합할 수 있다.
다른 예로, 상기 태그부(200)가 핵산 및/또는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함하는 경우, 상기 태그부(200)는 고유한 염기 서열을 가질 수 있다. 상기 태그부(200)는 상기 태그부(200)에 포함된 핵산의 단위 분자 및/또는 핵산 유사체의 단위 분자의 염기 종류 (예를 들어, 아데닌, 구아닌 등)에 따라 고유한 염기 서열을 가질 수 있다.
상기 태그부(200)는 특정 염기 서열을 포함하는 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 태그부(200)는, 상기 태그부(200)의 고유한 염기 서열 중 적어도 일부 서열과 대응되는 특정 염기 서열과 수소 결합하여, 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)에 상보적으로 결합할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200) 및 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)가 DNA의 단위 분자의 중합체를 가지는 경우, 상기 태그부(200)의 염기 서열 중 시토신(C)은 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)의 염기 서열 중 구아닌(G)과 수소결합할 수 있고, 상기 태그부(200)의 염기 서열 중 아데닌(A)은 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)의 염기 서열 중 티민(T)과 수소결합할 수 있다.
1.1.2.3 태그부(200)의 예시
1.1.2.3.1 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함하는 단일 가닥체
본 출원의 일 실시예에 따른 태그부(200)는 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함하는 단일 가닥체일 수 있다.
상기 태그부(200)는 적어도 하나의 핵산 및/또는 핵산 유사체로 구성될 수 있다. 상기 태그부(200)가 복수의 핵산 및/또는 핵산 유사체로 구성되는 경우에는, 상기 태그부(200)가 단일 가닥을 이루도록 상기 태그부(200)에 포함된 상기 복수의 핵산 및/또는 핵산 유사체는 서로 연결되어 있을 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면 상기 태그부(200)는 상기 태그부(200)의 염기 서열과 상보적인 서열을 포함하는 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)에 특이적으로 결합할 수 있다. 상기 태그부(200)의 염기 서열 중 적어도 일부 서열은 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)에 특이적으로 결합할 수 있다.
일 예로, 상기 태그부(200)의 염기 서열의 전부는 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)에 특이적으로 결합할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)가 AAAAAAAAAA(서열번호 5)인 경우, 상기 태그부(200)는 TTTTTTTTTT(서열번호 7)를 포함하는 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)에 특이적으로 결합할 수 있다.
다른 예로, 상기 태그부(200)의 염기 서열 중 일부는 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)에 특이적으로 결합할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)가 AAAAAAAAAA(서열번호 5)인 경우, 상기 태그부(200)는 TTTTTTTT(서열번호 3)를 포함하는 타 핵산 복합체(1)의 태그부(200)에 특이적으로 결합할 수 있다. 상기 태그부(200)의 적어도 두 염기(즉, AA)는 결합에 참여하지 않을 수 있다.
이와 관련된 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)의 동작에 대해서는 아래의 목차 2.2 태그부(200) 및 2.4 제7 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)의 활용에서 구체적으로 설명하기로 한다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 태그부(200)는 1~50mer의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 태그부(200)는 3~25mer의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 태그부(200)는 5~20mer의 핵산 및/또는 핵산 복합체(1)를 포함할 수 있다.
1.1.2.3.2 PCR 클램핑용 프로브
본 출원의 일 실시예에 따른 태그부(200)는 PCR 클램핑용 프로브일 수 있다. 상기 태그부(200)는 PCR에 이용되는 프라이머와 적어도 하나의 염기 서열이 상이한, 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함하는 단일 가닥체일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 태그부(200)는 상기 결정부(100)의 염기 서열과 적어도 하나의 염기 서열이 상이하도록 구성될 수 있다. 상기 태그부(200)는 상기 결정부(100)가 결합하는 특정 염기 서열과 유사 서열을 갖는 핵산에 특이적으로 결합할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 태그부(200)는, 상기 결정부(100)가 상기 결정부(100)의 타겟 염기 서열(즉, 결정부(100)의 염기 서열의 적어도 일부와 대응되는 염기 서열)과 유사한 유사 서열에 미스매치(mismatch)되어 결합되는 것을 방지할 수 있다. 상기 태그부(200)는 상기 결정부(100)의 타겟 염기 서열과 유사한 유사 서열에 특이적으로 결합하여, 상기 결정부(100)가 상기 유사 서열에 미스매치되어 결합되는 것을 방지할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)가 5`-GAACGCCATC-3이고 상기 결정부(100)가 5`-TACGAATGCCATC-3`이며, 상기 결정부(100)가 특이적으로 결합하는 타겟 염기 서열이 3`-ATGCTTACGGTAG-5`인 경우, 상기 태그부(200)는 타겟 염기 서열과 유사 서열인 3`-ATGCTTGCGGTAG-3` 중 5`-CTTGCGGTAG-3`에 특이적으로 결합할 수 있다. 그 결과, 상기 태그부(200)는 상기 결정부(100)가 상기 유사 서열에 결정부(100)의 미스매치되어 결합되는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 태그부(200)는 1~50mer의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 태그부(200)는 5~30mer의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 태그부(200)는 10~25mer의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 상기 태그부(200)가 적어도 15mer 이상의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함하는 경우, 상기 태그부(200)가 10mer 이하의 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함하는 경우에 비해, 상기 태그부(200)와 상기 유사 서열과의 반응성이 향상될 수 있다.
지금까지, 결정부(100) 및 태그부(200)를 포함하는 핵산 복합체(1)에 있어서, 각 구성요소(즉, 결정부(100) 및 태그부(200))의 물질, 동작, 예시에 대해서 구체적으로 살펴보았다.
이하에서는, 결정부(100) 및 태그부(200)를 포함하는 핵산 복합체(1)의 각 구성요소간 위치관계에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
1.2 핵산 복합체(1)의 각 구성요소간 위치관계
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)의 구성요소간 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)는 결정부(100) 및 태그부(200)를 포함할 수 있다. 상기 핵산 복합체(1)의 결정부(100) 및 태그부(200)는 소정의 위치 관계를 가질 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100) 및 태그부(200)는 연결될 수 있다. 다시 말해, 결정부(100)의 일단과 및 태그부(200)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다.
상기 결정부(100)의 일단 및 태그부(200)의 일단은 화학적 결합력에 기초하여 연결될 수 있다. 결정부(100)의 일단 및 태그부(200)의 일단은, 공유 결합, 수소 결합, 이온 결합, 소수성 결합 중 적어도 하나의 결합에 기초하여, 연결될 수 있다. 일 예로, 상기 결정부(100) 및 태그부(200)는 공유 결합에 의해 연결될 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100) 및 태그부(200)는, 상기 태그부(200)의 3` 말단과 결정부(100)의 5` 말단이 직접적으로 연결되는 형태로, 연결될 수 있다(도 2(a) 참조). 상기 결정부(100) 및 태그부(200)가 DNA의 단위분자의 중합체로 구성되어 있는 경우, 태그부(200)의 3`말단의 당의 H기와 결정부(100)의 5`말단의 인산기의 OH가 반응하여 공유 결합 하는 형태로, 상기 결정부(100) 및 태그부(200)는 연결되어 있을 수 있다.
다른 구체적인 예를 들어, 상기 결정부(100) 및 태그부(200)는, 상기 태그부(200)의 5` 말단과 결정부(100)의 3` 말단이 직접적으로 연결되는 형태로, 연결될 수 있다(도 2(b) 참조). 상기 결정부(100) 및 태그부(200)가 DNA의 단위분자의 중합체로 구성되어 있는 경우, 결정부(100)의 3`말단의 당의 H기와 태그부(200)의 5`말단의 인산기의 OH가 반응하여 공유 결합 하는 형태로, 상기 결정부(100) 및 태그부(200)는 연결되어 있을 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 결정부(100) 및 태그부(200)는 별도의 물질을 통해 연결될 수 있다. 일 예로, 결정부(100)의 일단 및 태그부(200)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다. 이와 관련된 구체적인 실시예에 관해서는 이하의 목차 4.2 핵산 복합체(1)의 각 구성요소간 위치관계에서 자세하게 살펴보기로 한다.
이상에서는, 본 출원의 일 실시예에 따르는 핵산 복합체(1)에 대해서 살펴보았다. 이하에서 설명할 제1 실시예에 따른 핵산 복합체(1)는 전술한 핵산 복합체(1)와 비교하여 라벨부(300)를 더 포함하는 점을 제외하고는 동일하다. 따라서, 제1 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
2. 제1 실시예에 따른 핵산 복합체(1)
2.1 제1 실시예에 따른 핵산 복합체(1)의 구성
도 3은 본 출원의 제1 실시예에 따른 핵산 복합체(1)를 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 출원의 제1 실시예에 따른 핵산 복합체(1)는, 결정부(100), 태그부(200) 및 라벨부(300)를 포함할 수 있다.
2.1.1 라벨부(300)(label)
2.1.1.1 라벨부(300)의 구성 물질
2.1.1.1.1 입자(particle)
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 라벨부(300)는 물리적 성질(예, 크기)과 화학적 성질(예, 화학적 구조의 변화)을 가진 작은 물체를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 라벨부(300)는 금속 나노입자일 수 있다. 상기 라벨부(300)는 전이 금속, 전이후 금속, 및/또는 준금속를 포함하고, 입자의 크기가 수~수백 나노미터(약 10-9m)인 입자일 수 있다.
다른 예로, 상기 라벨부(300)는 자성 나노입자일 수 있다. 상기 라벨부(300)는 산화철(Fe2O3, Fe3O4), Ferrite(Fe3O4에서 Fe 하나가 다른 자성 관련 원자로 바뀐 형태, ex: CoFe2O4, MnFe2O4)) 및/또는 합금(자성원자들로 인해 나타나는 산화문제, 전도성 및 안정성을 높이기 위해 귀금속과 합금시킨 것, ex: FePt, CoPt 등) 등을 포함하고, 입자의 크기가 수~수백 나노미터(약 10-9m)인 입자일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 라벨부(300)는 라텍스 비드일 수 있다. 상기 라벨부(300)는 무정형(Amorphous) 중합체(예, 폴리스티렌)를 포함하며, 콜로이드 크기 범위의 구형 중합체 입자일 수 있다.
2.1.1.1.2 에너지 공여/수용체
상기 라벨부(300)는 에너지를 공여하는 입자를 포함할 수 있다. 상기 라벨부(300)는 에너지를 수용하는 입자를 포함할 수 있다. 상기 라벨부(300)는 에너지를 공여하고, 수용하는 입자를 포함할 수 있다.
상기 라벨부(300)에서 공여되거나 수용되는 에너지는, 화학적 에너지, 전기적 에너지, 발광 에너지, 자계 에너지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 라벨부(300)는 에너지를 공여하는 입자를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 라벨부(300)는 전자 에너지를 공여하는 입자일 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 라벨부(300)는 전자를 잃는 산화 물질일 수 있다.
다른 예로, 상기 라벨부(300)는 형광 공명 에너지를 공여하는 입자일 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 라벨부(300)는 발광성 물질일 수 있다. 상기 라벨부(300)는 빛이 투사되면 고유의 파장의 광선을 방사하는 형광 분자일 수 있다. 예시적으로, 상기 라벨부(300)는 FAM, JOE, TET,　HEX, VIC, Oregon Green®, TAMRA, ROX, Cyanine-3, Cyanine-3.5, Cyanine-5, Cyanine-5.5, 에쿼린(Aequorin) 또는 청색 형광 단백질(Cyan Fluorescent Protein, CFP)일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 라벨부(300)는 에너지를 수용하는 입자를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 라벨부(300)는 전자 에너지를 수여하는 입자일 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 라벨부(300)는 전자를 얻는 환원 물질일 수 있다.
다른 예로, 상기 라벨부(300)는 형광 공명 에너지를 수용하는 입자일 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 라벨부(300)는 소광성 물질일 수 있다. 상기 라벨부(300)는 블랙홀 퀀처(Black Holes Quencher, BHQ)일 수 있다. 예시적으로, 상기 블랙홀 퀀처는 아래의 화학식 11 내지 14 중 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2018008444-appb-I000011
[화학식 11]
Figure PCTKR2018008444-appb-I000012
[화학식 12]
Figure PCTKR2018008444-appb-I000013
[화학식 13]
Figure PCTKR2018008444-appb-I000014
[화학식 14]
다른 구체적인 예를 들어, 상기 라벨부(300)는 형광 변환성 물질일 수 있다. 상기 라벨부(300)는 에쿼린(Aequorin)으로부터 에너지를 받아 508nm의 녹색 형광을 방출하는 녹색 형광 단백질(Green Fluorescent Protein,　GFP)일 수 있다. 또는, 상기 라벨부(300)는 청색 형광 단백질(Cyan Fluorescent Protein, CFP) 로부터 에너지를 받아 535nm의 노랑 형광을 방출하는 노랑 형광 단백질(Yellow Fluorescent Protein, YFP)일 수 있다.
지금까지, 라벨부(300)를 구성할 수 있는 물질에 대해서 구체적으로 살펴본 바 있다. 다만, 이는 본 출원에 따르는 라벨부(300)에 대한 이해를 돕기위한 구체적인 실시예들을 개시한 것일 뿐, 라벨부(300)가 본 명세서에 개시되어 있는 물질을 포함하는 것으로 한정하여 해석하여야 함을 의미하는 것은 아니다.
이하에서는, 본 출원의 일 실시예에 따르는 라벨부(300)의 동작 및 예시들에 대해서 구체적으로 개시할 것이다. 이미 설명한바 있는 라벨부(300)의 물질적 특성 및 이하에서 설명하는 라벨부(300)의 동작 및 예시들에 따라서, 라벨부(300)의 용어적 의의 및 기능에 대해서는 보다 구체적으로 이해될 수 있을 것이다.
2.1.1.2 라벨부(300)의 동작
본 출원의 일 실시예에 따르면 라벨부(300)는 핵산 복합체(1)를 표지하는데에 관여할 수 있다. 상기 라벨부(300)는 핵산 복합체(1)에 대한 정보를 확인하기 위한 표지로써 기능할 수 있다. 상기 라벨부(300)의 특성에 따라 상기 라벨부(300)를 포함하는 핵산 복합체(1)에 대한 정보가 확인되도록 함으로써, 상기 라벨부(300)는 핵산 복합체(1)를 표지할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 라벨부(300)의 입자에 대한 정보(예를 들어, 입자의 크기, 이동도, 위치 등)에 기초하여 핵산 복합체(1)에 대한 정보가 검출될 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 라벨부(300)가 물리적 성질을 가지는 입자인 경우, 상기 라벨부(300)가 검출되는지 여부에 따라 핵산 복합체(1)의 유무가 확인될 수 있다. 다른 구체적인 예를 들어, 상기 라벨부(300)가 물리적 성질을 가지는 입자인 경우, 상기 라벨부(300)의 위치에 따라 핵산 복합체(1)의 응집 정도가 확인될 수 있다. 또 다른 구체적인 예를 들어, 상기 라벨부(300)가 물리적 성질을 가지는 입자인 경우, 상기 라벨부(300)의 이동 경로에 따라 핵산 복합체(1)의 이동 여부 및 이동에 관한 정보(예, 속도) 등에 대해 확인될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 라벨부(300)로부터 발생하는 화학적, 전기적, 광학적 및 자기적 신호 중 적어도 하나를 검출하는 형태로 상기 라벨부(300)를 포함하는 핵산 복합체(1)의 정보가 검출될 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 라벨부(300)가 에너지를 방출하는 물질인 경우, 방출되는 에너지(즉, 신호)에 기초하여 핵산 복합체(1)의 유무 및/또는 핵산 복합체(1)의 분포 등이 확인될 수 있다.
본 출원의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 라벨부(300)가 관여한 화학적, 전기적, 광학적 및 자기적 신호 중 적어도 하나를 검출하여, 상기 라벨부(300)를 포함하는 핵산 복합체(1)의 정보가 검출될 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 라벨부(300)가 에너지를 수용하여, 수용된 에너지와 다른 에너지를 방출하거나 에너지를 흡수하는 물질인 경우, 특정 환경 조건(condition)에서 검출되는 라벨부(300)의 특성에 따라 핵산 복합체(1)의 정보가 확인될 수 있다.
2.1.1.3 라벨부(300)의 예시
2.1.1.3.1 금 나노입자
본 출원의 일 실시예에 따른 라벨부(300)는 금 나노입자일 수 있다. 상기 라벨부(300)는 금을 포함하고, 입자의 크기가 수~수백 나노미터인 입자일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 라벨부(300)의 입자에 대한 정보(예를 들어, 입자의 크기, 이동도, 위치 등)를 검출하는 형태로, 상기 라벨부(300)를 포함하는 핵산 복합체(1)가 표지될 수 있다.
일 예로, 광학 센서 등을 통해 상기 라벨부(300)의 크기에 대응되는 입자가 검출되는지 여부에 따라, 상기 라벨부(300)의 유무가 확인될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 검출 여부에 따라, 핵산 복합체(1)의 유무가 확인될 수 있다.
다른 예로, 라벨부(300)를 검출하여 분포를 분석함에 따라, 상기 라벨부(300)의 응집 정도가 확인될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 응집 정도에 따라, 핵산 복합체(1)의 응집 정도가 확인될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 라벨부(300)의 이동 경과에 따라 핵산 복합체(1)의 이동 및 이동에 관한 정보(예, 속도)가 확인될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 라벨부(300)의 입자의 반응성에 관한 정보를 검출하는 형태로 상기 라벨부(300)를 포함하는 핵산 복합체(1)가 표지될 수 있다.
일 예로, 상기 라벨부(300)에 임의의 전압을 가하여 전압의 인가에 따라 검출되는 전류를 분석하는 방법(예, 순환전압전류법, cyclic voltammetry)을 통해, 상기 라벨부(300)의 입자의 유무가 확인될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 검출 여부에 따라, 핵산 복합체(1)의 유무가 확인될 수 있다.
다른 예로, 상기 라벨부(300)에의 전압의 인가에 따라 검출되는 전류를 분석하는 방법(예, 순환전압전류법, cyclic voltammetry)을 통해, 상기 라벨부(300)의 분포가 확인될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 분포에 따라, 핵산 복합체(1)의 분포가 확인될 수 있다.
2.1.1.3.2 형광물질
본 출원의 일 실시예에 따른 라벨부(300)는 형광물질일 수 있다. 상기 라벨부(300)는 빛이 투사되면 고유의 파장의 광선을 방사하는 형광 분자일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 라벨부(300)로부터 발생하는 화학적, 전기적, 광학적 및 자기적 신호 중 적어도 하나를 검출하는 형태로, 상기 라벨부(300)를 포함하는 핵산 복합체(1)의 정보가 검출될 수 있다.
일 예로, 상기 라벨부(300)로부터 발생하는 광학적 신호를 검출함으로써, 상기 라벨부(300)의 입자의 유무가 확인될 수 있다. 상기 라벨부(300)로부터 발생하는 특정 파장대역에서의 신호를 검출함으로써, 상기 라벨부(300)의 유무가 확인될 수 있다. 상기 라벨부(300)로부터 발생하는 특정 파장대역에서의 신호가 임계치(threshold)를 넘었는지 여부를 검출함으로써, 상기 라벨부(300)의 입자의 유무가 확인될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 검출 여부에 따라, 핵산 복합체(1)의 유무가 확인될 수 있다.
다른 예로, 상기 라벨부(300)로부터 발생하는 광학적 신호를 검출하여, 상기 라벨의 분포가 확인될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 분포에 따라 핵산 복합체(1)의 분포가 확인될 수 있다.
2.1.1.3.3 퀀처물질
본 출원의 일 실시예에 따른 라벨부(300)는 퀀처물질일 수 있다. 상기 라벨부(300)는 특정 파장대의 에너지가 투사되면, 투사된 특정 파장대의 에너지를 변환하여 방출하거나 흡수하는 퀀처분자일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 라벨부(300)가 관여한 화학적, 전기적, 광학적 및 자기적 신호 중 적어도 하나를 검출하여, 상기 라벨부(300)를 포함하는 핵산 복합체(1)의 정보가 검출될 수 있다.
일 예로, 검출된 광학적 신호가 상기 라벨부(300)에 의한 영향을 받았는지 여부를 확인함으로써, 상기 라벨부(300)의 유무가 확인될 수 있다. 특정 환경 조건이 조성(예를 들어, 핵산 복합체(1)의 투입 등)되기 이전에 상기 라벨부(300)로부터 발생하는 광학적 신호와 비교하여, 특정 환경 조건이 조성된 이후 상기 라벨부(300)로부터 발생하는 광학적 신호가 변경된 경우, 변경 여부 및/또는 변경된 정도에 기초하여 라벨부(300)가 표지될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 표지에 따라, 상기 라벨부(300)를 포함하는 핵산 복합체(1)가 표지될 수 있다.
지금까지, 결정부(100), 태그부(200) 및 라벨부(300)를 포함하는 핵산 복합체(1)에 있어서, 각 구성요소(즉, 결정부(100), 태그부(200) 및 라벨부(300))의 물질, 동작, 예시에 대해서 구체적으로 살펴보았다.
이하에서는, 결정부(100), 태그부(200) 및 라벨부(300)를 포함하는 핵산 복합체(1)의 각 구성요소간 위치관계에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
2.2 핵산 복합체(1)의 각 구성요소간 위치관계
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)의 구성요소간 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)는 결정부(100), 태그부(200) 및 라벨부(300)를 포함할 수 있다. 상기 핵산 복합체(1)의 결정부(100), 태그부(200) 및 라벨부(300)는 소정의 위치 관계를 가질 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100), 태그부(200) 및 라벨부(300)는 연결될 수 있다. 상기 결정부(100), 태그부(200) 및 라벨부(300)는 화학적 결합력에 기초하여 연결될 수 있다. 상기 결정부(100), 태그부(200) 및 라벨부(300)는 공유 결합, 수소 결합, 이온 결합, 소수성 결합 중 적어도 하나의 결합에 기초하여, 연결될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 태그부(200)는 상기 결정부(100) 및 상기 라벨부(300)의 사이에 위치될 수 있다(도 4(a) 참조).
상기 태그부(200)의 일단에는 상기 결정부(100)가 연결될 수 있다. 상기 태그부(200)의 일단에는 상기 결정부(100)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 태그부(200)의 일단과 상기 결정부(100)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)의 일단과 상기 결정부(100)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
상기 태그부(200)의 타단(즉, 상기 태그부(200)의 일단과 다른 일단)에는 상기 라벨부(300)가 연결될 수 있다. 상기 태그부(200)의 타단에는 상기 라벨부(300)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 태그부(200)의 타단과 상기 라벨부(300)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)의 타단과 상기 라벨부(300)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 도 2(a) 및 도 2(b)에 따른 핵산 복합체(1)에 있어서, 라벨부(300)를 더 포함하고, 상기 라벨부(300)와 상기 결정부(100) 사이를 상기 태그부(200)가 연결하도록 구성되는, 핵산 복합체(1)가 제공될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 라벨부(300)는 상기 결정부(100) 및 상기 태그부(200)의 사이에 위치될 수 있다(도 4(b) 참조).
상기 라벨부(300)의 일단에는 상기 결정부(100)가 연결될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 일단에는 상기 결정부(100)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 일단과 상기 결정부(100)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 라벨부(300)의 일단과 상기 결정부(100)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
상기 라벨부(300)의 타단(즉, 상기 라벨부(300)의 일단과 다른 일단)에는 상기 태그부(200)가 연결될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 타단에는 상기 태그부(200)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 타단과 상기 태그부(200)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 타단과 상기 태그부(200)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 도 2(a) 및 도 2(b)에 따른 핵산 복합체(1)에 있어서, 라벨부(300)를 더 포함하고, 상기 결정부(100)와 상기 태그부(200) 사이를 상기 라벨부(300)가 연결하도록 구성되는, 핵산 복합체(1)가 제공될 수 있다.
본 출원의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 결정부(100)는 상기 태그부(200) 및 상기 라벨부(300)의 사이에 위치될 수 있다(도 4(c) 참조).
상기 결정부(100)의 일단에는 상기 태그부(200)가 연결될 수 있다. 상기 결정부(100)의 일단에는 상기 태그부(200)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 결정부(100)의 일단과 상기 태그부(200)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 결정부(100)의 일단과 상기 태그부(200)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
상기 결정부(100)의 타단(즉, 상기 결정부(100)의 일단과 다른 일단)에는 상기 라벨부(300)가 연결될 수 있다. 상기 결정부(100)의 타단에는 상기 라벨부(300)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 결정부(100)의 타단과 상기 라벨부(300)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 상기 결정부(100)의 타단과 상기 라벨부(300)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 도 2(a) 및 도 2(b)에 따른 핵산 복합체(1)에 있어서, 라벨부(300)를 더 포함하고, 상기 태그부(200)와 상기 라벨부(300) 사이를 상기 결정부(100)가 연결하도록 구성되는, 핵산 복합체(1)가 제공될 수 있다.
이상에서는, 본 출원의 제1 실시예에 따른 핵산 복합체(1)에 대해서 살펴보았다. 이하에서 설명할 제2 실시예에 따른 핵산 복합체(1)는 제1 실시예에 따른 핵산 복합체(1)와 비교하여 라벨부(300)를 포함하지 않고, 연결부(400)를 더 포함하는 점을 제외하고는 동일하다. 따라서, 제2 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
3. 제2 실시예에 따른 핵산 복합체(1)
3.1 제2 실시예에 따른 핵산 복합체(1)의 구성
도 5는 본 출원의 제2 실시예에 따른 핵산 복합체(1)를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)는 결정부(100), 태그부(200) 및 연결부(400)를 포함할 수 있다.
3.1.1 연결부(400)
3.1.1.1 연결부(400)의 구성 물질
3.1.1.1.1 화합물
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부(400)는 H, O, F, N, S, C, P 중 적어도 하나를 포함하는 화합물일 수 있다. 상기 연결부(400)는 소정의 길이를 가지며, H, O, F, N, S, C, P 중 적어도 하나를 포함하는 화합물을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 연결부(400)는 적어도 하나의 단일 결합을 포함하는 탄소를 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 아래의 화학식 15의 화합물을 포함할 수 있다. 예시적으로, 상기 연결부(400)는 헥사 에틸렌 글리콜(hexaethyleneglycol)일 수 있다.
Figure PCTKR2018008444-appb-I000015
[화학식 15]
다른 예로, 상기 연결부(400)는 공명 구조를 이루는 탄소를 포함할 수 있다. 또는, 상기 연결부(400)는 적어도 하나의 이중 결합을 포함하는 탄소를 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 무지방 퓨란(Abasic Furan)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 상기 연결부(400)는 아래의 화학식 16의 화합물을 포함할 수 있다.
Figure PCTKR2018008444-appb-I000016
[화학식 16]
3.1.1.1.2 핵산 및/또는 핵산 유사체
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체 및/또는 변형된 핵산을 포함할 수 있다. 상기 연결부(400)는 상기 변형된 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 연결부(400)는 상기 변형된 핵산의 단위 분자 및 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다.
3.1.1.1.2.1 변형된 핵산의 단위 분자
상기 연결부(400)는 상기 변형된 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 변형된 핵산의 단위 분자는, 핵산의 일 예인 DNA (Deoxyribonucleic acid)의 단위 분자 중 염기의 적어도 일부 구조가 변형된 분자일 수 있다.
다른 예로, 상기 변형된 핵산의 단위 분자는, 핵산의 일 예인 RNA(Ribonucleic acid)의 단위 분자 중 염기의 적어도 일부 구조가 변형된 분자일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부(400)는 상기 변형된 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 연결부(400)는 상기 변형된 핵산의 단위 분자로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 염기 중 일부가 변형된 RNA의 단위 분자로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 연결부(400)는 상기 변형된 핵산의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 염기 중 전체가 변형된 DNA의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 연결부(400)는 제1 변형된 핵산의 단위 분자 및 제2 변형된 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 연결부(400)는 적어도 제1 변형된 핵산 및 제2 변형된 핵산을 포함할 수 있다.
상기 연결부(400)에 포함되는 제1 변형된 핵산 및 제2 변형된 핵산은 직접적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 연결부(400)는 제1 변형된 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제2 변형된 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 직접적으로 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
상기 연결부(400)에 포함되는 제1 변형된 핵산 및 제2 변형된 핵산은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 연결부(400)는 제1 변형된 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제2 변형된 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 특정 화합물을 통해 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
일 예로, 상기 연결부(400)는 제1 변형된 핵산의 단위 분자 및 제2 변형된 핵산의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 염기의 적어도 일부가 변형된 DNA의 단위 분자 및 염기의 적어도 일부가 변형된 RNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 연결부(400)는 염기의 적어도 일부가 변형된 RNA의 단위 분자 및 염기의 적어도 일부가 변형된 RNA의 단위 분자가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 연결부(400)는 제1 변형된 핵산의 단위 분자의 중합체 및 제2 변형된 핵산의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 염기의 적어도 일부가 변형된 DNA의 단위 분자의 중합체 및 염기의 적어도 일부가 변형된 RNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 연결부(400)는 염기의 적어도 일부가 변형된 DNA의 단위 분자의 중합체 및 염기의 적어도 일부가 변형된 DNA의 단위 분자가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 연결부(400)는 제1 변형된 핵산의 단위 분자의 중합체 및 제2 변형된 핵산의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 염기의 적어도 일부가 변형된 DNA의 단위 분자의 중합체 및 염기의 적어도 일부가 변형된 RNA의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 연결부(400)는 염기의 적어도 일부가 변형된RNA의 단위 분자의 중합체 및 염기의 적어도 일부가 변형된 RNA의 단위 분자의 중합체가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
3.1.1.1.2.2 핵산 유사체의 단위 분자
상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 일 예인 PNA(Peptide nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 PNA의 단위 분자는 위의 화학식 3으로 표기되는 물질일 수 있다.
다른 예로, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 일 예인 LNA(Locked Nucleic Acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 LNA의 단위 분자는 위의 화학식 4로 표기되는 물질일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 일 예인 BNA(Bridged nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 BNA의 단위 분자는 위의 화학식 5로 표기되는 물질일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 일 예인 HNA(Hexose nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 HNA의 단위 분자는 위의 화학식 6으로 표기되는 물질일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 일 예인 GNA(Glycol nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 GNA의 단위 분자는 위의 화학식 7로 표기되는 물질일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 일 예인 TNA(Threose nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 TNA의 단위 분자는 위의 화학식 8로 표기되는 물질일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 일 예인 CeNA(cyclohexene nucleic acid)의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 CeNA의 단위 분자는 위의 화학식 9로 표기되는 물질일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 단위 분자로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 LNA의 단위 분자로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 PNA의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 연결부(400)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자 및 제2 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 연결부(400)는 적어도 제1 핵산 유사체 및 제2 핵산 유사체을 포함할 수 있다.
상기 연결부(400)에 포함되는 제1 핵산 유사체 및 제2 핵산 유사체는 직접적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 연결부(400)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제2 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 직접적으로 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
상기 연결부(400)에 포함되는 제1 핵산 유사체 및 제2 핵산 유사체는 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 연결부(400)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제2 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 특정 화합물을 통해 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
일 예로, 상기 연결부(400)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자 및 제2 핵산 유사체의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 PNA의 단위 분자 및 LNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 연결부(400)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체 및 제2 핵산 유사체의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 TNA의 단위 분자의 중합체 및 GNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 연결부(400)는 CeNA의 단위 분자의 중합체 및 CeNA의 단위 분자가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 연결부(400)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체 및 제2 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 BNA의 단위 분자의 중합체 및 HNA의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 또는, 상기 연결부(400)는 LNA의 단위 분자의 중합체 및 LNA의 단위 분자의 중합체가 특정 화합물을 통해 연결된 형태로 구성될 수 있다.
3.1.1.1.2.3 핵산 유사체의 단위 분자 및 변형된 핵산의 단위 분자의 조합
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 단위 분자 및 상기 변형된 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 연결부(400)는 적어도 제1 핵산 유사체 및 제1 변형된 핵산을 포함할 수 있다.
상기 연결부(400)에 포함되는 제1 핵산 유사체 및 제1 변형된 핵산은 직접적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 연결부(400)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제1 변형된 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 직접적으로 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
상기 연결부(400)에 포함되는 제1 핵산 유사체 및 제1 변형된 핵산은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 연결부(400)는 제1 핵산 유사체의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단과 제1 변형된 핵산의 단위 분자(또는 단위 분자의 중합체)의 일단이 특정 화합물을 통해 연결되는 형태로 제공될 수 있다.
일 예로, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 단위 분자 및 변형된 핵산의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 염기의 적어도 일부가 변형된 DNA의 단위 분자, 및 LNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체 및 상기 변형된 핵산의 단위 분자 가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 염기의 적어도 일부가 변형된 RNA의 단위 분자, 및 PNA의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 연결부(400)는 상기 변형된 핵산의 단위 분자의 중합체 및 핵산 유사체의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 염기의 적어도 일부가 변형된 DNA의 단위 분자의 중합체, 및 GNA의 단위 분자가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체 및 상기 변형된 핵산의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 염기의 적어도 일부가 변형된 RNA의 단위 분자의 중합체, 및 CeNA의 단위 분자의 중합체가 연결된 형태로 구성될 수 있다.
지금까지, 연결부(400)를 구성할 수 있는 물질 및 그 구성에 대해서 구체적으로 살펴본 바 있다. 다만, 이는 본 출원에 따르는 연결부(400)에 대한 이해를 돕기위한 구체적인 실시예들을 개시한 것일 뿐, 연결부(400)가 본 명세서에 개시되어 있는 물질을 포함하는 것으로 한정하여 해석하여야 함을 의미하는 것은 아니다.
다시 말해, 연결부(400)는 본 명세서에 의해 개시되어 있지 않은 화합물을 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
또한, 연결부(400)는 본 명세서에 의해 개시되어 있지 않은 핵산 유사체의 단위 분자를 포함하는 것으로 해석될 수 있다. 여기서 핵산 유사체의 단위 분자는 염기(base)를 포함하되, 뉴클레오타이드와 비교하여 염기 이외의 구성 중 적어도 일부가 화학적으로 변형된 형태일 수 있다.
또한, 연결부(400)는, 당업자에 의해 용이하게 설계 변경되는 범위 내에서, 화학식 1 내지 10 및 화학식 15 및 16 중 적어도 하나가 화학적으로 변형된 물질을 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
이하에서는, 본 출원의 일 실시예에 따르는 연결부(400)의 동작 및 예시들에 대해서 구체적으로 개시할 것이다. 이미 설명한바 있는 연결부(400)의 물질적 특성 및 이하에서 설명하는 연결부(400)의 동작 및 예시들에 따라서, 연결부(400)의 용어적 의의 및 기능에 대해서는 보다 구체적으로 이해될 수 있을 것이다.
3.1.1.2 연결부(400)의 동작
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부(400)는 상기 결정부(100)와 상기 태그부(200)를 연결할 수 있다. 상기 연결부(400)는 상기 결정부(100)와 상기 태그부(200)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 결정부(100)와 상기 태그부(200)는 연결부(400)를 통해 연결될 수 있다.
상기 연결부(400)는 상기 결정부(100)의 일단과 직접적으로 결합되거나, 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)는 상기 결정부(100)의 일단과 화학적 결합력에 기초하여 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)는 결정부(100)의 일단과 공유 결합, 수소 결합, 이온 결합, 소수성 결합 중 적어도 하나의 결합에 기초하여 연결될 수 있다.
상기 연결부(400)는 상기 태그부(200)의 일단과 직접적으로 결합되거나, 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)는 상기 태그부(200)의 일단과 화학적 결합력에 기초하여 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)는 태그부(200)의 일단과 공유 결합, 수소 결합, 이온 결합, 소수성 결합 중 적어도 하나의 결합에 기초하여, 연결될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부(400)는 상기 결정부(100)와 상기 태그부(200) 사이의 거리를 이격시키는 기능을 수행할 수 있다. 상기 연결부(400)는 상기 결정부(100)의 일단과 상기 태그부(200)의 일단 사이의 거리를 이격시키는 기능을 수행할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 핵산 복합체(1)가 PCR에 이용되는 경우, 상기 연결부(400)는 상기 결정부(100) 및 상기 태그부(200)의 사이의 거리를 이격시켜, 상기 결정부(100)의 염기 서열을 읽는 DNA 중합효소(DNA polymerase)가 상기 태그부(200)의 염기 서열을 읽는 것을 차단할 수 있다. 이에 대해서는 아래의 목차 3.1.1.3.1 PCR용 블로커(blocker)에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
3.1.1.3 연결부(400)의 예시
3.1.1.3.1 PCR 용 블로커(blocker)
본 출원의 일 실시예에 따른 연결부(400)는 PCR용 블로커일 수 있다.
상기 PCR용 블로커는, 상기 PCR용 블로커와 연결된 어느 일 영역의 정보를 다른 물질(예, DNA 중합효소)이 획득하지 않도록 차단할 수 있다. 상기 PCR용 블로커는, 상기 PCR용 블로커와 연결된 어느 일 영역의 염기 서열에 대한 증폭 산물의 생성을 방지할 수 있다. 상기 PCR용 블로커는 DNA 중합효소(DNA polymerase)가 상기 PCR용 블로커와 연결된 어느 일 영역의 정보를 획득하는 것 방지할 수 있다.
특별한 언급이 없는 한, 본 명세서에서 "증폭산물"은, 적어도 1주기의 PCR의 결과로 생성된 물질일 수 있다. 본 명세서에서 "증폭산물"은, PCR을 수행함에 따라 적어도 둘 이상의 뉴클레오타이드가 공유결합을 통해 연결됨으로써 생성된 물질일 수 있다.
특별한 언급이 없는 한, 본 명세서에서 "A에 대한 증폭산물"이라 함은, A의 염기 서열에 상보적인 염기 서열을 갖도록 생성된 물질을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 "A에 대한 증폭산물"이라 함은, A의 염기 서열에 상보적인 염기 서열을 갖도록 생성된 뉴클레오타이드 또는 폴리 뉴클레오타이드일 수 있다. 상기 폴리 뉴클레오타이드는, 적어도 일 뉴클레오타이드의 당의 H기와 타 뉴클레오타이드의 인산기에 있는 OH가 반응하여 공유결합하는 형태로 연장되어 생성된 것일 수 있다.
상기 연결부(400)는, 상기 연결부(400)와 연결되어 있는 결정부(100)에 대한 증폭산물이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 또는, 상기 연결부(400)는, 상기 연결부(400)와 연결되어 있는 태그부(200)에 대한 증폭산물이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면 상기 연결부(400)는 소정의 길이를 가질 수 있다.
일 예로, 상기 연결부(400)는 적어도 1 옴스트롱(amstrang)을 초과하는 길이로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 연결부(400)는 적어도 3.4 옴스트롱(amstrang)을 초과하는 길이로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 연결부(400)는 적어도 5 옴스트롱(amstrang)을 초과하는 길이로 형성될 수 있다.
다른 예로, 상기 연결부(400)는 적어도 1 mer를 초과하는 길이로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 연결부(400)는 적어도 3mer를 초과하는 길이로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 연결부(400)는 적어도 5 mer를 초과하는 길이로 형성될 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 염기를 제거한 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 연결부(400)는 염기를 제거한 DNA의 단위 분자의 중합체일 수 있다. 상기 연결부(400)는 염기를 제거한 RNA의 단위 분자의 중합체일 수 있다.
다른 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 염기를 변형시킨 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 연결부(400)는 염기를 변형시킨 DNA의 단위 분자의 중합체일 수 있다. 상기 연결부(400)는 염기를 변형시킨 RNA의 단위 분자의 중합체일 수 있다.
또 다른 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 연결부(400)는 PNA의 단위 분자의 중합체일 수 있다. 상기 연결부(400)는 LNA의 단위 분자의 중합체일 수 있다.
또 다른 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 탄소를 포함하는 사슬형 구조일 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)는 PEG(polyethyleneglycol)일 수 있다.
지금까지, 결정부(100), 태그부(200) 및 연결부(400)를 포함하는 핵산 복합체(1)에 있어서, 각 구성요소(즉, 결정부(100), 태그부(200) 및 연결부(400))의 물질, 동작, 예시에 대해서 구체적으로 살펴보았다.
이하에서는, 결정부(100), 태그부(200) 및 연결부(400)를 포함하는 핵산 복합체(1)의 각 구성요소간 위치관계에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
3.2 핵산 복합체(1)의 각 구성요소간 위치관계
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)의 구성요소간 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)는 결정부(100), 태그부(200) 및 연결부(400)를 포함할 수 있다. 상기 핵산 복합체(1)의 결정부(100), 태그부(200) 및 연결부(400)는 소정의 위치 관계를 가질 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 결정부(100), 태그부(200) 및 연결부(400)는 연결되어 있는 형태일 수 있다. 상기 연결부(400)의 결정부(100)가 연결되는 측과 상기 연결부(400)의 태그부(200)가 연결되는 측은 상이할 수 있다. 상기 연결부(400)는 상기 결정부(100)와 상기 태그부(200)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 결정부(100)의 일단은 상기 연결부(400)의 일단과 직접적으로 연결되거나, 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다. 상기 태그부(200)의 일단은 상기 연결부(400)의 타단(연결부(400)의 일단과 상이한 일단)과 직접적으로 연결되거나, 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
일 예로, 연결부(400)의 일단에는 상기 결정부(100)의 일단이 화학적 결합에 따라 직접적으로 연결되고, 상기 연결부(400)의 타단에는 상기 태그부(200)의 일단이 화학적 결합에 따라 직접적으로 연결될 수 있다.
다른 예로, 상기 연결부(400)의 일단은 상기 결정부(100)의 일단과 직접적으로 연결되고, 상기 연결부(400)의 타단은 상기 태그부(200)의 일단과 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 연결부(400)의 일단은 상기 결정부(100)의 일단과 특정 화합물을 통해 연결되고, 상기 연결부(400)의 타단은 상기 태그부(200)의 일단과 직접적으로 연결될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 연결부(400)의 일단은 상기 결정부(100)의 일단과 특정 화합물을 통해 연결되고, 상기 연결부(400)의 타단은 상기 태그부(200)의 일단과 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)의 3` 말단과 연결부(400)의 일단이 연결되고, 결정부(100)의 5` 말단에 연결부(400)의 타단(태그부(200)의 일단과 상이한 일단)이 연결되는 형태로, 상기 결정부(100), 태그부(200) 및 연결부(400)는 연결될 수 있다(도 6(a) 참조).
다른 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)의 3` 말단과 연결부(400)의 일단이 연결되고, 결정부(100)의 3` 말단에 연결부(400)의 타단이 연결되는 형태로, 상기 결정부(100), 태그부(200) 및 연결부(400)는 연결될 수 있다(도 6(b) 참조).
또 다른 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)의 5` 말단과 연결부(400)의 일단이 연결되고, 결정부(100)의 5` 말단에 연결부(400)의 타단이 연결되는 형태로, 상기 결정부(100), 태그부(200) 및 연결부(400)는 연결될 수 있다(도 6(c) 참조).
또 다른 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)의 5` 말단과 연결부(400)의 일단이 연결되고, 결정부(100)의 3` 말단에 연결부(400)의 타단이 연결되는 형태로, 상기 결정부(100), 태그부(200) 및 연결부(400)는 연결될 수 있다(도 6(d) 참조).
이상에서는, 본 출원의 제2 실시예에 따르는 핵산 복합체(1)에 대해서 살펴보았다. 이하에서 설명할 제3 실시예에 따른 핵산 복합체(1)는 전술한 핵산 복합체(1)와 비교하여 라벨부(300)를 더 포함하는 점을 제외하고는 동일하다. 따라서, 제3 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
4. 제3 실시예에 따른 핵산 복합체(1)
4.1 제3 실시예에 따른 핵산 복합체(1)의 구성
도 7은 본 출원의 제3 실시예에 따른 핵산 복합체(1)를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)는 결정부(100), 태그부(200), 라벨부(300) 및 연결부(400)를 포함할 수 있다.
4.2 핵산 복합체(1)의 각 구성요소간 위치관계
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)의 구성요소간 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)는 결정부(100), 태그부(200), 라벨부(300) 및 연결부(400)를 포함할 수 있다. 상기 결정부(100), 태그부(200), 라벨부(300) 및 연결부(400)는, 화학적 결합력에 기초하여 연결될 수 있다. 상기 결정부(100), 태그부(200), 라벨부(300) 및 연결부(400)는, 공유 결합, 수소 결합, 이온 결합, 소수성 결합 중 적어도 하나의 결합에 기초하여, 연결될 수 있다.
상기 핵산 복합체(1)의 결정부(100), 태그부(200), 라벨부(300) 및 연결부(400)는 소정의 위치 관계를 가질 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 라벨부(300), 태그부(200), 연결부(400), 결정부(100) 순으로 연결된 형태의 핵산 복합체(1)가 제공될 수 있다(도 8(a) 참조).
상기 태그부(200)의 일단에는 상기 라벨부(300)가 연결될 수 있다. 상기 태그부(200)의 일단에는 상기 라벨부(300)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 태그부(200)의 일단과 상기 라벨부(300)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)의 일단과 상기 라벨부(300)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
상기 태그부(200)의 타단(즉, 상기 태그부(200)의 일단과 다른 일단)에는 상기 연결부(400)가 연결될 수 있다. 상기 태그부(200)의 타단에는 상기 연결부(400)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 태그부(200)의 타단과 상기 연결부(400)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 태그부(200)의 타단과 상기 연결부(400)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
상기 연결부(400)의 타단(즉, 상기 연결부(400)의 일단과 다른 일단)에는 상기 결정부(100)가 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)의 타단에는 상기 결정부(100)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)의 타단과 상기 결정부(100)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 연결부(400)의 타단과 상기 결정부(100)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 도 6(a) 내지 도 6(d)에 따른 핵산 복합체(1)에 있어서, 라벨부(300)를 더 포함하고, 상기 라벨부(300), 태그부(200), 연결부(400), 결정부(100) 순으로 연결되도록 구성되는, 핵산 복합체(1)가 제공될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 태그부(200), 라벨부(300), 연결부(400), 결정부(100) 순으로 연결된 형태의 핵산 복합체(1)가 제공될 수 있다(도 8(b) 참조).
상기 라벨부(300)의 일단에는 상기 태그부(200)가 연결될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 일단에는 상기 태그부(200)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 일단과 상기 태그부(200)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 라벨부(300)의 일단과 상기 태그부(200)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
상기 라벨부(300)의 타단(즉, 상기 라벨부(300)의 일단과 다른 일단)에는 상기 연결부(400)가 연결될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 타단에는 상기 연결부(400)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 타단과 상기 연결부(400)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 라벨부(300)의 타단과 상기 연결부(400)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
상기 연결부(400)의 타단(즉, 상기 연결부(400)의 일단과 다른 일단)에는 상기 결정부(100)가 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)의 타단에는 상기 결정부(100)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)의 타단과 상기 결정부(100)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 연결부(400)의 타단과 상기 결정부(100)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 도 6(a) 내지 도 6(d)에 따른 핵산 복합체(1)에 있어서, 라벨부(300)를 더 포함하고, 상기 태그부(200), 라벨부(300), 연결부(400), 결정부(100) 순으로 연결되도록 구성되는, 핵산 복합체(1)가 제공될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 태그부(200), 연결부(400), 라벨부(300), 결정부(100) 순으로 연결된 형태의 핵산 복합체(1)가 제공될 수 있다(도 8(c) 참조).
상기 연결부(400)의 일단에는 상기 태그부(200)가 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)의 일단에는 상기 태그부(200)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)의 일단과 상기 태그부(200)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 연결부(400)의 일단과 상기 태그부(200)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
상기 연결부(400)의 타단(즉, 상기 연결부(400)의 일단과 다른 일단)에는 상기 라벨부(300)가 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)의 타단에는 상기 라벨부(300)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)의 타단과 상기 라벨부(300)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 연결부(400)의 타단과 상기 라벨부(300)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
상기 라벨부(300)의 타단(즉, 상기 라벨부(300)의 일단과 다른 일단)에는 상기 결정부(100)가 연결될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 타단에는 상기 결정부(100)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 라벨부(300)의 타단과 상기 결정부(100)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 라벨부(300)의 타단과 상기 결정부(100)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 도 6(a) 내지 도 6(d)에 따른 핵산 복합체(1)에 있어서, 라벨부(300)를 더 포함하고, 상기 태그부(200), 연결부(400), 라벨부(300), 결정부(100) 순으로 연결되도록 구성되는, 핵산 복합체(1)가 제공될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 태그부(200), 연결부(400), 결정부(100), 라벨부(300) 순으로 연결된 형태의 핵산 복합체(1)가 제공될 수 있다(도 8(d) 참조).
상기 연결부(400)의 일단에는 상기 태그부(200)가 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)의 일단에는 상기 태그부(200)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)의 일단과 상기 태그부(200)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 연결부(400)의 일단과 상기 태그부(200)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
상기 연결부(400)의 타단(즉, 상기 연결부(400)의 일단과 다른 일단)에는 상기 결정부(100)가 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)의 타단에는 상기 결정부(100)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 연결부(400)의 타단과 상기 결정부(100)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 연결부(400)의 타단과 상기 결정부(100)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
상기 결정부(100)의 타단(즉, 상기 결정부(100)의 일단과 다른 일단)에는 상기 라벨부(300)가 연결될 수 있다. 상기 결정부(100)의 타단에는 상기 라벨부(300)의 일단이 화학적 결합에 따라 연결될 수 있다. 상기 결정부(100)의 타단과 상기 라벨부(300)의 일단은 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 상기 결정부(100)의 타단과 상기 라벨부(300)의 일단은 특정 화합물을 통해 연결될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 도 6(a) 내지 도 6(d)에 따른 핵산 복합체(1)에 있어서, 라벨부(300)를 더 포함하고, 상기 태그부(200), 연결부(400), 결정부(100), 라벨부(300) 순으로 연결되도록 구성되는, 핵산 복합체(1)가 제공될 수 있다.
지금까지, 본 출원의 몇몇 실시예에 따르는 핵산 복합체(1)에 대해서 구체적으로 개시하였다. 다만, 본 출원에 따른 핵산 복합체(1)는 전술한 각 구성요소 중 하나가 생략되거나, 별도의 구성요소를 더 구비하거나, 특정 구성요소를 복수개 구비하는 형태, 및/또는 일부 구성요소가 변형된 형태로 구현될 수 있다.
따라서, 본 출원에 따르는 권리 범위를 해석함에 있어, 권리 범위에 기재되어 있는 용어 및 청구항을 해석하는 기본 법리에 따라 본 출원에 따르는 권리 범위가 되어야 할 것이지, 권리 범위를 본 명세서에 개시된 구성 및 형태에 한정하여 해석하여서는 안될 것이다.
이하에서는, 적어도 둘 이상의 핵산 복합체(1)를 포함하는 핵산 복합체 페어(10)의 구성 및 동작에 대해서 구체적으로 개시하기로 한다.
<핵산 복합체 페어(10)>
1. 핵산 복합체 페어(10)의 구성
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따르는 핵산 복합체 페어(10)는, 적어도 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함할 수 있다. 핵산 복합체 페어(10)는, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)로 구성될 수 있다. 핵산 복합체 페어(10)는, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)로 페어를 이루며 제공될 수 있다.
제1 핵산 복합체(110)는 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1) 중 어느 하나의 핵산 복합체(1)일 수 있다. 상기 제1 핵산 복합체(110)는 제1 결정부(111), 제1 태그부(112), 제1 연결부(114) 및 제1 라벨부(113) 중 적어도 하나의 구성요소를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 핵산 복합체(110)는, 제1 결정부(111), 제1 태그부(112), 제1 라벨부(113) 및 제1 연결부(114)를 포함할 수 있다. 다른 예로, 제1 핵산 복합체(110)는 제1 결정부(111), 제1 태그부(112) 및 제1 라벨부(113)를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 제1 핵산 복합체(110)는 제1 결정부(111), 제1 태그부(112) 및 제1 연결부(114)를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 제1 핵산 복합체(110)는 제1 결정부(111) 및 제1 태그부(112)를 포함할 수 있다.
제2 핵산 복합체(120)는 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1) 중 어느 하나의 핵산 복합체(1)일 수 있다. 상기 제2 핵산 복합체(120)는 제2 결정부(121), 제2 태그부(122), 제2 연결부(124) 및 제2 라벨부(123) 중 적어도 하나의 구성요소를 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 핵산 복합체(120)는, 제2 결정부(121), 제2 태그부(122), 제2 라벨부(123) 및 제2 연결부(124)를 포함할 수 있다. 다른 예로, 제2 핵산 복합체(120)는 제2 결정부(121), 제2 태그부(122) 및 제2 라벨부(123)를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 제2 핵산 복합체(120)는 제2 결정부(121), 제2 태그부(122) 및 제2 연결부(124)를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 제2 핵산 복합체(120)는 제2 결정부(121) 및 제2 태그부(122)를 포함할 수 있다.
제1 핵산 복합체(110)와 제2 핵산 복합체(120)의 구성요소
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 핵산 복합체(110)는 상기 제2 핵산 복합체(120)와 구성요소의 구성이 동일할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 핵산 복합체(110)가 제1 결정부(111) 및 제1 태그부(112)로 구성되는 경우, 제2 핵산 복합체(120)도 제2 결정부(121) 및 제2 태그부(122)로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 제1 핵산 복합체(110)가 제1 결정부(111), 제1 태그부(112), 제1 라벨부(113) 및 제1 연결부(114)로 구성되는 경우, 제2 핵산 복합체(120)도 제2 결정부(121), 제2 태그부(122), 제2 라벨부(123) 및 제2 연결부(124)로 구성될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 핵산 복합체(110)는 상기 제2 핵산 복합체(120)와 구성요소의 구성이 상이할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 핵산 복합체(110)가 제1 결정부(111), 제1 태그부(112) 및 제1 라벨부(113)로 구성되는 경우, 제2 핵산 복합체(120)는 제2 결정부(121) 및 제2 태그부(122)로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 제1 핵산 복합체(110)가 제1 결정부(111), 제1 태그부(112) 및 제1 연결부(114)로 구성되는 경우, 제2 핵산 복합체(120)는 제2 결정부(121), 제2 태그부(122), 제2 라벨부(123) 및 제2 연결부(124)로 구성될 수 있다.
1.1 제1 핵산 복합체(110)와 제2 핵산 복합체(120)의 구성요소간 위치관계
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 핵산 복합체(110)의 구성요소간 위치관계와 상기 제2 핵산 복합체(120)의 구성요소간 위치관계가 동일할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 상기 제2 핵산 복합체(120)의 구성요소의 구성이 동일한 경우, 상기 제1 핵산 복합체(110)의 구성요소의 위치관계와 상기 제2 핵산 복합체(120)의 구성요소의 위치관계가 동일할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 결정부(100), 태그부(200) 및 라벨부(300)를 포함하는 경우, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 결정부(100), 태그부(200), 라벨부(300) 순으로 연결된 형태일 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 핵산 복합체(110)의 구성요소의 위치관계와 상기 제2 핵산 복합체(120)의 구성요소의 위치관계가 상이할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 상기 제2 핵산 복합체(120)의 구성요소의 구성이 일부 상이하여, 상기 제1 핵산 복합체(110)의 구성요소의 위치관계와 상기 제2 핵산 복합체(120)의 구성요소의 위치관계가 상이할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 핵산 복합체(110)가 제1 결정부(111), 제1 태그부(112), 제1 라벨부(113) 및 제1 연결부(114)를 포함하고, 제2 핵산 복합체(120)가 제2 결정부(121), 제2 태그부(122) 및 제2 라벨부(123)를 포함하는 경우, 상기 제1 핵산 복합체(110)는 제1 결정부(111), 제1 연결부(114), 제1 태그부(112), 제1 라벨부(113) 순으로 연결된 형태이고, 상기 제2 핵산 복합체(120)는 제2 결정부(121), 제2 태그부(122), 제2 라벨부(123) 순으로 연결될 수 있다.
다른 예로, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 상기 제2 핵산 복합체(120)의 구성요소의 구성이 동일한 경우에도, 상기 제1 핵산 복합체(110)의 구성요소의 위치관계와 상기 제2 핵산 복합체(120)의 구성요소의 위치관계가 상이할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 결정부(100), 태그부(200), 라벨부(300) 및 연결부(400)를 포함하는 경우, 상기 제1 핵산 복합체(110)는 결정부(100), 연결부(400), 태그부(200), 라벨부(300)순으로 연결된 형태이고, 상기 제2 핵산 복합체(120)는 결정부(100), 라벨부(300), 연결부(400), 태그부(200)순으로 연결된 형태일 수 있다.
1.2 제1 핵산 복합체(110)와 제2 핵산 복합체(120)의 구성요소간 기능
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 대응되는 구성요소간의 기능이 동일할 수 있다.
여기서, 제1 결정부(111)에 대응되는 구성요소는 제2 결정부(121)일 수 있다. 제1 태그부(112)에 대응되는 구성요소는 제2 태그부(122)일 수 있다. 제1 라벨부(113)에 대응되는 구성요소는 제2 라벨부(123)일 수 있다. 제1 연결부(114)에 대응되는 구성요소는 제2 연결부(124)일 수 있다.
제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120) 사이에 대응되는 구성요소간의 기능이 동일한 핵산 복합체 페어(10)의 일 예로, 상기 제1 결정부(111) 및 상기 제2 결정부(121)는 PCR 프라이머로의 기능을 수행하고, 상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123)는 신호를 발생시키는(예를 들어, 광을 방출하거나, 산화/환원 반응을 수행) 기능을 수행할 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 서로 대응되는 구성요소간 기능 상이한 구성요소를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 라벨부(113)는 특정 신호를 발생시키는(예, 제1 파장 대역의 빛을 방출) 기능을 수행하고, 상기 제2 라벨부(123)는 상기 특정 신호를 흡수하는(예, 제1 파장 대역의 빛을 흡수) 기능을 수행할 수 있다.
상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 서로 대응되는 구성요소간 기능이 상이한 적어도 하나의 구성 요소를 포함하는 경우, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 서로 대응되는 구성요소간 기능이 동일한 적어도 하나의 구성 요소를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 라벨부(113)는 특정 신호를 발생시키는(예, 제1 파장 대역의 빛을 방출) 기능을 수행하고, 상기 제2 라벨부(123)는 상기 특정 신호를 흡수하는(예, 제1 파장 대역의 빛을 흡수) 기능을 수행할 수 있다. 이 때, 상기 제1 결정부(111) 및 상기 제2 결정부(121)는 PCR 프라이머로의 기능을 수행할 수 있다.
또는, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 서로 대응되는 구성요소간 기능이 상이한 적어도 하나의 구성 요소를 포함하는 경우, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 서로 대응되는 구성요소간 기능이 동일한 적어도 하나의 구성 요소를 포함하지 않을 수 있다.
일 예로, 상기 제1 라벨부(113)는 특정 신호를 발생시키는(예, 제1 파장 대역의 빛을 방출) 기능을 수행하고, 상기 제2 라벨부(123)는 상기 특정 신호를 흡수하는(예, 제1 파장 대역의 빛을 흡수) 기능을 수행할 수 있다. 이 때, 상기 제1 태그부(112)는 PCR 클램핑용 프로브의 기능을 수행하고, 상기 제2 태그부(122)는 PCR 클램핑용 프로브의 기능을 수행하지 않을 수 있다.
1.3 제1 핵산 복합체(110)와 제2 핵산 복합체(120)의 구성 물질
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 대응되는 구성요소간의 구성 물질이 동일할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 결정부(111) 및 상기 제2 결정부(121)(제1 결정부(111)에 대응되는 구성요소)는 DNA의 단위 분자의 중합체로 구성되고, 상기 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)(제1 태그부(112)에 대응되는 구성요소)는 위의 화학식 10의 중합체로 구성될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 대응되는 구성요소간 구성 물질이 상이한 구성요소를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 결정부(111)는 DNA의 단위 분자의 중합체로 구성되고, 상기 제2 결정부(121)(제1 결정부(111)에 대응되는 구성요소)는 PNA의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다.
상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 서로 대응되는 구성요소간 구성 물질이 상이한 적어도 하나의 구성 요소를 포함하는 경우, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 서로 대응되는 구성요소간 구성 물질이 동일한 적어도 하나의 구성 요소를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 결정부(111)는 DNA의 단위 분자의 중합체로 구성되고, 상기 제2 결정부(121)(제1 결정부(111)에 대응되는 구성요소)는 LNA 의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다. 이 때, 상기 제1 태그부(112) 및 상기 제2 태그부(122)는 위의 화합물 10으로 구성될 수 있다.
또는, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 서로 대응되는 구성요소간 구성 물질이 상이한 적어도 하나의 구성 요소를 포함하는 경우, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 서로 대응되는 구성요소간 구성 물질이 동일한 적어도 하나의 구성 요소를 포함하지 않을 수 있다.
일 예로, 상기 제1 결정부(111)는 DNA의 단위 분자의 중합체로 구성되고, 상기 제2 결정부(121)(제1 결정부(111)에 대응되는 구성요소)는 LNA 의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다. 이 때, 상기 제1 태그부(112)는 DNA의 단위 분자의 중합체로 구성되고, 상기 제2 태그부(122)는 PNA 의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다. 이 때, 상기 제1 라벨부(113)는 형광 분자로 구성되고, 상기 제2 라벨부(123)는 퀀처 분자로 구성될 수 있다.
1.4 제1 핵산 복합체(110)와 제2 핵산 복합체(120)의 물리적 특성
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 대응되는 구성요소간 물리적 특성이 동일할 수 있다. 또는, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 서로 대응되는 구성요소간 물리적인 특성이 상이할 수 있다.
상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 서로 대응되는 구성요소간 물리적인 특성이 상이한 경우, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 서로 대응되는 구성요소간 물리적인 특성이 동일한 적어도 하나의 구성 요소를 포함할 수 있다.
또는, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 서로 대응되는 구성요소간 물리적인 특성이 상이한 경우, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 서로 대응되는 구성요소간 물리적인 특성이 동일한 적어도 하나의 구성 요소를 포함하지 않을 수 있다.
예시적으로, 상기 물리적인 특성은 물리적인 길이, 무게, 광학적 특성(예, 파장 대역, 세기), 특정 물질과의 결합력, 색, 열전도율 및/또는 강도일 수 있다.
이하에서는, 위의 여러가지 물리적인 특성 중 길이에 관련하여, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)의 구체적인 실시예에 대해서 개시한다.
명세서의 지면상의 한계로, 물리적인 특성 중 다른 특성과 관련된 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)의 구체적인 실시예의 기재는 생략할 것이지만, 당업자는 다른 특성이 동일하거나 상이한 경우에의 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)에 대해서 용이하게 이해할 수 있을 것이고, 따라서, 본 명세서의 권리 범위를 해석함에 있어서 물리적인 특성이 길이로 한정되어서는 안될 것이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 대응되는 구성요소간 물리적인 길이가 동일할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 제1 결정부(111)가 10mer의 길이를 갖는 단일 가닥의 핵산(예, DNA)인 경우, 제2 결정부(121)도 10mer의 길이를 갖는 단일 가닥의 핵산(예, DNA)일 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 서로 대응되는 구성요소간 물리적인 길이가 상이할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 제1 태그부(112)가 10mer의 길이를 갖는 단일 가닥의 핵산(예, DNA)이며, 제2 태그부(122)는 7mer의 길이를 갖는 단일 가닥의 핵산(예, DNA)일 수 있다.
상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 서로 대응되는 구성요소간 물리적인 길이가 상이한 적어도 하나의 구성 요소를 포함하는 경우, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 서로 대응되는 구성요소간 물리적 길이가 동일한 적어도 하나의 구성 요소를 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 태그부(112)가 10mer의 길이를 갖는 단일 가닥의 핵산(예, PNA)인 경우, 제2 태그부(122)는 7mer의 길이를 갖는 단일 가닥의 핵산(예, PNA)일 수 있다. 이 때, 제1 결정부(111)가 10mer의 길이를 갖는 단일 가닥의 핵산(예, DNA)인 경우, 제2 결정부(121)는 10mer의 길이를 갖는 단일 가닥의 핵산(예, DNA)일 수 있다.
또는, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 서로 대응되는 구성요소간 물리적인 길이가 상이한 적어도 하나의 구성 요소를 포함하는 경우, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 서로 대응되는 구성요소간 물리적 길이가 동일한 적어도 하나의 구성 요소를 포함하지 않을 수 있다.
일 예로, 제1 태그부(112)가 10mer의 길이를 갖는 단일 가닥의 핵산(예, PNA)인 경우, 제2 태그부(122)는 7mer의 길이를 갖는 단일 가닥의 핵산(예, PNA)일 수 있다. 이 때, 제1 결정부(111)가 17mer의 길이를 갖는 단일 가닥의 핵산(예, DNA)인 경우, 제2 결정부(121)는 15mer의 길이를 갖는 단일 가닥의 핵산(예, DNA)일 수 있다.
지금까지, 핵산 복합체 페어(10)에 포함되는 제1 핵산 복합체(110)와 제2 핵산 복합체(120)의 구성에 대해서 구체적으로 살펴보았다.
이는 본 출원에 따르는 핵산 복합체 페어(10)에 대한 이해를 돕기위한 구체적인 실시예들을 개시한 것일 뿐, 핵산 복합체 페어(10)가 본 명세서에 개시되어 있는 구성으로만 한정하여 해석되어야 함을 의미하는 것은 아니다.
구체적으로, 본 출원에 따르는 핵산 복합체 페어(10)는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120) 이외에 추가적인 핵산 복합체(1)를 포함하는 형태로 제공될 수 있다.
또한, 핵산 복합체 페어(10)에 포함되는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 기 서술된 특성 이외의 구별되는 특성을 가질 수 있고, 또는, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 기 서술된 특성 중 적어도 둘 이상이 구별되는 특성을 가질 수 있다.
이하에서는, 본 출원의 일 실시예에 따르는 핵산 복합체 페어(10)의 동작 및 예시들에 대해서 구체적으로 개시할 것이다. 이미 설명한바 있는 핵산 복합체 페어(10)의 구성 및 이하에서 설명하는 핵산 복합체 페어(10)의 동작 및 예시들에 따라서, 핵산 복합체 페어(10)의 용어적 의의 및 기능에 대해서는 보다 구체적으로 이해될 수 있을 것이다.
다만, 설명의 편의를 위해서, 필요에 따라 별도로 기재한 경우를 제외하고는, 핵산 복합체 페어(10)가 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)로 구성되고, 제1 핵산 복합체(110)는 제1 결정부(111), 제1 연결부(114), 제1 태그부(112) 및 제1 라벨부(113)를 포함하고, 제2 핵산 복합체(120)는 제2 결정부(121), 제2 연결부(124), 제2 태그부(122) 및 제2 라벨부(123)를 포함하는 것으로 가정하여 설명한다.
이는 불필요하게 각 경우에 따른 실시예들이 반복적으로 기재되는 것을 방지하기 위한 것이고, 이하에서 설명하는 다양한 실시예들에서 이용되는 핵산 복합체 페어(10)가 전술한 가정에 따라 한정적으로 해석되어야 함을 의미하는 것은 아니다.
2. 핵산 복합체 페어(10)의 동작
2.1 결정부(100)
본 출원의 일 실시예에 따른 제1 결정부(111)는 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다. 여기서, "제1 타겟 염기 서열"이라 함은, 상기 제1 결정부(111)의 염기 서열의 적어도 일부와 상보적인 염기 서열을 의미할 수 있다.
상기 제1 결정부(111)와 상기 제1 타겟 염기 서열간의 상보적 결합은, 전기적, 화학적 또는 물리적 성질 중 적어도 하나의 성질이 대응되어 연관되는 것을 의미할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 결정부(111)의 적어도 하나의 염기와 상기 제1 타겟 염기 서열과의 수소결합을 통해, 상기 제1 결정부(111)와 상기 제1 타겟 염기 서열은 상보적으로 결합할 수 있다.
상기 제1 결정부(111)와 상기 제1 타겟 염기 서열간의 결합력은, 상기 제1 타겟 염기 서열의 단위 분자의 종류, 상기 제1 타겟 염기 서열의 단위 분자의 염기의 종류, 제1 결정부(111)와의 상보적 결합에 관여하는 염기의 수 중 적어도 하나에 연관되어 결정될 수 있다.
상기 제1 결정부(111)와 상기 제1 타겟 염기 서열간의 결합력은, 상기 제1 결정부(111)의 단위 분자의 종류, 상기 제1 결정부(111)의 단위 분자의 염기의 종류, 제1 타겟 염기 서열과의 상보적 결합에 관여하는 염기의 수 중 적어도 하나에 연관되어 결정될 수 있다.
일 예로, 상기 제1 타겟 염기 서열과 결합하는 제1 결정부(111)의 단위 분자가 PNA의 단위 분자로 이루어진 경우가, 상기 제1 타겟 염기 서열과 결합하는 제1 결정부(111)의 단위 분자가 DNA의 단위 분자로 이루어진 경우에 비해, 상기 제1 타겟 염기 서열과 제1 결정부(111)간의 결합력이 강할 수 있다.
다른 예로, 상기 제1 타겟 염기 서열과 결합하는 제1 결정부(111)의 적어도 일부 영역에 포함된 염기가 C(시토신)-G(구아닌)의 함량이 높은 경우가, 상기 제1 타겟 염기 서열과 결합하는 제1 결정부(111)의 적어도 일부 영역에 포함된 염기가 C(시토신)-G(구아닌)의 함량이 낮은 경우에 비해, 상기 제1 타겟 염기 서열과 제1 결정부(111)간의 결합력이 강할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 제1 타겟 염기 서열과 결합하는 제1 결정부(111)의 적어도 일부 영역에 포함된 염기가 10bp인 경우가, 상기 제1 타겟 염기 서열과 결합하는 제1 결정부(111)의 적어도 일부 영역에 포함된 염기가 5bp인 경우에 비해, 상기 제1 타겟 염기 서열과 제1 결정부(111)간의 결합력이 강할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 제2 결정부(121)는 제2 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다. 여기서, "제2 타겟 염기 서열"이라 함은, 상기 제2 결정부(121)의 염기 서열의 적어도 일부와 상보적인 염기 서열을 의미할 수 있다.
상기 제2 결정부(121)와 상기 제2 타겟 염기 서열간의 상보적 결합은, 전기적, 화학적 또는 물리적 성질 중 적어도 하나의 성질이 대응되어 연관되는 것을 의미할 수 있다. 일 예로, 상기 제2 결정부(121)의 적어도 하나의 염기와 상기 제2 타겟 염기 서열과의 수소결합을 통해, 상기 제2 결정부(121)와 상기 제2 타겟 염기 서열은 상보적으로 결합할 수 있다.
상기 제2 결정부(121)와 상기 제2 타겟 염기 서열간의 결합력은 상기 제2 타겟 염기 서열의 단위 분자의 종류, 상기 제2 타겟 염기 서열의 단위 단위 분자의 염기의 종류, 제2 결정부(121)와의 상보적 결합에 관여하는 염기의 수 중 적어도 하나에 연관되어 결정될 수 있다.
상기 제2 결정부(121)와 상기 제2 타겟 염기 서열간의 결합력은 상기 제2 결정부(121)의 단위 분자의 종류, 제2 결정부(121)의 단위 분자의 염기의 종류, 제2 타겟 염기 서열과의 상보적 결합에 관여하는 염기의 수 중 적어도 하나에 연관되어 결정될 수 있다.
일 예로, 상기 제2 타겟 염기 서열과 결합하는 제2 결정부(121)의 단위 분자가 PNA의 단위 분자로 이루어진 경우가, 상기 제2 타겟 염기 서열과 결합하는 제2 결정부(121)의 단위 분자가 DNA의 단위 분자로 이루어진 경우에 비해, 상기 제2 타겟 염기 서열과 제2 결정부(121)간의 결합력이 강할 수 있다.
다른 예로, 상기 제2 타겟 염기 서열과 결합하는 제2 결정부(121)의 적어도 일부 영역에 포함된 염기가 C(시토신)-G(구아닌)의 함량이 높은 경우가, 상기 제2 타겟 염기 서열과 결합하는 제2 결정부(121)의 적어도 일부 영역에 포함된 염기가 C(시토신)-G(구아닌)의 함량이 낮은 경우에 비해, 상기 제2 타겟 염기 서열과 제2 결정부(121)간의 결합력이 강할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 제2 타겟 염기 서열과 결합하는 제2 결정부(121)의 적어도 일부 영역에 포함된 염기가 10bp인 경우가, 상기 제2 타겟 염기 서열과 결합하는 제2 결정부(121)의 적어도 일부 영역에 포함된 염기가 5bp인 경우에 비해, 상기 제2 타겟 염기 서열과 제2 결정부(121)간의 결합력이 강할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)는 서로 연관된 물질과 특이적으로 결합할 수 있다. 상기 제1 결정부(111)와 상보적으로 결합하는 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 타겟 핵산은, 상기 제2 결정부(121)와 상보적으로 결합하는 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 타겟 핵산과 연관되어 있을 수 있다. 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 상기 제2 핵산 복합체(120)는 서로 연관된 물질에 작용할 수 있다. 상기 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)는 사후적으로 연관될 수 있다.
일 예로, 상기 제1 결정부(111) 및 상기 제2 결정부(121)는 동일 핵산과 특이적으로 결합할 수 있다. 상기 제1 타겟 핵산과 상기 제2 타겟 핵산은 동일할 수 있다.
이 때, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열은 단일 가닥의 핵산에 포함되어 있을 수 있다.
또는, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열은 이중 가닥의 핵산에 포함되어 있되, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열은 이중 가닥 중 어느 하나의 가닥에 포함될 수 있다.
또는, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열은 이중 가닥의 핵산에 포함되어 있되, 제1 타겟 염기 서열은 이중 가닥 중 어느 하나의 가닥에 포함되며, 제2 타겟 염기 서열은 이중 가닥 중 다른 하나의 가닥에 포함되어 있을 수 있다.
도 10 및 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
상기 제1 결정부(111) 및 상기 제2 결정부(121)는 연관된 물질에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 제1 결정부(111) 및 상기 제2 결정부(121)는 동일 핵산에 상보적으로 결합할 수 있다. 이 때, 동일 핵산은 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 단일 가닥의 핵산일 수 있다.
제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열이 단일 가닥의 핵산에 포함되어 있는 경우, 상기 제1 결정부(111)는 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합하고, 제1 타겟 염기 서열과는 다른 영역에 있는 제2 타겟 염기 서열에 제2 결정부(121)가 상보적으로 결합할 수 있다. 이 때, 상기 제1 결정부(111)와 연결된 제1 태그부(112)와 상기 제2 결정부(121)와 연결된 제2 태그부(122)는, 제1 결정부(111) 또는 제2 결정부(121)를 기준으로 일측에 위치될 수 있다(도 10(a) 참조).
또는, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열이 단일 가닥의 핵산에 포함되어 있는 경우, 상기 제1 결정부(111)는 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합하고, 제1 타겟 염기 서열과는 다른 영역에 있는 제2 타겟 염기 서열에 제2 결정부(121)가 상보적으로 결합할 수 있다. 이 때, 상기 제1 결정부(111)와 연결된 제1 태그부(112)와 상기 제2 결정부(121)와 연결된 제2 태그부(122)는, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)를 기준으로 타측에 위치될 수 있다(도 10(b) 참조).
상기 제1 결정부(111) 및 상기 제2 결정부(121)는 연관된 물질에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 제1 결정부(111) 및 상기 제2 결정부(121)는 동일 핵산에 상보적으로 결합할 수 있다. 이 때, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열은 이중 가닥의 핵산에 포함되고, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열은 이중 가닥 중 어느 하나의 가닥에 포함될 수 있다.
상기 제1 결정부(111)는 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합하고, 제1 타겟 염기 서열이 포함된 어느 하나의 가닥에 포함된 제2 타겟 염기 서열에 제2 결정부(121)가 상보적으로 결합할 수 있다(도 11(a) 참조).
상기 제1 결정부(111) 및 상기 제2 결정부(121)는 연관된 물질에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 제1 결정부(111) 및 상기 제2 결정부(121)는 동일 핵산에 상보적으로 결합할 수 있다. 이 때, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열은 이중 가닥의 핵산에 포함되고, 제1 타겟 염기 서열은 이중 가닥 중 어느 하나의 가닥에 포함되며, 제2 타겟 염기 서열은 이중 가닥 중 다른 하나의 가닥에 포함되어 있을 수 있다. 상기 제1 타겟 염기 서열에 대응되는 핵산의 일 영역 및 제2 타겟 염기 서열에 대응되는 핵산의 일 영역은 단일 가닥의 형태로 존재할 수 있다.
상기 제1 결정부(111)는 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합하고, 제1 타겟 염기 서열이 포함된 어느 하나의 가닥과 다른 하나의 가닥에 포함된 제2 타겟 염기 서열에 제2 결정부(121)가 상보적으로 결합할 수 있다(도 11(b) 참조).
도 11에 도시된 경우에 있어서도, 따로 도시하지는 않았지만 도 10에서 설명한 바와 같이, 상기 제1 결정부(111)와 연결된 제1 태그부(112) 및 상기 제2 결정부(121)와 연결된 제2 태그부(122)는, 제1 결정부(111) 또는 제2 결정부(121)를 기준으로 일측에 위치될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면 제1 결정부(111)가 특이적으로 결합한 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 타겟 핵산 및 제2 결정부(121)가 특이적으로 결합한 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 타겟 핵산은 사후적으로 연관될 수 있다.
일 예로, 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)가 PCR에서 이용되는 경우, 상기 제1 결정부(111)가 제1 타겟 염기 서열에 특이적으로 결합하고, 상기 제1 타겟 염기 서열에 상보적인 서열을 갖도록 상기 결정부(100)의 3` 말단에 뉴클레오타이드가 연장될 수 있다. 이 때, 상기 연장되어 생성된 폴리 뉴클레오타이드의 염기 서열이 상기 제2 타겟 핵산을 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 결정부(111)의 3` 말단에 연장되어 생성된 폴리 뉴클레오타이드에 제2 타겟 염기 서열이 포함되어 있을 수 있다.
이러한 형태로, 상기 제1 타겟 핵산 및 제2 타겟 핵산은 사후적으로 연관될 수 있다. 이와 관련된 구체적인 실시예는, 이하에서 설명할 도 27 및 28에서 구체적으로 이해될 수 있을 것이다.
2.2 태그부(200)
본 출원의 일 실시예에 따른 제1 태그부(112)는 타 핵산 복합체(1)(즉, 제1 핵산 복합체(110)가 아닌 핵산 복합체(1))에 상보적으로 결합할 수 있다.
일 예로, 제1 태그부(112)는 제2 핵산 복합체(120)의 제2 태그부(122)에 상보적으로 결합할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 제1 태그부(112)는 제2 태그부(122)의 화학적 구조와 상보적인 화학적 구조를 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 상기 제2 태그부(122)는, 제1 태그부(112)의 화학적 구조와 상보적인 화학적 구조를 갖는 화합물을 포함할 수 있다.
다른 구체적인 예를 들어, 상기 제1 태그부(112)는, 제2 태그부(122)의 염기 서열과 상보적인 염기 서열을 포함할 수 있다. 상기 제1 태그부(112)는, 제2 태그부(122)의 염기 서열과 상보적인 염기 서열을 포함하는 핵산 및/또는 핵산 복합체(1)를 포함할 수 있다. 상기 제2 태그부(122)는 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열과 상보적인 염기 서열을 포함할 수 있다. 상기 제2 태그부(122)는, 제1 태그부(112)의 염기 서열과 상보적인 염기 서열을 포함하는 핵산 및/또는 핵산 복합체(1)를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 태그부(112)와 제2 태그부(122)의 결합 방향에 따라, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)의 결합 방향이 달라질 수 있다.
일 예로, 제1 태그부(112)와 제2 태그부(122)의 외측으로 노출된 원소 배열(즉, 원소간 거리 및 원소의 종류 등)에 따라, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)의 결합 방향이 달라질 수 있다. 다른 예로, 제1 태그부(112)와 제2 태그부(122)의 염기서열에 따라, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)의 결합 방향이 달라질 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 제1 태그부(112)의 5` 말단부터 3` 말단방향으로 나열된 염기 서열과 상기 제2 태그부(122)의 5` 말단부터 3` 말단방향으로 나열된 염기 서열 사이의 관계에 따라, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)의 결합 방향이 달라질 수 있다.
도 12는 본 출원의 일 실시예에 따른 제1 핵산 복합체(110)와 제2 핵산 복합체(120)가 결합되는 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 12(a)를 참조하면, 제1 태그부(112)는, 제1 결정부(111)에 인접한 제1 태그부(112)의 일 영역이 제2 결정부(121)로부터 이격된 제2 태그부(122)의 일 영역과 상보적으로 결합되도록, 제2 태그부(122)에 상보적인 서열을 포함할 수 있다. 제2 태그부(122)는, 제2 결정부(121)에 인접한 제2 태그부(122)의 일 영역이 제1 결정부(111)로부터 이격된 제1 태그부(112)의 일 영역과 상보적으로 결합되도록, 제1 태그부(112)에 상보적인 서열을 포함할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 결정부(100), 연결부(400), 태그부(200), 라벨부(300) 순으로 연결되는 형태로 구현될 수 있다. 상기 제1 태그부(112)는, 제1 연결부(114)와 인접한 제1 태그부(112)의 염기서열부터 나열하여, CCCCCAAAA의 염기 서열을 가질 수 있다. 상기 제2 태그부(122)는, 제2 연결부(124)와 인접한 제2 태그부(122)의 염기서열부터 나열하여, TTTTGGGGG의 염기 서열을 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 태그부(112)는 제1 연결부(114)와 인접한 제1 태그부(112)의 염기서열부터 나열하여, 5`-CCCCCAAAA-3`의 염기 서열을 가질 수 있다. 상기 제2 태그부(122)는, 제2 연결부(124)와 인접한 제2 태그부(122)의 염기서열부터 나열하여, 5`-TTTTGGGGG-3`의 염기 서열을 가질 수 있다.
또는, 바람직하게는, 상기 제1 태그부(112)는 제1 연결부(114)와 인접한 제1 태그부(112)의 염기서열부터 나열하여, 3`-CCCCCAAAA-5`의 염기 서열을 가질 수 있다. 상기 제2 태그부(122)는, 제2 연결부(124)와 인접한 제2 태그부(122)의 염기서열부터 나열하여, 3`-TTTTGGGGG-5`의 염기 서열을 가질 수 있다.
제2 결정부(121)에 인접한 제2 태그부(122)의 일 영역이 제1 결정부(111)로부터 이격된 제1 태그부(112)의 일 영역과 상보적으로 결합되도록 핵산 복합체 페어(10)가 구현되는 경우, 상기 제1 결정부(111)는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)를 기준으로 일측에 위치되고, 상기 제2 결정부(121)는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)를 기준으로 타측에 위치될 수 있다.
제2 결정부(121)에 인접한 제2 태그부(122)의 일 영역이 제1 결정부(111)로부터 이격된 제1 태그부(112)의 일 영역과 상보적으로 결합되도록 핵산 복합체 페어(10)가 구현되는 경우, 상기 제1 결정부(111)가 제1 태그부(112)에 연결된 부분은 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)를 관통하는 가상의 일면을 기준으로 제1 측에 위치되고, 상기 제2 결정부(121)가 제2 태그부(122)에 연결된 부분은 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)를 관통하는 가상의 일면을 기준으로 제2 측에 위치될 수 있다. 제1 측 및 제2 측은 상기 가상의 일면을 기준으로 다른측에 있을 수 있다.
도 12(b)를 참조하면, 제1 태그부(112)는, 제1 결정부(111)에 인접한 제1 태그부(112)의 일 영역이 제2 결정부(121)에 인접한 제2 태그부(122)의 일 영역과 상보적으로 결합되도록, 제2 태그부(122)에 상보적인 서열을 포함할 수 있다. 제2 태그부(122)는, 제2 결정부(121)에 인접한 제2 태그부(122)의 일 영역이 제1 결정부(111)에 인접한 제1 태그부(112)의 일 영역과 상보적으로 결합되도록, 제1 태그부(112)에 상보적인 서열을 포함할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 결정부(100), 연결부(400), 태그부(200), 라벨부(300) 순으로 연결되는 형태로 구현될 수 있다. 상기 제1 태그부(112)는, 제1 연결부(114)와 인접한 제1 태그부(112)의 염기서열부터 나열하여, CCCCCAAAA의 염기 서열을 가질 수 있다. 상기 제2 태그부(122)는, 제2 연결부(124)와 인접한 제2 태그부(122)의 염기서열부터 나열하여, GGGGGTTTT의 염기 서열을 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 태그부(112)는 제1 연결부(114)와 인접한 제1 태그부(112)의 염기서열부터 나열하여, 5`-CCCCCAAAA-3`의 염기 서열을 가질 수 있다. 상기 제2 태그부(122)는, 제2 연결부(124)와 인접한 제2 태그부(122)의 염기서열부터 나열하여, 3`-GGGGGTTTT-5`의 염기 서열을 가질 수 있다.
또는, 바람직하게는, 상기 제1 태그부(112)는 제1 연결부(114)와 인접한 제1 태그부(112)의 염기서열부터 나열하여, 3`-CCCCCAAAA-5`의 염기 서열을 가질 수 있다. 상기 제2 태그부(122)는, 제2 연결부(124)와 인접한 제2 태그부(122)의 염기서열부터 나열하여, 5`-GGGGGTTTT-3`의 염기 서열을 가질 수 있다.
제2 결정부(121)에 인접한 제2 태그부(122)의 일 영역이 제1 결정부(111)에 인접한 제1 태그부(112)의 일 영역과 상보적으로 결합되도록 핵산 복합체 페어(10)가 구현되는 경우, 상기 제1 결정부(111)는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)를 기준으로 일측에 위치되고, 상기 제2 결정부(121)는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)를 기준으로 일측에 위치될 수 있다.
제2 결정부(121)에 인접한 제2 태그부(122)의 일 영역이 제1 결정부(111)에 인접한 제1 태그부(112)의 일 영역과 상보적으로 결합되도록 핵산 복합체 페어(10)가 구현되는 경우, 상기 제1 결정부(111)가 제1 태그부(112)에 연결된 부분은 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)를 관통하는 가상의 일면을 기준으로 제1 측에 위치되고, 상기 제2 결정부(121)가 제2 태그부(122)에 연결된 부분은 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)를 관통하는 가상의 일면을 기준으로 제2 측에 위치될 수 있다. 상기 제1 측 및 상기 제2 측은 상기 가상의 일면을 기준으로 같은 측에 있을 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 태그부(112)와 제2 태그부(122)의 염기 서열에 따라, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)와 연관된 타 물질의 형상이 변경될 수 있다. 제1 태그부(112)와 제2 태그부(122)의 염기 서열에 따라, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 적어도 하나의 타겟 핵산의 형상이 변경될 수 있다. 이와 관련하여서는, 아래의 목차 1.2 2차 구조체의 형성에서 구체적으로 기재하기로 한다.
이하에서는, 필요에 따라 별도로 기재한 경우를 제외하고는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 상보적인 결합을 설명함에 있어, 제2 결정부(121)에 인접한 제2 태그부(122)의 일 영역이 제1 결정부(111)에 이격된 제1 태그부(112)의 일 영역과 상보적으로 결합되는 것을 가정하여 설명한다.
이는, 불필요하게 반복적으로 기재되는 것을 방지하기 위함이고, 상기 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 상보적인 결합이, 제2 결정부(121)에 인접한 제2 태그부(122)의 일 영역이 제1 결정부(111)에 인접한 제1 태그부(112)의 일 영역과 상보적으로 결합되는 것을 포함하지 않는 것을 상정하는 것이 아님을 분명히 할 것이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 태그부(112)는 상기 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하는 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 태그부(112)는, 상기 제2 태그부(122)의 적어도 일부 영역에 상보적으로 결합할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 태그부(112)는 상기 제2 태그부(122)의 전체 영역에 상보적으로 결합할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열은 상기 제2 태그부(122)의 염기 서열 전부에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 제1 태그부(112)는 상기 제2 태그부(122)와 결합하지 않은 염기를 가지고 있지 않을 수 있다. 상기 제2 태그부(122)의 염기 서열은 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열 전부에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 제2 태그부(122)는 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열과 결합을 하지 않은 염기를 가지고 있지 않을 수 있다.
다른 예로, 상기 제1 태그부(112)는 상기 제2 태그부(122)의 염기 서열에 상보적인 염기 서열을 가지되, 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열은 상기 제2 태그부(122)의 염기 서열과 적어도 하나의 염기 서열이 상이할 수 있다. 상기 제2 태그부(122)는 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열에 상보적인 염기 서열을 가지되, 상기 제2 태그부(122)의 염기 서열은 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열과 적어도 하나의 염기 서열이 상이할 수 있다. 이 때, 상기 제1 태그부(112) 및 상기 제2 태그부(122)에 포함된 서로 상보적인 염기 서열 간의 결합을 기초로 상기 제1 태그부(112) 및 상기 제2 태그부(122)는 미스매치되어 결합될 수 있다.
다른 예로, 상기 제1 태그부(112)는 상기 제2 태그부(122)의 일부 영역에 상보적으로 결합할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열은 상기 제2 태그부(122)의 염기 서열 중 일부 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 제1 태그부(112)는 상기 제2 태그부(122)와 결합하지 않은 염기를 가지고 있지 않을 수 있다. 상기 제2 태그부(122)는 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열과 결합을 하지 않은 염기를 포함하고 있을 수 있다.
도 13은 본 출원의 일 실시예예 따른 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합을 설명하기 위한 도면이다.
상기 제1 태그부(112)는 상기 제2 태그부(122)의 일부 영역에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열과 상기 제2 태그부(122)의 염기 서열은 서로 상보적으로 결합하는 영역을 가지되, 상기 제1 태그부(112)는 상기 제2 태그부(122)의 염기 서열과 상보적으로 결합하지 않는 영역을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 태그부(112)와 상기 제2 태그부(122)의 상보적 결합을 형성하는 영역(BR)은, 상기 제1 태그부(112)의 상기 제2 태그부(122)와의 상보적 결합을 형성하지 않는 영역(NBR)에 비해, 제1 태그부(112)와 제1 결정부(111)가 연결되는 부분에 상대적으로 인접할 수 있다. 상기 제1 태그부(112)의 상기 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하는 염기는, 상기 제1 태그부(112)의 상기 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하지 않는 염기에 비해 상기 제1 결정부(111)에 인접하게 형성될 수 있다 (도 13(a) 참조).
상기 제1 태그부(112)와 상기 제2 태그부(122)의 상보적 결합을 형성하는 영역(BR)은, 상기 제1 태그부(112)의 상기 제2 태그부(122)와의 상보적 결합을 형성하지 않는 영역(NBR)에 비해, 제1 태그부(112)와 제1 결정부(111)가 연결되는 부분에 상대적으로 이격되어 있을 수 있다. 상기 제1 태그부(112)의 상기 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하는 염기는, 상기 제1 태그부(112)의 상기 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하지 않는 염기에 비해 상기 제1 결정부(111)로부터 이격되어 형성될 수 있다(도 13(b) 참조).
상기 제1 태그부(112)와 상기 제2 태그부(122)의 상보적 결합을 형성하는 영역(BR)은 상기 제1 태그부(112)의 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하지 않는 제1 영역(NBR) 및 상기 제1 태그부(112)의 제2 태그부(122)와 결합하지 않는 제2 영역(NBR) 사이에 위치할 수 있다. 상기 제1 태그부(112)는, 상기 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하지 않는 제1 타겟 염기 서열, 상기 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하는 제2 타겟 염기 서열, 상기 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하지않는 제3 염기 서열을 포함할 수 있다. 상기 제1 태그부(112)는, 상기 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하지않는 제1 타겟 염기 서열, 상기 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하는 제2 타겟 염기 서열, 상기 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하지 않는 제3 염기 서열 순으로 연결되어 형성될 수 있다(도 13(c) 참조).
경우에 따라서, 상기 제1 태그부(112)가 상기 제2 태그부(122)의 염기 서열과 상보적으로 결합하지 않는 염기 서열을 더 포함하는 경우, 상기 제2 태그부(122)도 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열과 상보적으로 결합하지 않는 염기 서열을 더 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 제2 태그부(122)의 상기 제1 태그부(112)와 상보적으로 결합하지 않는 염기는, 상기 제1 태그부(112)와 상기 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합된 영역의 제1 방향(예, 제2 태그부(122)를 기준으로 5`말단에서 3`말단으로 향하는 방향)으로 형성되어 있을 수 있다.
다른 예로, 상기 제2 태그부(122)의 상기 제1 태그부(112)와 상보적으로 결합하지 않는 염기는, 상기 제1 태그부(112)와 상기 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합된 영역의 제2 방향(예, 제2 태그부(122)를 기준으로 3`말단에서 5`말단으로 향하는 방향)으로 형성되어 있을 수 있다.
또 다른 예로, 상기 제2 태그부(122)의 상기 제1 태그부(112)와 상보적으로 결합하지 않는 염기는, 상기 제1 태그부(112)와 상기 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합된 영역의 제1 방향(예, 제2 태그부(122)를 기준으로 5`말단에서 3`말단으로 향하는 방향) 및 제2 방향(예, 제2 태그부(122)를 기준으로 3`말단에서 5`말단으로 향하는 방향)으로 형성되어 있을 수 있다.
2.3 라벨부(300)
본 출원의 일 실시예에 따르면 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)는 핵산 복합체 페어(10)를 표지하는데에 관여할 수 있다. 일 예로, 제1 라벨부(113)는 제2 라벨부(123)와 연계된 작용을 통해 핵산 복합체 페어(10)를 표지하는데에 관여할 수 있다. 상기 제2 라벨부(123)는 제1 라벨부(113)와 연계된 작용을 통해 핵산 복합체 페어(10)를 표지하는데에 관여할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)는 연계될 수 있다. 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)가 연계된 작용을 수행할 수 있을만큼 인접한 거리에 배치될 때, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계된 작용(이하, 연계 작용)이 발생될 수 있다.
일 예로, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)간의 상보적 결합을 통해 연계 작용이 발생하게 될 수 있다.
다른 예로, 제1 결정부(111)가 결합하는 제1 타겟 염기 서열 및 제2 결정부(121)가 결합하는 제2 타겟 염기 서열이 연관성을 가지고 있는 경우, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용이 발생될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이에서 에너지 전달이 발생하는 형태로, 연계 작용이 수행될 수 있다.
에너지가 전달되는 일 양상으로는, 제1 라벨부(113)가 제2 라벨부(123)에 에너지를 제공하고, 제2 라벨부(123)는 제1 라벨부(113)로부터 에너지를 제공받는 형태일 수 있다. 에너지가 전달되는 다른 양상으로는, 제2 라벨부(123)가 제1 라벨부(113)에 에너지를 제공하고, 제1 라벨부(113)는 제2 라벨부(123)로부터 에너지를 제공받는 형태일 수 있다. 에너지가 전달되는 또 다른 양상으로는, 제1 라벨부(113)는 제2 라벨부(123)에 에너지를 제공하며, 제2 라벨부(123)로부터 에너지를 제공받는 형태일 수 있다. 제2 라벨부(123)는 제1 라벨부(113)에 에너지를 제공하며, 제1 라벨부(113)로부터 에너지를 제공받는 형태일 수 다.
제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이에서 에너지의 전달이 발생하였는지 여부에 따라, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용을 통해 발생되는 물리적 성질이 달라질 수 있다. 상기 물리적 성질은 화학적, 전기적, 광학적 및 자기적 성질 중 적어도 하나일 수 있다. 구체적인 예를 들어, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용이 발생하였는지 여부에 따라 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)를 포함하는 단위셀(UC)로부터 검출되는 광학적 특성이 달라질 수 있다. 상기 달라지는 광학적 특성은, 광의 세기의 변화, 광의 파장대의 변화 등이 있을 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계된 작용이 발생하였는지 여부에 따라 달라진 물리적 성질에 기초하여, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)의 연계 여부를 확인할 수 있다. 그 결과, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)의 연계 여부에 따라 핵산 복합체 페어(10)의 정보를 확인하는 형태로 핵산 복합체 페어(10)가 표지될 수 있다.
이하에서는, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)의 동작에 대해서 보다 구체적인 설명한다.
다만, 이해를 돕기 위해, 제1 라벨부(113)는 빛이 입사되면 제1 파장대의 빛을 방출하는 형광 분자이고, 제2 라벨부(123)는 제1 파장대의 빛이 입사되면 빛을 흡수하는 블랙홀 퀀처 분자인 것으로 가정하여 설명한다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 따른 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)는, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 "연계작용유효거리(LD)"가 정의될 수 있다.
여기서, "연계작용유효거리(LD)"라 함은, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용이 수행될 수 있는, 제1 라벨부(113) 또는 제2 라벨부(123)로부터의 기준이격거리를 의미할 수 있다. 여기서, "연계작용유효거리(LD)"라 함은, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용이 수행될 수 있는, 제1 라벨부(113)로부터 제2 라벨부(123)의 이격 정도의 임계거리를 의미할 수 있다. 여기서, "연계작용유효거리(LD)"라 함은, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용이 수행될 수 있는, 제2 라벨부(123)로부터 제1 라벨부(113)의 이격 정도의 임계거리를 의미할 수 있다.
연계작용유효거리(LD)는, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)의 성질에 기초하여 결정될 수 있다. 다시 말해, 제1 라벨부(113)가 형광 분자, 제2 라벨부(123)가 퀀처 분자인 경우, 연계작용유효거리(LD)는 형광 분자 및 퀀처 분자 사이의 특성에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 상기 퀀처 분자가 상기 형광 분자로부터 100Å(옴스트롱)의 범위 이내에 있을 때 연계 작용이 수행되는 특성을 가지는 경우, 연계작용유효거리(LD)는 100Å일 수 있다.
상기 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)가 서로 인접하게 배치되어 상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123) 사이의 거리가 연계작용유효거리(LD)이내인 경우, 상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123)는 연계 작용이 수행될 수 있다(도 14(a) 참조).
제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)가 연계된 작용을 수행하는 경우, 제1 라벨부(113)는 제1 파장대의 빛을 방출하되, 제2 라벨부(123)는 제1 파장대의 빛을 흡수할 수 있다. 그 결과, 광학 기기를 통해 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)를 포함하는 단위셀(UC)의 광을 검출하는 경우, 상기 단위셀(UC)로부터 제1 파장대의 빛이 검출되지 않을 수 있다. 또는, 그 결과, 광학 기기를 통해 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)를 포함하는 단위셀(UC)의 광을 검출하는 경우, 상기 단위셀(UC)로부터 검출되는 제1 파장대의 빛의 세기가 감소될 수 있다.
상기 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)가 이격되어 상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123) 사이의 거리가 연계작용유효거리(LD)를 초과하는 경우, 상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123)는 연계 작용이 수행되지 않을 수 있다(도 14(b) 참조).
제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)가 연계 작용을 수행하지 않는 경우, 제1 라벨부(113)는 제1 파장대의 빛을 방출하고, 제2 라벨부(123)는 제1 파장대의 빛을 방출하지 않을 수 있다. 그 결과, 광학 기기를 통해 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)를 포함하는 단위셀(UC)(예를 들어, 튜브)의 광을 검출하는 경우, 상기 단위셀(UC)로부터 제1 파장대의 빛이 검출될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 라벨부(113)와 제2 라벨부(123) 사이의 거리는, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합 여부에 기초하여 달라질 수 있다. 제1 라벨부(113)와 제2 라벨부(123) 사이의 거리는, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합 여부에 기초하여 결정될 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 결합되어 있는 경우, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)는 인접하게 배치될 수 있다. 상기 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 서로 상보적으로 결합되어 있는 경우, 제1 태그부(112)에 연결된 제1 라벨부(113) 및 제2 태그부(122)에 연결된 제2 라벨부(123)는 인접하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 결합되어 있지 않은 경우, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)는 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 서로 상보적으로 결합되어 있지 않은 경우, 제1 태그부(112)에 연결된 제1 라벨부(113) 및 제2 태그부(122)에 연결된 제2 라벨부(123)는 이격되어 배치될 수 있다.
따라서, 본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합 여부에 기초하여 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용 수행 여부가 결정될 수 있다.
도 15는 본 출원의 일 실시예에 따른, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용에 따른 파장대역(WL)별 형광값(F) 그래프이다.
본 출원의 일 실시예에 따른 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용은, 광학적 특성의 변화를 유발할 수 있다. 상기 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용 이전의 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)를 포함하는 단위셀(UC)의 광학적 특성과, 상기 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용 이후의 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)를 포함하는 단위셀(UC)의 광학적 특성은 다를 수 있다.
일 예로, 광학 기기를 통해 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)를 포함하는 단위셀(UC)의 광을 검출하는 경우, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용은 검출되는 신호의 파장대(예; 빛의 파장대)의 변화를 유발할 수 있다.
다른 예로, 광학 기기를 통해 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)를 포함하는 단위셀(UC)의 광을 검출하는 경우, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용은 특정 파장대에서의 신호의 세기의 변화를 유발할 수 있다.
또 다른 예로, 광학 기기를 통해 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)를 포함하는 단위셀(UC)의 광을 검출하는 경우, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용은 광학 기기의 설정 또는 한계 등으로 인해 신호의 온(On)/ 오프(Off)가 변경되도록하는 변화를 유발할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 광학 기기를 통해 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)를 포함하는 단위셀(UC)의 광을 검출하는 때에, 단위셀(UC)의 검출값이 상기 광학 기기의 형광 임계치(TF)를 초과하는 상태에서 상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123)의 연계 작용이 발생하는 경우, 상기 단위셀(UC)의 검출값이 형광 임계치(TF) 미만으로 감소될 수 있다 (도 15(a) 참조).
여기서, 형광 임계치(TF)는, 상기 광학 기기의 설정 또는 광학 기기의 한계 등으로 결정된, 상기 광학 기기를 통해 형광값을 검출할 수 있는 최저 형광값일 수 있다.
초기 상태(즉, 단위셀(UC)의 검출값이 광학 기기의 형광 임계치(TF)를 초과함)에서 연계 작용에 따라 상기 단위셀(UC)의 검출값이 형광 임계치(TF) 미만으로 감소되는 경우, 상기 광학 기기의 신호는 온(on) 상태에서 오프(off)상태로 변경되는 양상을 보일 수 있다.
또는, 초기 상태에서 연계 작용에 따라 상기 단위셀(UC)의 검출값이 형광 임계치(TF) 미만으로 감소되는 경우, 상기 광학 기기의 신호는 단위셀(UC)의 형광값을 연속적으로 검출하다가, 오프(off)상태로 변경되는 양상을 보일 수 있다.
다른 구체적인 예를 들어, 광학 기기를 통해 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)를 포함하는 단위셀(UC)의 광을 검출하는 때에, 단위셀(UC)의 검출값이 검출 영역(DR)에서 형광 임계치(TF)를 초과하는 상태에서 상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123)의 연계 작용이 발생하는 경우, 상기 단위셀(UC)의 검출값이 상기 검출 영역(DR)에서 형광 임계치(TF) 미만으로 감소될 수 있다 (도 15(b) 참조).
여기서, 검출 영역(DR)은 상기 광학 기기의 설정 또는 광학 기기의 한계 등으로 결정된 상기 광학 기기를 통해 형광값을 검출할 수 있는 파장 대역 범위일 수 있다.
여기서, 형광 임계치(TF)는 상기 광학 기기에 설정 또는 광학 기기의 한계 등으로 결정된 상기 광학 기기를 통해 형광값을 검출할 수 있는 최저 형광값일 수 있다.
초기 상태(즉, 단위셀(UC)의 검출값이 광학 기기의 검출 영역(DR)에서 형광 임계치(TF)를 초과함)에서 연계 작용에 따라 상기 단위셀(UC)의 검출값이 검출 영역(DR)에서 형광 임계치(TF) 미만으로 감소되는 경우, 상기 광학 기기의 신호는 온(on) 상태에서 오프(off)상태로 변경되는 양상을 보일 수 있다.
초기 상태에서 연계 작용에 따라 상기 단위셀(UC)의 검출값이 검출 영역(DR)에서 형광 임계치(TF) 미만으로 감소되는 경우, 상기 광학 기기의 신호는 단위셀(UC)의 형광값을 연속적으로 검출하다가, 오프(off)상태로 변경되는 양상을 보일 수 있다.
2.4 연결부(400)
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 연결부(114)는 PCR이 수행되는 경우에 제1 태그부(112)에 대한 증폭 산물이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2 연결부(124)는 PCR이 수행되는 경우에 제2 태그부(122)에 대한 증폭 산물이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 연결부(114) 및 제2 연결부(124)는 PCR이 수행된 이후에도, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 단일 가닥의 핵산으로 유지되도록 할 수 있다. 단일 가닥의 핵산인 상기 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는 특정 환경 조건 내에서 상보적으로 결합할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 제1 연결부(114) 및 제2 연결부(124)는, PCR이 수행되는 경우에 핵산 복합체 페어(10)와 연관되어 생성되는 증폭산물의 길이가 일정하게 유지되도록 할 수 있다. 이와 관련하여서는, 이하 목차 1. 핵산 복합체 페어(10)의 활용 #1- PCR에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
지금까지 본 출원에서 개시하는 핵산 복합체 페어(10)의 구성 및 일반적인 동작에 대해서 개시하였다.
본 출원에 따르는 핵산 복합체 페어(10)는 핵산이 이용되는 다양한 분야에서 이용될 수 있다.
예를 들어, 핵산 복합체 페어(10)는 플라스미드의 합성, DNA 칩의 제작, DNA 시퀀싱을 위한 프라이머로써 활용될 수 있다. 다른 예를 들어, 핵산 복합체 페어(10)는 PCR에서 특정 염기 서열에 대한 증폭을 방지하기 위해 활용될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 핵산 복합체 페어(10)는 샘플내의 타겟 핵산의 유무를 확인하기 위해 활용될 수 있다.
이하에서는, 핵산 복합체(1) 및 핵산 복합체 페어(10)의 활용에 대한 구체적인 실시 태양에 대해서 자세하게 설명하기로 한다.
다만, 설명의 편의를 위해서, 필요에 따라 별도로 기재한 경우를 제외하고는 제1 결정부(111)는 포워드 프라이머, 제2 결정부(121)는 리버스 프라이머인 것을 가정하고, 제1 연결부(114) 및 제2 연결부(124)는 PCR 블로커인 것을 가정하며, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는 DNA로 이루어진 단일 가닥인 것으로 가정하며, 제1 라벨부(113)는 형광 분자, 제2 라벨부(123)는 퀀처 분자인 것을 가정하여 설명한다.
이는 불필요하게 반복적으로 기재되는 것을 방지하기 위함인바, 상기 제1 결정부(111), 제1 연결부(114), 제1 태그부(112), 제1 라벨부(113), 제2 결정부(121), 제2 연결부(124), 제2 태그부(122) 및 제2 라벨부(123)는 기 서술된 물질, 구성, 예시 및 본 명세서의 전 취지에 의해 합리적으로 해석되어야 할 것이지, 상기 제1 결정부(111), 제1 연결부(114), 제1 태그부(112), 제1 라벨부(113), 제2 결정부(121), 제2 연결부(124), 제2 태그부(122) 및 제2 라벨부(123)가 전술한 가정에 의해 한정 해석 되어서는 안될 것이다.
<핵산 복합체(1)의 활용>
1. 핵산 복합체(1)의 활용 #1 - PCR 클램핑
1.1 핵산 복합체(1)의 구성
도 16은 본 출원의 일 실시예에 따른, PCR 클램핑을 수행할 수 있는 핵산 복합체(1)를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, PCR 클램핑을 수행할 수 있는 핵산 복합체(1)는 적어도 결정부(100) 및 태그부(200)를 포함할 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)는 결정부(100), 태그부(200) 및 연결부(400)를 포함할 수 있다.
상기 결정부(100)는 PCR을 개시하는 포워드 프라이머(forward primer) 또는 리버스 프라이머(reverse primer)일 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 위의 목차 1.1.1.3.2 프라이머에서 기재하였는바, 중복되는 내용은 기재하지 않기로 한다.
상기 태그부(200)는 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함하는 단일 가닥체일 수 있다. 상기 태그부(200)는 PCR 클램핑용 프로브일 수 있다. 상기 태그부(200)의 염기 서열은 상기 결정부(100)의 염기 서열과 적어도 하나가 상이할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 위의 목차 1.1.2.3.2 PCR 클램핑용 프로브에서 기재하였는바, 중복 내용은 기재하지 않기로 한다.
상기 연결부(400)는 소정의 길이를 가지는 화합물일 수 있다. 상기 연결부(400)는 상기 연결부(400)는 PCR용 블로커일 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 위의 목차 3.1.1.3.1 PCR용 블로커(blocker) 에서 기재하였는바, 중복 내용은 기재하지 않기로 한다.
1.2 핵산 복합체(1)의 동작
1.2.1 PCR일반
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)는 PCR에서 이용될 수 있다.
도 17은 본 출원의 일 실시예에 따른 PCR 단계를 설명하기 위한 도면이다.
상기 PCR 단계는 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000) 및 중합 반응 단계(S4000)를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 핵산 복합체(1)를 포함하는 단위셀(UC)에 대한 PCR단계가 진행될 수 있다. 핵산 복합체(1)를 포함하는 단위셀(UC)은, PCR 반응을 진행하기 위해 온도가 변화되는 단위셀(UC)일 수 있다. 핵산 복합체(1)를 포함하는 단위셀(UC)은, PCR 반응을 진행하기 위해 다수의 시료가 제공되는 단위셀(UC)일 수 있다. 일 예로, 단위셀(UC)은, PCR 반응이 진행되는 튜브(tube)일 수 있다.
상기 단위셀(UC)에는 적어도 하나의 시료가 제공될 수 있다. 상기 단위셀(UC)에는 PCR 단계에서 이용되는 적어도 하나의 시료가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 단위셀(UC)에는 핵산 복합체(1)가 포함될 수 있다. 상기 단위셀(UC)에는, 중합 반응을 수행하는데 관여하는 중합 효소(예; 폴리머레이즈), 염기 조각(예; 디옥시뉴클레오타이드 삼인산(dNTP)), PCR에 관여하는 조효소(예; MgCl2, MgSO4), PCR에 최적 pH 및/또는 염농도를 제공하기 위해 완충용액(buffer) 중 적어도 하나가 더 포함될 수 있다.
상기 단위셀(UC)에 대한 PCR 단계는, 일반적으로, 1) 단위셀(UC)의 온도를 조절하여 이중 가닥의 DNA를 분리하는 열변성 단계(S2000)(denaturation step), 2) 단위셀(UC)의 온도를 조절하여 프라이머가 특정 염기 서열을 포함하는 타겟 핵산(예를 들어, 분리된 단일 가닥의 DNA)에 결합하도록 하는 어닐링 단계(S3000)(annealing step), 3) 단위셀(UC)의 온도를 조절하여 상기 타겟 핵산에 대한 증폭 산물이 상기 타겟 핵산에 결합된 프라이머의 일단에 생성되는 중합 반응 단계(S4000)(extension step)를 포함할 수 있다.
상술한 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000), 및 중합 반응 단계(S4000)는 순차적으로 반복하여 수행될 수 있다.
상기 열변성 단계(S2000)에서 조절되는 온도는 이중 가닥의 DNA가 분리되도록 하는 온도일 수 있다. 바람직하게는, 상기 열변성 단계(S2000)에서의 단위셀(UC)의 온도는 80℃를 초과한 상태로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 상기 열변성 단계(S2000)에서의 단위셀(UC)의 온도는 90℃를 초과한 상태로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 상기 열변성 단계(S2000)에서의 단위셀(UC)의 온도는 95℃를 초과한 상태로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 상기 열변성 단계(S2000)에서의 단위셀(UC)의 온도는 95℃로 유지될 수 있다.
상기 어닐링 단계(S3000)에서 조절되는 온도는 프라이머가 타겟 핵산에 결합하도록 하는 온도일수 있다. 바람직하게는, 상기 어닐링 단계(S3000)에서의 단위셀(UC)의 온도는 40~60℃정도로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 상기 어닐링 단계(S3000)에서의 단위셀(UC)의 온도는 45~55℃정도로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 상기 어닐링 단계(S3000)에서의 단위셀(UC)의 온도는 50℃정도로 유지될 수 있다.
상기 중합 반응 단계(S4000)에서 조절되는 온도는, 상기 타겟 핵산에 결합된 프라이머의 일단에 상기 타겟 핵산에 대한 증폭 산물이 생성되도록 하는 온도일수 있다. 바람직하게는, 상기 중합 반응 단계(S4000)에서의 단위셀(UC)의 온도는 50~70℃정도로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 상기 어닐링 단계(S3000)에서의 단위셀(UC)의 온도는 55~65℃정도로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 상기 어닐링 단계(S3000)에서의 단위셀(UC)의 온도는 60℃정도로 유지될 수 있다.
이하에서는, 본 출원의 일 실시예에 따른 PCR 클램핑을 수행할 수 있는 핵산 복합체(1)가 단위셀(UC)(예, 튜브)에 제공되는 경우에 있어서, PCR이 진행됨에 따른 핵산 복합체(1)의 모식도에 대해서 구체적으로 개시한다.
1.2.2 핵산 복합체(1)의 동작
도 18 및 19는 본 출원의 일 실시예에 따른 PCR 클램핑을 수행할 수 있는 핵산 복합체(1)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 18을 참조하면, 열변성 단계(S2000)에서는, 단위셀(UC)내에 존재하는 이중 가닥의 DNA가 단일 가닥의 DNA로 변성될 수 있다. 열변성 단계(S2000)에서는, 이중 가닥의 DNA가 2개의 단일 가닥의 DNA로 분리될 수 있다. 열변성 단계(S2000)에서는, 2개의 단일 가닥의 DNA 간의 수소 결합을 통해 형성된 이중 가닥의 DNA가 2개의 단일 가닥의 DNA로 분리될 수 있다.
열변성 단계(S2000)에서 분리된 적어도 하나의 단일가닥의 DNA는 타겟 염기 서열(즉, 결정부(100)의 염기 서열 중 적어도 일부와 상보적인 염기 서열)을 포함할 수 있다. 단위셀(UC)내에 존재하는 적어도 하나의 단일가닥의 DNA는 타겟 염기 서열을 포함할 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 열변성 단계(S2000) 이후 결정부(100)는 단위셀(UC)내에 존재하는 단일 가닥의 DNA 중 타겟 염기 서열을 포함하는 타겟 핵산에 결합할 수 있다. 상기 결정부(100)는 단위셀(UC)내에 존재하는 단일 가닥의 DNA 중 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 결정부(100)는 상기 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합하여, 타겟 염기 서열을 포함하는 타겟 핵산의 적어도 일부 영역에 대한 증폭산물의 생성을 개시할 수 있다.
상기 결정부(100)(즉, 핵산 복합체(1)의 결정부(100))가 포워드 프라이머인 경우, 단위셀(UC)내에는 별도의 리버스 프라이머가 제공되어 있을 수 있다. 상기 리버스 프라이머는 핵산 복합체(1)일 수 있다. 상기 리버스 프라이머는 핵산 복합체(1)가 아닐 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서 상기 리버스 프라이머는 상기 리버스 프라이머의 염기 서열에 대한 상보적인 서열을 갖는 단일 가닥의 DNA에 결합할 수 있다. 상기 리버스 프라이머는 상기 리버스 프라이머의 염기 서열에 대한 상보적인 서열을 갖는 단일 가닥의 DNA에 상보적으로 결합할 수 있다.
상기 결정부(100)가 리버스 프라이머인 경우, 단위셀(UC)내에는 별도의 포워드 프라이머가 제공되어 있을 수 있다. 상기 포워드 프라이머는 핵산 복합체(1)일 수 있다. 상기 포워드 프라이머는 핵산 복합체(1)가 아닐 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서 상기 포워드 프라이머는 상기 포워드 프라이머의 염기 서열에 대한 상보적인 서열을 갖는 단일 가닥의 DNA에 결합할 수 있다. 상기 포워드 프라이머는 상기 포워드 프라이머의 염기 서열에 대한 상보적인 서열을 갖는 단일 가닥의 DNA에 상보적으로 결합할 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 결정부(100)를 개시점으로 하여, 상기 결정부(100)가 결합한 타겟 핵산의 적어도 일부에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다. 중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 결정부(100)의 3` 말단측에 타겟 핵산의 적어도 일부에 대한 증폭 산물이 연장될 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 리버스 프라이머를 개시점으로 하여, 상기 리버스 프라이머가 결합된 단일 가닥의 DNA의 적어도 일부에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다. 중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 리버스 프라이머의 3` 말단측에 상기 리버스 프라이머가 결합된 단일 가닥의 DNA의 적어도 일부에 대한 증폭 산물이 연장될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 포워드 프라이머 및 리버스 프라이머가 핵산 복합체(1)일 때, 적어도 2주기의 PCR 이후, 이중 가닥의 DNA의 일측으로 제1 태그부(112)가 위치되고 이중 가닥의 DNA의 타측(이중 가닥의 DNA의 일측과 다른 타측)으로 제2 태그부(122)가 위치되는 형태의 구조체가 생성될 수 있다. 다시 말해, 상기 포워드 프라이머 및 리버스 프라이머가 핵산 복합체(1)일 때, 적어도 2주기의 PCR 이후, 포워드 프라이머의 5` 말단측으로 제1 태그부(112)가 위치되고 리버스 프라이머의 5` 말단 측으로 제2 태그부(122)가 위치되는 형태의 구조체가 생성될 수 있다.
이와 관련하여서는 아래 목차 1.2 2차 구조의 형성에서 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 19를 참조하면, 열변성 단계(S2000)에서는, 단위셀(UC)내에 존재하는 이중 가닥의 DNA가 단일 가닥의 DNA로 변성될 수 있다. 열변성 단계(S2000)에서는 상기 타겟 염기 서열을 포함하는 이중 가닥의 DNA가 단일 가닥의 DNA로 변성될 수 있다. 열변성 단계(S2000)에서는, 상기 타겟 염기 서열을 포함하는 이중 가닥의 DNA가 2개의 단일 가닥의 DNA로 분리될 수 있다.
단위셀(UC)내에는 타겟 염기 서열과 적어도 하나의 염기 서열이 다른 유사 염기 서열이 존재할 수 있다. 단위셀(UC)내에는 유사 염기 서열을 포함하는 단일 가닥의 DNA 및/또는 단일 가닥의 DNA가 존재할 수 있다. 상기 유사 염기 서열은, 상기 타겟 염기 서열과 비교하여 일부 염기 서열이 생략되거나, 일부 염기 서열이 치환된 염기 서열을 의미할 수 있다.
열변성 단계(S2000)에서는 유사 염기 서열을 포함하는 이중 가닥의 DNA가 단일 가닥의 DNA로 변성될 수 있다. 열변성 단계(S2000)에서는, 유사 염기 서열을 포함하는 이중 가닥의 DNA가 2개의 단일 가닥의 DNA로 분리될 수 있다.
상기 유사 염기 서열 및 타겟 염기 서열은 동일한 핵산에 포함되어 있을 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 유사 염기 서열 및 타겟 염기 서열은 같은 가닥의 DNA에 포함되어 있을 수 있다. 상기 유사 염기 서열 및 타겟 염기 서열은 상이한 핵산에 포함되어 있을 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 유사 염기 서열 및 타겟 염기 서열은 다른 가닥의 DNA에 포함되어 있을 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 열변성 단계(S2000) 이후 결정부(100)는 단위셀(UC)내에 존재하는 단일 가닥의 DNA 중 타겟 염기 서열을 포함하는 타겟 핵산에 결합할 수 있다. 상기 결정부(100)는 단위셀(UC)내에 존재하는 단일 가닥의 DNA 중 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 열변성 단계(S2000) 이후 태그부(200)는 단위셀(UC)내에 존재하는 단일 가닥의 DNA 중 유사 염기 서열을 포함하는 핵산에 결합할 수 있다. 상기 태그부(200)는 단위셀(UC)내에 존재하는 단일 가닥의 DNA 중 유사 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다.
유사 염기 서열에 상기 태그부(200)가 상보적으로 결합하는 경우, 상기 태그부(200)는 상기 결정부(100)가 상기 유사 염기 서열에 미스매치되어 결합되는 것을 방지할 수 있다. 유사 염기 서열에 상기 태그부(200)가 상보적으로 결합하는 경우, 상기 태그부(200)는 상기 결정부(100)가 상기 유사 염기 서열에 비특이적으로 결합되는 것을 방지할 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 결정부(100)를 개시점으로 하여, 상기 결정부(100)가 결합한 타겟 핵산의 적어도 일부에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다. 중합 반응 단계(S4000)에서는, 중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 결정부(100)의 3` 말단측에 상기 타겟 핵산의 적어도 일부에 대한 증폭 산물이 연장될 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 태그부(200)를 개시점으로한 상기 유사 염기 서열을 포함하는 단일 가닥의 DNA에 대한 증폭 상물의 생성이 방지될 수 있다.
일 예로, 상기 태그부(200)는 상기 연결부(400)와 연결되어 있을 수 있다. 상기 태그부(200)는 연결부(400)와 연결되어, 상기 태그부(200)를 개시점으로한 상기 유사 염기 서열을 포함하는 단일 가닥의 DNA에 대한 증폭 상물의 생성이 방지될 수 있다. 상기 태그부(200)는 상기 연결부(400)와 연결되어, 상기 태그부(200)의 3` 말단 방향으로 상기 유사 염기 서열을 포함하는 단일 가닥의 DNA에 대한 증폭 산물이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
상기 태그부(200)의 3` 말단의 당의 H기는 상기 연결부(400)와 연결되는데 이용되어, 상기 태그부(200)의 3` 말단 방향으로 상기 유사 염기 서열을 포함하는 단일 가닥의 DNA에 대한 증폭 산물이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 연결부(400)가 PEG(polyethyleneglycol)인 경우, 상기 태그부(200)의 H와 연결부(400)의 OH기가 반응하여 공유결합하는 형태로 상기 태그부(200) 및 상기 연결부(400)가 연결될 수 있고, 그 결과, 뉴클레오타이드가 연장되는 태그부(200)의 3` 말단의 당의 H기가 이미 반응에 참가하여, 상기 태그부(200)의 3` 말단 방향으로 상기 유사 염기 서열을 포함하는 단일 가닥의 DNA에 대한 증폭 산물이 생성되는 것이 방지될 수 있다.
경우에 따라서는, 중합 반응 단계(S4000)에서 상기 태그부(200)는 상기 유사 염기 서열로부터 해리될 수 있다. 상기 태그부(200)의 염기 서열의 종류, 길이, 태그부(200)의 물질 구성 등에 기초하여 결정되는 상기 태그부(200)의 결합력에 따라서, 중합 반응 단계(S4000)에서 상기 태그부(200)와 상기 유사 염기 서열간의 결합은 해리될 수 있다.
기 서술된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)를 PCR에 이용하는 경우, 타겟 염기 서열과 관련된 핵산에 대한 증폭 산물을 생성하면서, 유사 염기 서열과 관련된 핵산에 대한 증폭 산물의 생성은 방지하는 것이 가능할 수 있다. 이로써, 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체(1)를 PCR에 이용하는 경우, 원하는 DNA를 보다 정확하게 증폭시키는 것이 가능하다는 이점이 도출될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, PCR 클램핑을 수행할 수 있는 핵산 복합체(1)는 결정부(100) 및 태그부(200)를 포함할 수 있다.
상기 결정부(100)는 PCR반응을 개시하는 포워드 프라이머(forward primer) 또는 리버스 프라이머(reverse primer)일 수 있다. 상기 결정부(100)는 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산의 적어도 일부 영역에 대한 증폭 산물의 생성을 개시할 수 있다.
상기 태그부(200)는 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 태그부(200)는 PNA의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다. 상기 태그부(200)는 상기 결정부(100)와 적어도 일부 영역이 상이한 염기 서열을 가질 수 있다. 상기 태그부(200)는 상기 결정부(100)의 염기 서열의 일부 서열이 생략되거나, 일부 서열이 치환된 염기 서열을 가질 수 있다.
상기 태그부(200)는 유사 염기 서열에 결합될 수 있다. 상기 태그부(200)는 유사 염기 서열에 결합되어, 상기 결정부(100)의 유사 염기 서열에의 결합을 방지할 수 있다.
상기 태그부(200)는 유사 염기 서열에 결합되어, 상기 유사 염기 서열을 포함하는 단일 가닥의 DNA의 증폭을 방지할 수 있다. 일 예로, 상기 태그부(200)는 핵산 유사체의 단위 분자로 구성되어, DNA 중합효소에 의해 연장되지 않을 수 있다. 그 결과, 상기 태그부(200)는 상기 유사 염기 서열을 포함하는 단일 가닥의 DNA의 증폭을 방지할 수 있다.
<핵산 복합체 페어(10)의 활용>
1. 핵산 복합체 페어(10)의 활용 #1 - PCR
1.1 Primer pair를 제공하기 위한 핵산 복합체 페어(10)의 활용
1.1.1 핵산 복합체 페어(10)의 구성
도 20은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따르는 핵산 복합체 페어(10)는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함할 수 있다. 제1 핵산 복합체(110)는 적어도 제1 결정부(111) 및 제1 태그부(112)를 포함할 수 있다. 제2 핵산 복합체(120)는 적어도 제2 결정부(121) 및 제2 태그부(122)를 포함할 수 있다.
상기 제1 결정부(111)는 포워드 프라이머 또는 리버스 프라이머일 수 있다. 상기 제1 결정부(111)가 포워드 프라이머인 경우, 상기 제2 결정부(121)는 리버스 프라이머일 수 있다. 상기 제1 결정부(111)가 리버스 프라이머인 경우, 상기 제2 결정부(121)는 포워드 프라이머일 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 제1 결정부(111)는 특정 질병과 연관된 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있고, 상기 제2 결정부(121)는 동일 질병과 연관된 제2 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다.
상기 제1 태그부(112)는 상기 제2 태그부(122)와 서로 상보적으로 결합할 수 있다. 일 예로, 상기제2 태그부(122)는 제1 태그부(112)와 서로 상보적으로 결합하는 염기 서열을 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 제2 태그부(122)는 제1 태그부(112)와 서로 상보적으로 결합하는 화합물을 포함할 수 있다.
1.1.2 핵산 복합체 페어(10)의 동작
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)는 PCR에서 활용될 수 있다. 상기 핵산 복합체 페어(10)는 PCR에서 이용되어 포워드 프라이머 및 리버스 프라이머의 기능을 수행할 수 있다. 상기 제1 핵산 복합체(110)는 포워드 프라이머로 이용되고, 상기 제2 핵산 복합체(120)는 리버스 프라이머로 이용될 수 있다. 또는, 상기 제1 핵산 복합체(110)는 리버스 프라이머로 이용되고, 상기 제2 핵산 복합체(120)는 포워드 프라이머로 이용될 수 있다.
PCR에 핵산 복합체 페어(10)가 이용되는 경우, 핵산 복합체 페어(10)는 PCR이 수행될 단위셀(UC)에 제공되는 단계가 필요할 수 있다.
단위셀(UC)에 핵산 복합체 페어(10)가 제공되는 경우, 핵산 복합체 페어(10)는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 서로 상보적으로 결합되어 있는 상태일 수 있다. 상기 단위셀(UC)에는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 서로 상보적으로 결합되어 있는 핵산 복합체 페어(10)가 제공될 수 있다. 이는, 핵산 복합체 페어(10)의 합성 과정에서 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합된 형태로 합성된 것일 수 있다.
또는, 단위셀(UC)에 핵산 복합체 페어(10)가 제공된 이후, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는 서로 상보적으로 결합될 수 있다.
도 21은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)의 페어링 동작을 설명하기 위한 도면이다.
PCR이 진행되기 이전에 페어링 단계(S1000)가 수행될 수 있다. 열변성 단계(S2000) 이전에 페어링 단계(S1000)가 수행될 수 있다.
상기 페어링 단계(S1000)는 상기 제1 태그부(112) 및 상기 제2 태그부(122)의 상보적 결합을 유도하는 단계일 수 있다. 다시 말해, 단위셀(UC)의 온도를 조절하여, 단위셀(UC)에 포함된 핵산 복합체 페어(10)의 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 상보적인 결합이 유도될 수 있다.
상기 페어링 단계(S1000)에서 조절되는 온도는, 상기 제1 태그부(112) 및 상기 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합되도록 하는 온도일 수 있다. 바람직하게는, 상기 페어링 단계(S1000)에서 조절되는 온도는, 상기 제1 태그부(112) 및 상기 제2 태그부(122)가 서로 상보적으로 결합하는 영역의 어닐링 온도일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 페어링 단계(S1000) 이후, 핵산 복합체 페어(10)는 PCR이 수행될 수 있다. 페어링 단계(S1000) 이후, 핵산 복합체 페어(10)는 열변성 단계(S2000)가 수행될 수 있다. 페어링 단계(S1000)이후, 핵산 복합체 페어(10)는 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000), 중합 반응 단계(S4000)순으로 PCR이 수행될 수 있다. 페어링 단계(S1000)이후, 핵산 복합체 페어(10)는 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000), 중합 반응 단계(S4000)를 1주기로 하여 적어도 1주기 이상의 PCR이 수행될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 페어링 단계(S1000) 이후 핵산 복합체 페어(10)가 포함된 단위셀(UC)에의 용액은 분배될 수 있다. 페어링 단계(S1000) 이후 핵산 복합체 페어(10)가 포함된 단위셀(UC)에의 용액은 더 작은 단위의 유닛(예를 들어, 튜브 또는 웰(well))으로 분배될 수 있다. 이와 관련하여서는, 이하의 목차 4. 핵산 복합체 페어(10)의 활용 #4 - digital PCR에서 구체적으로 살펴보기로 한다.
1.1.3 제4 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)의 활용
도 22는 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따르는 핵산 복합체 페어(10)는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함할 수 있다. 제1 핵산 복합체(110)는 적어도 제1 결정부(111), 제1 태그부(112) 및 제1 라벨부(113)를 포함할 수 있다. 제2 핵산 복합체(120)는 적어도 제2 결정부(121), 제2 태그부(122) 및 제2 라벨부(123)를 포함할 수 있다.
상기 제1 결정부(111)는 포워드 프라이머 또는 리버스 프라이머일 수 있다. 상기 제1 결정부(111)가 포워드 프라이머인 경우, 상기 제2 결정부(121)는 리버스 프라이머일 수 있다. 상기 제1 결정부(111)가 리버스 프라이머인 경우, 상기 제2 결정부(121)는 포워드 프라이머일 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 제1 결정부(111)는 특정 질병과 연관된 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있고, 상기 제2 결정부(121)는 동일 질병과 연관된 제2 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다.
상기 제1 태그부(112)는 상기 제2 태그부(122)와 서로 상보적으로 결합할 수 있다. 일 예로, 상기제2 태그부(122)는 제1 태그부(112)와 서로 상보적으로 결합하는 염기 서열을 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 제2 태그부(122)는 제1 태그부(112)와 서로 상보적으로 결합하는 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123)는 연계 작용을 수행할 수 있다. 일 예로, 제1 라벨부(113)가 형광 분자인 경우, 제2 라벨부(123)는 제1 라벨부(113)로부터 방출되는 빛을 흡수하거나 변환하는 기능을 수행하는 퀀처 분자일 수 있다.
상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용 여부는, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)간의 결합 여부와 연관되어 있을 수 있다. 일 예로, 상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용 여부는, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)간의 결합 여부에 의해 결정될 수 있다.
전술한 일 실시예와 같이, 페어링 단계(S1000) 이후 핵산 복합체 페어(10)가 포함된 단위셀(UC)에의용액이 분배될 수 있다. 페어링 단계(S1000) 이후 핵산 복합체 페어(10)가 포함된 단위셀(UC)에의 용액은 더 작은 단위의 유닛으로 분배될 수 있다.
분배된 더 작은 단위셀(UC)에의 용액의 온도를 조절할 수 있다. 분배된 더 작은 단위셀(UC)에의 용액의 온도를 조절함에 따라, 더 작은 단위셀(UC)에 분배된 핵산 복합체 페어(10)는 온도의 조절에 따라 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)간의 결합이 유도되거나 해리될 수 있다. 바람직하게는, 분배된 더 작은 단위셀(UC)에의 용액의 온도를 상승시켜, 더 작은 단위셀(UC)에 분배된 핵산 복합체 페어(10)는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)간의 결합이 해리될 수 있다.
제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합이 해리됨에 따라, 온도 조절 이전의 더 작은 단위셀(UC)에의 물리적 특성과 온도 조절 이후의 더 작은 단위셀(UC)에의 물리적 특성이 달라질 수 있다. 일 예로, 광학 기기를 통해 상기 더 작은 단위셀(UC)에 대한 광학적 특성을 검출하는 경우, 온도를 상승시키는 형태로 단위셀(UC)의 온도가 조절된기 이전의 검출값이 온도를 상승시키는 형태로 단위셀(UC)의 온도가 조절된 이후의 검출값에 비해 작을 수 있다.
1.2 2차 구조의 형성
1.2.1 2차 구조의 형성
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)는 서로 연관된 물질과 특이적으로 결합할 수 있다.
일 예로, 핵산 복합체 페어(10)는, 제1 결정부(111)와 상보적으로 결합하는 제1 타겟 염기 서열 및 제2 결정부(121)와 상보적으로 결합하는 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산(즉, 연관된 물질)과 특이적으로 결합할 수 있다. 상기 제1 결정부(111) 및 상기 제2 결정부(121)는 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산과 특이적으로 결합할 수 있다.
본 출원의 일 실시에에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는 상보적으로 결합할 수 있다. 일 예로, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합에 따라, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)와 연결된 구조체의 형상이 달라질 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합에 따라, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)와 연결된 구조체는 2차 구조를 형성할 수 있다. 예시적으로, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합에 따라, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)와 연결된 구조체는 유사 헤어핀 구조를 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 상보적 결합에 따라 형성되는 2차 구조의 형상은 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 결합 방향에 따라 달라질 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 결합 동작과 관련하여서는, 위의 목차 2.2 태그부(200)에서 구체적으로 설명한바 있어 중복적인 설명은 생략하기로 한다.
도 23 및 24는 본 출원의 일 실시예에 따른, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)와 결합된 구조체의 2차 구조 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 23을 참고하면, 제1 결정부(111)는 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산에 결합할 수 있다. 제2 결정부(121)는 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산에 결합할 수 있다. 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)는, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산에 결합할 수 있다.
제1 태그부(112)는 제2 태그부(122)에 상보적으로 결합할 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는제1 태그부(112)의 제1 결정부(111)와 인접한 영역의 염기 서열과 제2 태그부(122)의 제2 결정부(121)와 이격된 영역의 염기 서열이 상보적인 결합을 하도록 염기 서열을 가질 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는제1 태그부(112)의 제1 연결부(114)와 인접한 영역의 염기 서열과 제2 태그부(122)의 제2 연결부(124)와 이격된 영역의 염기 서열이 상보적인 결합을 하도록 염기 서열을 가질 수 있다. 일 예로, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는, 도 12(a)와 같은 형태로 결합할 수 있는 염기 서열을 가질 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산은 유사 원형 구조를 형성할 수 있다. 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산은 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)와 상보적으로 결합할 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합하면, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)와 연결된 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산은 유사 원형 구조를 형성할 수 있다. 제1 태그부(112)의 제1 결정부(111)와 인접한 영역의 염기 서열과 제2 태그부(122)의 제2 결정부(121)와 이격된 영역의 염기 서열이 상보적인 결합을 하는 형태로, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 상보적 결합을 하면, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)와 연결된 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산은 유사 원형 구조를 형성할 수 있다.
여기서 "유사 원형 구조"라 함은, 임의의 곡률을 가지도록 형성된 루프 구조의 적어도 일부 영역이 이중 가닥으로 이루어지고, 루프 구조의 적어도 일부 영역이 개방되어 완전한 원형을 이루지 않도록 형성되는 것을 의미할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 상보적 결합에 따라, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)와 연결된 핵산이 유사 원형 구조를 형성할지 여부가 결정될 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 상보적 결합에 따라, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용 여부가 결정될 수 있다. 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)와 연결된 핵산이 유사 원형 구조를 형성 했는지 여부에 따라, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)의 연계 작용 수행 여부가 달라질 수 있다.
도 24를 참고하면, 제1 결정부(111)는 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산에 결합할 수 있다. 제2 결정부(121)는 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산에 결합할 수 있다. 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)는, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산에 결합할 수 있다.
제1 태그부(112)는 제2 태그부(122)에 상보적으로 결합할 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는제1 태그부(112)의 제1 결정부(111)와 인접한 영역의 염기 서열과 제2 태그부(122)의 제2 결정부(121)와 인접한 영역의 염기 서열이 상보적인 결합을 하도록 염기 서열을 가질 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는제1 태그부(112)의 제1 연결부(114)와 인접한 영역의 염기 서열과 제2 태그부(122)의 제2 연결부(124)와 인접한 영역의 염기 서열이 상보적인 결합을 하도록 염기 서열을 가질 수 있다. 일 예로, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는, 도 12(b)와 같은 형태로 결합할 수 있는 염기 서열을 가질 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산은 유사 헤어핀 구조를 형성할 수 있다. 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산은 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)와 상보적으로 결합할 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합하면, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)와 연결된 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산은 유사 원형 구조를 형성할 수 있다. 제1 태그부(112)의 제1 결정부(111)와 인접한 영역의 염기 서열과 제2 태그부(122)의 제2 결정부(121)와 인접한 영역의 염기 서열이 상보적인 결합을 하는 형태로, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 상보적 결합을 하면, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)와 연결된 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산은 유사 헤어핀 구조를 형성할 수 있다.
여기서 "유사 헤어핀 구조"라 함은, 임의의 곡률을 가지도록 형성된 루프 구조의 적어도 일부 영역이 이중 가닥으로 이루어지고, 이중 가닥이 형성된 영역의 각 단일 가닥의 일단에 연결된 염기 서열간의 결합으로 루프 구조와 연계된 스템 구조가 형성되는 것을 의미할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)는 서로 연관된 물질과 특이적으로 결합할 수 있다.
일 예로, 핵산 복합체 페어(10)는, 제1 결정부(111)와 상보적으로 결합하는 제1 타겟 염기 서열 및 제2 결정부(121)와 상보적으로 결합하는 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산(즉, 연관된 물질)과 특이적으로 결합할 수 있다.
다른 예로, 본 출원의 다른 실시예에 따르면 제1 결정부(111)가 특이적으로 결합한 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 타겟 핵산 및 제2 결정부(121)가 특이적으로 결합한 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 타겟 핵산은 사후적으로 연관될 수 있다. 상기 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)는, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)를 포함하는 이중 가닥의 핵산 구조체가 형성되는 형태로, 사후적으로 연관될 수 있다.
도 25 및 26은 본 출원의 일 실시예에 따른, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)가 포함된 구조체가 형성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 25를 참조하면, PCR이 진행되는 단위셀(UC)에는 핵산 복합체 페어(10) 및 다수의 시료가 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 단위셀(UC)내에는, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 이중 가닥의 DNA가 존재할 수 있다. 상기 단위셀(UC)내에는, 제1 타겟 염기 서열을 제1 가닥에 포함하고, 제2 타겟 염기 서열을 제2 가닥에 포함하며, 제1 가닥 및 제2 가닥이 상보적으로 연결되어 있는 이중 가닥의 DNA가 존재할 수 있다.
열변성 단계(S2000)에서는, 상기 단위셀(UC)의 온도를 조절하여, 단위셀(UC)내에 존재하는 이중 가닥의 DNA가 단일 가닥 DNA로 변경될 수 있다. 열변성 단계(S2000)에서는, 상기 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥 및 상기 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥의 상보적 결합이 해리될 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 상기 제1 가닥에 제1 핵산 복합체(110)의 제1 결정부(111)가 상보적으로 결합할 수 있다. 어닐링 단계(S3000)에서는, 상기 제2 가닥에 제2 핵산 복합체(120)의 제2 결정부(121)가 상보적으로 결합할 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 제1 가닥에 결합된 제1 결정부(111)에 연결된 제1 라벨부(113) 및 제2 가닥에 결합된 제2 결정부(121)에 연결된 제2 라벨부(123)는 연계 작용을 수행하지 않을 수 있다. 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)는 상대적으로 멀게 이격되어, 연계 작용을 수행하지 않을 수 있다. 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)는 연계작용유효거리(LD)이상으로 이격되어, 연계 작용을 수행하지 않을 수 있다. 구체적인 예를 들어, 제1 라벨부(113)가 형광 분자, 제2 라벨부(123)가 퀀처 분자라면, 제1 라벨부(113)에 의한 형광이 방출되고 있는 상태일 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 제1 결정부(111)를 개시점으로 하여, 상기 제1 결정부(111)가 결합한 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥의 적어도 일부에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다. 중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 제2 결정부(121)를 개시점으로 하여, 상기 제2 결정부(121)가 결합한 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥의 적어도 일부에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다.
열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000), 중합 반응 단계(S4000)를 1주기로 하여, 단위셀(UC)에 대한 적어도 1주기 이상의 PCR이 진행될 수 있다.
도 26을 참조하면, 1주기 이후의 열변성 단계(S2000)에서는, 상기 단위셀(UC)의 온도를 조절하여, 단위셀(UC)내에 존재하는 이중 가닥의 DNA가 단일 가닥 DNA로 분리될 수 있다.
열변성 단계(S2000)에서는, 상기 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 대한 증폭 산물 및 제1 결정부(111)을 포함하는 단일 가닥의 핵산이 생성될 수 있다. 상기 제1 가닥에 대한 증폭 산물 및 제1 결정부(111)를 포함하는 단일 가닥의 핵산은 제2 타겟 염기 서열을 포함할 수 있다.
열변성 단계(S2000)에서는, 상기 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 대한 증폭 산물 및 제2 결정부(121)을 포함하는 단일 가닥의 핵산으로 분리될 수 있다. 상기 제2 가닥에 대한 증폭 산물 및 제2 결정부(121)를 포함하는 단일 가닥의 핵산은 제1 타겟 염기 서열을 포함할 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 상기 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 대한 증폭 산물 및 제2 결정부(121)을 포함하는 단일 가닥의 핵산에 제1 결정부(111)가 상보적으로 결합할 수 있다. 어닐링 단계(S3000)에서는, 상기 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 대한 증폭 산물 및 제1 결정부(111)을 포함하는 단일 가닥의 핵산에 제2 결정부(121)가 상보적으로 결합할 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 첫주기의 PCR에서와 마찬가지로 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 제1 결정부(111)가 상보적으로 결합할 수 있다. 또한, 어닐링 단계(S3000)에서는, 첫주기의 PCR에서와 마찬가지로 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 제2 결정부(121)가 상보적으로 결합할 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 제1 가닥에 결합된 제1 결정부(111)에 연결된 제1 라벨부(113) 및 제2 가닥에 결합된 제2 결정부(121)에 연결된 제2 라벨부(123)는 연계 작용을 수행하지 않을 수 있다. 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)는 상대적으로 멀게 이격되어, 연계 작용을 수행하지 않을 수 있다. 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)는 연계작용유효거리(LD)이상으로 이격되어, 연계 작용을 수행하지 않을 수 있다. 구체적인 예를 들어, 제1 라벨부(113)가 형광 분자, 제2 라벨부(123)가 퀀처 분자라면, 제1 라벨부(113)에 의한 형광이 방출되고 있는 상태일 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 제1 결정부(111)를 개시점으로 하여, 상기 제1 결정부(111)가 결합한, 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 대한 증폭 산물 및 제2 결정부(121)을 포함하는 단일 가닥의 핵산에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다. 중합 반응 단계(S4000)에서는, 제2 가닥에 대한 증폭 산물 및 제2 결정부(121)을 포함하는 단일 가닥의 핵산의 증폭 산물을 생성할 때, 상기 제2 연결부(124)는 상기 제2 태그부(122)에 대한 증폭 산물이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 제2 결정부(121)를 개시점으로 하여, 상기 제2 결정부(121)가 결합한, 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 대한 증폭 산물 및 제1 결정부(111)을 포함하는 단일 가닥의 핵산에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다. 중합 반응 단계(S4000)에서는, 제1 가닥에 대한 증폭 산물 및 제1 결정부(111)을 포함하는 단일 가닥의 핵산의 증폭 산물을 생성할 때, 상기 제1 연결부(114)는 상기 제1 태그부(112)에 대한 증폭 산물이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 첫 주기에서의 PCR과 마찬가지로, 상기 제1 결정부(111)를 개시점으로 하여, 상기 제1 결정부(111)가 결합한 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥의 적어도 일부에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다. 또한, 중합 반응 단계(S4000)에서는, 첫 주기에서의 PCR과 마찬가지로, 상기 제2 결정부(121)를 개시점으로 하여, 상기 제2 결정부(121)가 결합한 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥의 적어도 일부에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다.
적어도 2주기 이상의 PCR이 진행되면, 단위셀(UC)에는 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열이 포함되고, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 포함되는 이중 나선의 핵산 구조체가 생성될 수 있다. 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열이 포함되고, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 포함되는 이중 나선의 핵산 구조체에 있어서, 상기 제1 태그부(112) 및 상기 제2 태그부(122)는 단일 가닥의 형태로 유지될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 단일 가닥의 형태로 유지되는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는, PCR이 종료된 이후에도 단일 가닥으로 남아, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합을 형성할 수 있다. 그 결과, PCR이 종료된 이후에도 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합 여부에 따라 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)를 검출하여 타겟 핵산 유무를 검출할 수 있다. 이와 같은 핵산 복합체 페어(10)의 구체적인 실시예에 대해서는 아래의 목차 1.3 타겟 검출을 위한 핵산 복합페 페어의 활용에서 보다 구체적으로 다뤄질 것이다.
도 27 및 28은 본 출원의 일 실시예에 따른, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)을 포함하는 구조체의 2차 구조 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 27을 참고하면, 제1 핵산 복합체(110), 제2 핵산 복합체(120), 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 구조체는 2차 구조를 형성할 수 있다. 일 예로, PCR에 따라 생성된 제1 핵산 복합체(110), 제2 핵산 복합체(120), 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 구조체는 2차 구조를 형성할 수 있다.
제1 태그부(112)는 제2 태그부(122)에 상보적으로 결합할 수 있다. 단일 가닥 형태로 유지되어 있는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는 서로 상보적으로 결합할 수 있다. 단일 가닥의 핵산으로 유지되어 있는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는 서로 상보적으로 결합할 수 있다.
제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는, 제1 태그부(112)의 제1 결정부(111)와 인접한 영역의 염기 서열과 제2 태그부(122)의 제2 결정부(121)와 이격된 영역의 염기 서열이 상보적인 결합을 하도록, 염기 서열을 가질 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는, 제1 태그부(112)의 제1 연결부(114)와 인접한 영역의 염기 서열과 제2 태그부(122)의 제2 연결부(124)와 이격된 영역의 염기 서열이 상보적인 결합을 하도록, 염기 서열을 가질 수 있다. 일 예로, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는, 도 12(a)와 같은 형태로 결합할 수 있는 염기 서열을 가질 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 결정부(111), 제2 결정부(121), 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열를 포함하는 핵산 구조체가 이중 가닥의 형태를 가진다고 하더라도, 제1 결정부(111), 제2 결정부(121), 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 구조체는 유사 원형 구조를 형성할 수 있다. 상기 제1 결정부(111)의 5` 측으로 노출된 제1 태그부(112) 및 제2 결정부(121)의 5` 측으로 노출된 제2 태그부(122)는 서로 상보적으로 결합할 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합으로 제1 결정부(111), 제2 결정부(121), 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열를 포함하는 핵산 구조체는 유사 원형 구조로 형성될 수 있다.
도 28을 참고하면, 제1 핵산 복합체(110), 제2 핵산 복합체(120), 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 구조체는 2차 구조를 형성할 수 있다. 일 예로, PCR에 따라 생성된 제1 핵산 복합체(110), 제2 핵산 복합체(120), 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 구조체는 2차 구조를 형성할 수 있다.
제1 태그부(112)는 제2 태그부(122)에 상보적으로 결합할 수 있다. 단일 가닥 형태로 유지되어 있는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는 서로 상보적으로 결합할 수 있다. 단일 가닥의 핵산으로 유지되어 있는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는 서로 상보적으로 결합할 수 있다.
제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는, 제1 태그부(112)의 제1 결정부(111)와 인접한 영역의 염기 서열과 제2 태그부(122)의 제2 결정부(121)와 인접한 영역의 염기 서열이 상보적인 결합을 하도록, 염기 서열을 가질 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는, 제1 태그부(112)의 제1 연결부(114)와 인접한 영역의 염기 서열과 제2 태그부(122)의 제2 연결부(124)와 인접한 영역의 염기 서열이 상보적인 결합을 하도록, 염기 서열을 가질 수 있다. 일 예로, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는, 도 12(b)와 같은 형태로 결합할 수 있는 염기 서열을 가질 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 결정부(111), 제2 결정부(121), 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열를 포함하는 핵산 구조체가 이중 가닥의 형태를 가진다고 하더라도, 제1 결정부(111), 제2 결정부(121), 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 구조체는 유사 헤어핀 구조를 형성할 수 있다. 상기 제1 결정부(111)의 5` 측으로 노출된 제1 태그부(112) 및 제2 결정부(121)의 5` 측으로 노출된 제2 태그부(122)는 서로 상보적으로 결합할 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합으로 제1 결정부(111), 제2 결정부(121), 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열를 포함하는 핵산 구조체는 유사 헤어핀 구조로 형성될 수 있다.
1.2.2 2차 구조체의 형성과 관련된 실험예 #1
도 29 및 30은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 핵산 구조체의 2차 구조 형성을 설명하기 위한 도면이다.
본 실험을 진행함에 있어서, PCR 플레이트의 튜브(또는 well)에 Tris-HCl(pH9.0), salt(KCl), MaCl2, dNTP mixture, protein stabilizer, PCR enhancer(macromolecules), fast hot-start Taq DNA Polymerase가 도입되었다.
상기 PCR플레이트의 제1 튜브에는 제1 핵산 복합체 페어(10)가 도입되었다. 제1 핵산 복합체 페어(10)는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)로 구성되었다.
제1 핵산 복합체(110)는, 제1 라벨부(113), 제1 태그부(112), 제1 연결부(114) 및 제1 결정부(111) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제1 라벨부(113)는 FAM이고, 제1 태그부(112)는 AAAAAAAA(서열번호 1), 제1 연결부(114)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제1 결정부(111)는 TACGCCTGCTACTTTCACG(서열번호 2) 이었다.
제2 핵산 복합체(120)는, 제2 라벨부(123), 제2 태그부(122), 제2 연결부(124) 및 제2 결정부(121) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제2 라벨부(123)는 퀀처 분자(Iowa Black® FQ (Iowa Black® Quenchers))이고, 제2 태그부(122)는 TTTTTTTT(서열번호 3), 제2 연결부(124)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제2 결정부(121)는 ATATTTAAGGGCATAATTTCCG(서열번호 4)이었다.
상기 PCR플레이트의 제2 튜브에는 제2 핵산 복합체 페어(10)가 도입되었다. 제2 핵산 복합체 페어(10)는 제3 핵산 복합체(1) 및 제4 핵산 복합체(1)로 구성되었다.
제3 핵산 복합체(1)는, 제3 라벨부(300), 제3 태그부(200), 제3 연결부(400) 및 제3 결정부(100) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제3 라벨부(300)는 FAM이고, 제3 태그부(200)는 AAAAAAAAAA(서열번호 5), 제3 연결부(400)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제3 결정부(100)는 AGGTAAACGCTCCTCTGAA(서열번호 6)이었다.
제4 핵산 복합체(1)는, 제4 라벨부(300), 제4 태그부(200), 제4 연결부(400) 및 제4 결정부(100) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제4 라벨부(300)는 퀀처 분자(Iowa Black® FQ (Iowa Black® Quenchers))이고, 제4 태그부(200)는 TTTTTTTTTT(서열번호7), 제4 연결부(400)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제4 결정부(100)는 GCGAGTTACGAAGACAAAA(서열번호 8)이었다.
상기 PCR플레이트의 제3 튜브에는 제3 핵산 복합체 페어(10)가 도입되었다. 제3 핵산 복합체 페어(10)는 제5 핵산 복합체(1) 및 제6 핵산 복합체(1)로 구성되었다.
제5 핵산 복합체(1)는, 제5 라벨부(300), 제5 태그부(200), 제5 연결부(400) 및 제5 결정부(100) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제5 라벨부(300)는 FAM이고, 제5 태그부(200)는 AACCTTGGGA(서열번호 9), 제5 연결부(400)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제5 결정부(100)는 AGCTCCTATTGCCAACGTA(서열번호 10)이었다.
제6 핵산 복합체(1)는, 제6 라벨부(300), 제6 태그부(200), 제6 연결부(400) 및 제6 결정부(100) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제6 라벨부(300)는 퀀처 분자(Iowa Black® FQ (Iowa Black® Quenchers))이고, 제6 태그부(200)는 TCCCAAGGTT(서열번호 11), 제6 연결부(400)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제6 결정부(100)는 AATCTTTGTGTGGAGCATC(서열번호 12)이었다.
핵산 복합체 페어(10) 및 기타 엔자임이 도입된 튜브는 온도가 조절되어, 튜브내의 용액에 대한 PCR 반응이 진행되었다. 도 29에 도시된 바와 같이, 튜브의 온도를 95C로 10분정도 유지한 후, 열변성 단계(S2000)(95C, 10초), 어닐링 단계(S3000)(50C, 40초), 중합 반응 단계(S4000)(60C, 20초)를 1주기로 하여, 40번이 반복되었다. 본 실험에서는 bio-rad사의 CFX 96(허가번호 수인 10-205호)가 이용되었다.
이후, 냉장고에 일정 시간 이상 두어 제1 튜브, 제2 튜브 및 제3 튜브를 안정화 한 후, 위의 제1 튜브, 제2 튜브 및 제3 튜브의 용액에 대한 전기영동 실험을 진행하였다.
도 30을 참조하면, 제1 튜브에 대한 결과값은 2열(즉, Probeless PCR amplicon T1)에 대응된다. 제1 튜브에 포함된 제1 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 핵산 구조체(즉, 제1 핵산 복합체(110), 제2 핵산 복합체(120), 제1 타겟 염기 서열 포함하는 제1 타겟 핵산의 적어도 일부에 대한 증폭 산물 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 타겟 핵산의 적어도 일부에 대한 증폭 산물)는 180bp의 질량을 갖는 것으로 확인되었다.
대조군과의 비교를 위해, 제1 튜브의 엔자임을 동일하게 포함하되, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 대신하여 포워드 프라이머(TACGCCTGCTACTTTCACG (서열번호 2)) 및 리버스 프라이머(ATATTTAAGGGCATAATTTCCG (서열번호 4))를 포함하는 제4 튜브를 이용한 실험을 진행하였고, 그 결과값은 5열(즉, PCR amplicon T1)에 대응된다. 포워드 프라이머 및 리버스 프라이머의 포함하는 증폭 산물(즉, 포워드 프라이머, 리버스 프라이머, 포워드 프라이머에 상보적인 서열을 포함하는 핵산의 적어도 일부에 대한 증폭 산물 및 리버스 프라이머에 상보적인 서열을 포함하는 핵산의 적어도 일부에 대한 증폭 산물)은 143bp의 질량을 갖는 것으로 확인되었다.
도 31은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 구조체의 2차 구조 형성에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 도 31(a)와 같이, 단위셀(UC) 내에서 핵산 복합체 페어(10)의 제1 태그부(112)와 타 핵산 복합체 페어(10)의 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합한 것으로 가정한다면, 전기 영동겔의 결과값은, 적어도 2개의 증폭 산물에 따른 질량에 따라, 143*2=286bp의 질량을 나타내야 한다.
다만, 도 30의 제1 튜브의 결과값의 경우 180bp의 질량을 나타내어, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 16bp의 질량을 갖는 것에 비추어, 약 180-143-16=21bp의 질량만큼 차이가 나지만, 형광 분자, 퀀처 분자, 연결부(400)의 질량을 고려할 때, 도 32(b)와 같이, 2차 구조를 형성한 것으로 보는 것이 합리적이다.
이로부터, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 핵산 구조체는 2차 구조를 형성하였다는 것을 확인할 수 있다.
마찬가지로, 제2 튜브에 대한 결과값은 3열(즉, Probeless PCR amplicon T2)에 230bp으로 나타났고, 제2 튜브의 엔자임을 동일하게 포함하되, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 대신하여 포워드 프라이머(AGGTAAACGCTCCTCTGAA(서열번호 6)) 및 리버스 프라이머(GCGAGTTACGAAGACAAAA(서열번호 8))를 포함하는 제5 튜브에 대한 결과값은 6열(즉, PCR amplicon T2)에 191bp으로 나타났다.
또한, 제3 튜브에 대한 결과값은 4열(즉, Probeless PCR amplicon T3)에 150bp으로 나타났고, 제3 튜브의 엔자임을 동일하게 포함하되, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 대신하여 포워드 프라이머(AGCTCCTATTGCCAACGTA(서열번호 10)) 및 리버스 프라이머(AATCTTTGTGTGGAGCATC(서열번호 12))를 포함하는 제6 튜브에 대한 결과값은 7열(즉, PCR amplicon T3)에 113bp으로 나타났다.
결과적으로, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 핵산 구조체의 질량이 핵산 복합체 페어(10)를 포함하지 않는 핵산 구조체의 질량에 비해 2배를 초과하지 않아, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 핵산 구조체의 제1 태그부(112)가 타 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 핵산 구조체의 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합한 것으로 볼 수 없고, 따라서, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 핵산 구조체의 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합하여 2차 구조를 형성하였음을 확인할 수 있었다.
지금까지, 핵산 복합체 페어(10)와 연관된 핵산의 2차 구조의 형성 및 2차 구조의 형성에 따른2차 구조의 형상에 대해서 구체적으로 개시하였다. 다만, 본 출원에 의해 개시되는 핵산 복합체(1) 및 관련 동작은 당업자가 본 명세서를 용이하기 이해할 수 있도록, 간략히 모식화하여 도시하고 구체적인 설명을 기재하였는바, 본 명세서의 권리 범위를 해석함에 있어, 도면이나 특정 기재만으로 한정하여 해석하여서는 안될 것이다.
이하에서는, 2차 구조의 형성 및 2차 구조의 해리를 통해서 달라질 수 있는 광학 기기의 검출 신호에 따라, 단위셀(UC)내에 검출하고자 하는 타겟 핵산이 있는지 여부에 대해서 확인하는 일 활용예에 대해서 구체적으로 개시한다.
1.3 타겟 검출을 위한 핵산 복합체 페어(10)의 활용
1.3.1 핵산 복합체 페어(10)의 구성
도 32는 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함할 수 있다. 제1 핵산 복합체(110)는 제1 결정부(111), 제1 태그부(112), 제1 라벨부(113) 및 제1 연결부(114)를 포함할 수 있다. 제2 핵산 복합체(120)는 제2 결정부(121), 제2 태그부(122), 제2 라벨부(123) 및 제2 연결부(124)를 포함할 수 있다.
상기 제1 결정부(111)는 포워드 프라이머 또는 리버스 프라이머일 수 있다. 상기 제1 결정부(111)가 포워드 프라이머인 경우, 상기 제2 결정부(121)는 리버스 프라이머일 수 있다. 상기 제1 결정부(111)가 리버스 프라이머인 경우, 상기 제2 결정부(121)는 포워드 프라이머일 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 제1 결정부(111)는 특정 질병과 연관된 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있고, 상기 제2 결정부(121)는 동일 질병과 연관된 제2 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다.
상기 제1 태그부(112)는 상기 제2 태그부(122)와 서로 상보적으로 결합할 수 있다. 일 예로, 상기제2 태그부(122)는 제1 태그부(112)와 서로 상보적으로 결합하는 염기 서열을 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 제2 태그부(122)는 제1 태그부(112)와 서로 상보적으로 결합하는 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제1 연결부(114)는 상기 제1 태그부(112)에 대한 증폭 산물이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 제1 결정부(111)가 제1 타겟 염기 서열과 상보적으로 결합하여, 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 타겟 핵산 중 적어도 일부 영역에 대한 증폭 산물이 생성된 이후, 제1 타겟 핵산 중 적어도 일부 영역에 대한 증폭 산물 및 제1 결정부(111)를 포함하는 단일 가닥의 핵산에 대한 증폭이 개시되도록 제2 결정부(121)가 결합된 이후에, 상기 제1 연결부(114)는 제1 태그부(112)에 대한 증폭 산물의 생성되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2 연결부(124)는 상기 제2 태그부(122)에 대한 증폭 산물이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 제2 결정부(121)가 제2 타겟 염기 서열과 상보적으로 결합하여, 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 타겟 핵산 중 적어도 일부 영역에 대한 증폭 산물이 생성된 이후, 제2 타겟 핵산 중 적어도 일부 영역에 대한 증폭 산물 및 제2 결정부(121)를 포함하는 단일 가닥의 핵산에 대한 증폭이 개시되도록 제1 결정부(111)가 결합된 이후에, 상기 제2 연결부(124)는 제2 태그부(122)에 대한 증폭 산물의 생성되는 것을 방지할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 연결부(114) 및 제2 연결부(124)는 PCR블로커일 수 있다.
상기 제1 라벨부(113)는, 제2 라벨부(123)와 연계 작용을 할 수 있다. 상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123)를 포함하는 단위셀(UC)에 대한 광학 기기의 검출값을 획득하는 경우, 상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123)가 연계 작용을 수행하는 경우의 검출값과 상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123)가 연계 작용을 수행하지 않는 경우의 검출값이 상이할 수 있다. 일 예로, 제1 라벨부(113)가 형광 분자, 제2 라벨부(123)가 퀀처 분자일 수 있고, 상기 연계 작용이 수행되는 경우 제1 라벨부(113)로부터 방출되는 광은 제2 라벨부(123)에 흡수되고, 상기 연계 작용이 수행되지 않는 경우 제1 라벨부(113)로부터 방출되는 광이 광학 기기를 통해 검출될 수 있다.
1.3.2 핵산 복합체 페어(10)의 동작
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)는 PCR에서 프라이머로써 이용될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 단위셀(UC)의 신호를 검출하여, 핵산 복합체 페어(10)의 연계 작용 여부를 확인할 수 있고, 핵산 복합체 페어(10)의 연계 작용 여부를 확인하여 단위셀(UC) 내의 타겟 핵산의 유무를 검출할 수 있다.
구체적으로, 제1 결정부(111)가 상보적으로 결합하는 제1 타겟 염기 서열 및 제2 결정부(121)가 상보적으로 결합하는 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산이 단위셀(UC)내에 있는 경우, 상기 단위셀(UC)에 대한 광학 기기의 검출값은 특정 온도에서 변화될 수 있다.
예를 들어, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 결합이 해리되는 온도에서, 상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용 여부가 변동됨에 따라, 단위셀(UC)에 대한 광학 기기의 검출값은 달라지는 양상을 보일 수 있다.
그 결과, 특정 온도에서의 광학 기기의 검출값이 변동되었는지 여부에 따라 검출하고자하는 타겟 핵산이 단위셀(UC) 내에 있는지 여부를 확인할 수 있다.
이하에서는, 단위셀(UC)내에 타겟 핵산이 존재하는지 여부를 확인하기 위한 구체적인 동작에 대해서 개시한다.
도 33은 본 출원의 일 실시예에 따른 PCR 이후 검출 단계를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, PCR이 완료된 단위셀(UC)에 대한 안정화 단계(S5000)가 수행될 수 있다. 상기 안정화 단계(S5000)는 단위셀(UC)의 온도를 임의의 온도 이하로 낮추는 형태로 실시될 수 있다. 상기 안정화 단계(S5000)는, 단위셀(UC)내의 용액의 온도를 적어도 40도 이하로 낮춰 일정 시간동안 유지하는 형태로 수행될 수 있다.
상기 안정화 단계(S5000)에서 조절되는 온도는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합이 유도되도록 하는 온도일 수 있다. 바람직하게는, 상기 안정화 단계(S5000)에서의 단위셀(UC)의 온도는 20℃를 초과하지 않는 상태로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 상기 안정화 단계(S5000)에서의 단위셀(UC)의 온도는 15℃를 초과하지 않는 상태로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 상기 안정화 단계(S5000)에서의 단위셀(UC)의 온도는 10℃를 초과하지 않는 상태로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 상기 안정화 단계(S5000)에서의 단위셀(UC)의 온도는 5℃를 초과하지 않는 상태로 유지될 수 있다.
상기 안정화 단계(S5000)에 의해, 핵산 복합체 페어(10)의 제1 태그부(112)와 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합이 수행될 수 있다. 기 설명한바와 같이, 제1 태그부(112)와 제2 태그부(122) 사이의 결합으로 인해, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)를 포함하는 핵산이 2차 구조를 형성할 수 있다.
상기 안정화 단계(S5000)에 이어서, 해리 곡선 검출 단계(S6000)가 수행될 수 있다. 상기 안정화 단계(S5000)가 수행된 단위셀(UC)에 대한 해리 곡선 검출 단계(S6000)가 수행될 수 있다.
여기서, "해리곡선"이라 함은, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 해리되는 온도를 포함하는 온도 범위 내에서, 단위셀(UC)에 대해 온도에 대한 형광값을 그래프화한 것을 의미한다.
해리 곡선 검출 단계(S6000)에서는, 단위셀(UC)에 포함된 용액의 온도가 증가함에 따른, 단위셀(UC)에 포함된 용액의 형광값이 검출될 수 있다. 해리 곡선 검출 단계(S6000)에서는, 단위셀(UC)에 포함된 용액의 온도가 일정한 속도로 증가함에 따른, 단위셀(UC)에 포함된 용액의 형광값이 검출될 수 있다.
또는, 해리 곡선 검출 단계(S6000)에서는, 단위셀(UC)에 포함된 용액의 온도가 감소함에 따른, 단위셀(UC)에 포함된 용액의 형광값이 검출될 수 있다. 해리 곡선 검출 단계(S6000)에서는, 단위셀(UC)에 포함된 용액의 온도가 일정한 속도로 감소함에 따른, 단위셀(UC)에 포함된 용액의 형광값이 검출될 수 있다.
해리 곡선 검출 단계(S6000)에서는, 단위셀(UC)에 포함된 용액의 복수 파장대의 형광값이 검출될 수 있다. 해리 곡선 검출 단계(S6000)에서는, 단위셀(UC)에 포함된 용액의 복수 파장대의 형광값 중 몇몇에 대한 형광값이 검출될 수 있다. 해리 곡선 검출 단계(S6000)에서는, 단위셀(UC)에 포함된 용액의 복수 파장대의 형광값 중 미리 설정된 몇몇 파장대(또는 몇몇 파장대 그룹)에 대한 형광값이 검출될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용에 의해 제1 라벨부(113)로부터 방출되는 광을 제2 라벨부(123)가 소광하도록 구현되어 있는 경우, 해리 곡선 검출 단계(S6000)에서 획득되는 해리 곡선은 온도가 증가함에 따가 형광값이 감소하는 그래프일 수 있다(도 34(a) 참조). 구체적으로, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 안정화 단계(S5000)에서 상보적으로 결합되어 있는 경우, 제1 라벨부(113)의 광은 제2 라벨부(123)에 의해 소광되어 있는 상태일 수 있다. 단위셀(UC)의 온도가 증가함에 따라, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 상보적 결합이 해리되는 경우, 제1 라벨부(113)의 광은 제2 라벨부(123)에 의해 소광되지 않아, 제1 라벨부(113)의 광이 방출되는 상태일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 검출된 온도에 따른 형광값 그래프로부터 미분 그래프를 획득할 수 있다. 다시 말해, 검출된 해리 곡선 검출 단계(S6000)에 따른 온도에 따른 형광값 그래프는, 온도-형광값의 온도에 따른 변화량 그래프로 변환될 수 있다. 도 34(a)에 따른 온도에 따른 형광값 그래프는, 도 34(b)와 같은 온도-형광값의 온도에 따른 변화율 그래프로 도시될 수 있다.
온도-형광값의 온도에 따른 변화율 그래프에 따르면, 해리피크값이 도출될 수 있다. 여기서, "해리피크값"이라 함은 핵산 복합체 페어(10)의 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적인 결합이 해리되는 온도를 의미할 수 있다. 또는, 여기서, "해리피크값"이라 함은, 해리 곡선 검출 단계(S6000)에서 획득된 형광값에 기초하여, 형광값의 변화량이 가장 크거나 가장 작은 지점의 온도값을 의미할 수 있다. 또는, 여기서, "해리피크값"이라 함은, 해리 곡선에 기초하여 획득한 온도-온도에 대한 형광값의 음의 변화량이 도시된 그래프에서, 극대점에 대응되는 온도값 또는 극소점에 대응되는 온도값을 의미할 수 있다(도 34(b), 35(b) 참조). 또는, 여기서, "해리피크값"이라 함은, 해리 곡선에 기초하여, 특정 온도 범위에서 기준치 이상의 형광량의 변화가 발생한 경우, 변화된 형광량 중 1/2에 대응되는 형광량만큼 감소된 지점의 온도값을 의미할 수 있다. 또는, 여기서, "해리피크값"이라 함은, 한 종류의 핵산 복합체 페어(10)에 대한 형광값이 미리 정해진 비율 이하로 감소되는 온도값을 의미할 수 있다.
일 예로, 도 34(b)에 따르면, T1은 해리 곡선에 기초하여 획득한 온도-온도에 대한 형광값의 음의 변화량이 도시된 그래프에서, 극소점에 대응되는 온도값이고, 따라서, T1은 해리 피크값일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용에 의해 제1 라벨부(113)로부터 방출되는 광을 제2 라벨부(123)가 변환하여 검출 가능한 광이 발생되도록 구현되어 있는 경우, 해리 곡선 검출 단계(S6000)에서 획득되는 해리 곡선은 온도가 증가함에 따가 형광값이 증가하는 그래프일 수 있다(도 35(a) 참조). 구체적으로, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 안정화 단계(S5000)에서 상보적으로 결합되어 있는 경우, 제1 라벨부(113)의 광은 제2 라벨부(123)에 의해 검출 가능한 광으로 변환되어 있는 상태일 수 있다. 단위셀(UC)의 온도가 증가함에 따라, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 상보적 결합이 해리되는 경우, 제1 라벨부(113)의 광은 제2 라벨부(123)에 의해 변환되지 않고, 그 결과, 광학 기기는 제1 라벨부(113)로부터의 광을 검출할 수 없어 소광된 상태로 분석될 수 있다.
일 예로, 도 35(b)에 따르면, T1은 해리 곡선에 기초하여 획득한 온도-온도에 대한 형광값의 음의 변화량이 도시된 그래프에서, 극대점에 대응되는 온도값이고, 따라서, T1은 해리 피크값일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 단위셀(UC) 내의 타겟 핵산의 유무 확인에 있어서, 해리 곡선 검출 단계(S6000)에서 획득된 정보에 기초하여 온도-온도에 대한 형광값의 음의 변화량이 특정 온도에서 기준치를 초과하는 경우, 해리피크값과 관련된 타겟 핵산이 단위셀(UC)내에 존재함을 확인할 수 있게 된다.
1.3.3 타겟 검출을 위한 핵산 복합체 페어(10)의 활용과 관련된 실험예 #2
본 출원의 일 실시예에 따르면, 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 단위셀(UC) 내의 타겟 핵산의 유무를 확인하는 경우, 타겟 핵산의 농도를 확인하는 것도 가능할 수 있다.
도 36은 본 출원의 일 실시예에 따라 단위셀(UC) 내에 존재하는 타겟 핵산의 농도의 확인을 설명하기 위한 도면이다.
본 실험을 진행함에 있어서, PCR 플레이트의 튜브(또는 well)에 Tris-HCl(pH9.0), salt(KCl), MaCl2, dNTP mixture, protein stabilizer, PCR enhancer(macromolecules), fast hot-start Taq DNA Polymerase가 도입되었다.
상기 PCR플레이트의 제1 튜브 내지 제5 튜브에는 제1 핵산 복합체 페어(10)가 도입되었다. 제1 핵산 복합체 페어(10)는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)로 구성되었다. 구체적으로, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 각각 1.5 pmol/Rxn만큼 도입되었다.
제1 핵산 복합체(110)는, 제1 라벨부(113), 제1 태그부(112), 제1 연결부(114) 및 제1 결정부(111) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제1 라벨부(113)는 퀀처 분자(Iowa Black® FQ (Iowa Black® Quenchers)) 이고, 제1 태그부(112)는 ACCGCGCGGG(서열번호 13), 제1 연결부(114)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제1 결정부(111)는 TGGAGATACACCTACATTG(서열번호 14) 이었다.
제2 핵산 복합체(120)는, 제2 라벨부(123), 제2 태그부(122), 제2 연결부(124) 및 제2 결정부(121) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제2 라벨부(123)는 FAM이고, 제2 태그부(122)는 CCCGCGCGGT(서열번호 15), 제2 연결부(124)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제2 결정부(121)는 GCTGGACCATCTATTTCATC(서열번호 16)이었다.
핵산 복합체 페어(10) 및 기타 엔자임이 도입된 튜브는 온도가 조절되어, 튜브내의 용액에 대한 PCR 반응이 진행되었다. 도 29에 도시된 바와 같이, 튜브의 온도를 95C로 10분정도 유지한 후, 열변성 단계(S2000)(95C, 10초), 어닐링 단계(S3000)(50C, 40초), 중합 반응 단계(S4000)(60C, 20초)를 1주기로 하여, 40번이 반복되었다. 본 실험에서는 bio-rad사의 CFX 96(허가번호 수인 10-205호)가 이용되었다.
이후, 위의 제1 튜브에 대한 해리 곡선을 검출한 후, 도 36에 도시된 바와 같이 온도-온도에 따른 형광 그래프를 획득하였다.
제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)에 대응되는 타겟(HPV16)이 10^5copy 포함되어 있는 경우(R1), 가장 작은 극소값을 갖는 온도-온도에 따른 형광값이 검출되었다.
제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)에 대응되는 타겟(HPV16)이 10^4copy 포함되어 있는 경우(R2), R1의 경우에 비해 상대적으로 큰 극소값을 갖는 온도-온도에 따른 형광값이 검출되었다.
제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)에 대응되는 타겟(HPV16)이 10^3copy 포함되어 있는 경우(R3), R2의 경우에 비해 상대적으로 큰 극소값을 갖는 온도-온도에 따른 형광값이 검출되었다.
제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)에 대응되는 타겟(HPV16)이 10^2copy 포함되어 있는 경우(R4), R3의 경우에 비해 상대적으로 큰 극소값을 갖는 온도-온도에 따른 형광값이 검출되었다.
제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)에 대응되는 타겟(HPV16)이 10copy 포함되어 있는 경우(R5), R1 내지 R4가 극소값을 가지는 온도와는 다른 온도에서 극소값을 가지는 그래프가 획득되었고, 이 경우 핵산 복합체 페어(10)로 인한 극소값인지 여부가 불투명하여, 본 데이터는 분석에 이용하지 않았다.
결과적으로, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에 있어서, 특정 온도에서 해리피크값이 검출되는지 여부를 토대로 단위셀(UC) 내에 타겟 핵산의 유무를 확인할 수 있고, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서 해리피크값의 최소 또는 최대값을 구체적으로 확인하여 타겟 핵산의 농도를 유추할 수 있음을 확인하였다.
1.3.4 제5 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)의 활용
제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 서열에 관여하는 염기 서열의 수가 많을수록, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는 높은 온도에서 상보적 결합이 해리될 수 있다. 다만, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 서열에 관여하는 염기 서열의 수가 기준치 이상으로 많아지면, 제1 태그부(112) 자체의 헤어핀 구조등의 형성이나, 제2 태그부(122) 자체의 헤어핀 구조등의 형성이 발생할 수 있다.
이러한 현상이 발생하는 경우, 안정화 단계(S5000)에서 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합 정도가 저해될 수 있다. 다시 말해, 제1 태그부(112)가 자체적인 헤어핀 구조등을 형성할 수 있어, 제2 태그부(122)는 제1 태그부(112)에 결합하지 못할 수 있다.
본 출원의 제5 실시예에 따른 핵산 복합체(1)에 따르면, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)를 설계함에 있어, 제1 태그부(112)에 시토신(C)이 포함되는 경우, 제1 태그부(112)에 구아닌(G)은 포함되지 않도록 설계할 수 있다. 또한, 제2 태그부(122)에 구아닌(G)이 포함되는 경우, 제2 태그부(122)에 시토신(C)은 포함되지 않도록 설계할 수 있다.
본 출원의 제5 실시예에 따른 핵산 복합체(1)에 따르면, 필요에 따라서, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)를 설계함에 있어, 제1 태그부(112)에 아데닌(A)이 포함되는 경우, 제1 태그부(112)에 티민(T)은 포함되지 않도록 설계할 수 있다. 또한, 제2 태그부(122)에 티민(T)이 포함되는 경우, 제2 태그부(122)에 아데닌(A)은 포함되지 않도록 설계할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)는, 해리피크값에 관여하는 결합이 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 간의 결합이므로, 검출하고자 하는 타겟에 따라 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)(즉, 해리 피크값에 관여하는 염기 서열)의 염기 서열이 변경되어야 하는 필수성이 적다.
그 결과, 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)는 해리피크값에 관여하는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 염기 서열의 용이하게 설계할 수 있고, 제5 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)도 이용할 수 있다.
1.4 타겟 검출을 위한 핵산 복합체 페어(10)의 활용에 대한 개선예
1.4.1 경쟁 구조체(2)의 구성
도 37은 본 출원의 일 실시예에 따른 경쟁 구조체(2)를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 PCR에 있어서, 경쟁 구조체(2)를 더 이용할 수 있다. 다시 말해, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 단위셀(UC)에 경쟁 구조체(2)를 제공하고, 단위셀(UC)에 대한 PCR을 진행할 수 있다.
상기 경쟁 구조체(2)는 태그 경쟁부(500) 및 프라이머 경쟁부(600)를 포함할 수 있다.
상기 태그 경쟁부(500)는 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 태그 경쟁부(500)는 핵산의 단위 분자로 구성될 수 있다. 상기 태그 경쟁부(500)는 핵산의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다.
상기 태그 경쟁부(500)는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 태그 경쟁부(500)는 핵산 유사체의 단위 분자로 구성될 수 있다. 상기 태그 경쟁부(500)는 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다.
상기 태그 경쟁부(500)는 핵산의 단위 분자 및 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 태그 경쟁부(500)는 핵산의 단위 분자 및 핵산 유사체의 단위 분자로 구성될 수 있다. 상기 태그 경쟁부(500)는 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체 및 핵산의 단위 분자로 구성될 수 있다. 상기 태그 경쟁부(500)는 핵산의 단위 분자의 중합체 및 핵산 유사체의 단위 분자로 구성될 수 있다. 상기 태그 경쟁부(500)는 핵산의 단위 분자의 중합체 및 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다.
상기 태그 경쟁부(500)는 상기 핵산 복합체(1)의 태그부(200)의 염기 서열에 상보적인 서열을 포함할 수 있다. 상기 태그 경쟁부(500)는 상기 핵산 복합체(1)의 태그부(200)의 염기 서열 중 적어도 일부에 상보적인 서열을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 태그 경쟁부(500)는 상기 태그부(200)의 염기 서열의 개수 중 90%의 염기 서열의 개수에 상보적인 서열을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 태그 경쟁부(500)는 상기 태그부(200)의 염기 서열의 개수 중 85%의 염기 서열의 개수에 상보적인 서열을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 태그 경쟁부(500)는 상기 태그부(200)의 염기 서열의 개수 중 80%의 염기 서열의 개수에 상보적인 서열을 포함할 수 있다. 상기 태그 경쟁부(500)는 상기 태그부(200)의 염기 서열의 개수 중 75%의 염기 서열의 개수에 상보적인 서열을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 태그 경쟁부(500)는, 라벨부(300)의 파장이 커질수록, 태그부(200)의 염기 서열과 상보적으로 결합하는 염기 서열이 상대적으로 더 많아지도록 설계될 수 있다.
상기 프라이머 경쟁부(600)는 핵산의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 프라이머 경쟁부(600)는 핵산의 단위 분자로 구성될 수 있다. 상기 프라이머 경쟁부(600)는 핵산의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다.
상기 프라이머 경쟁부(600)는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 프라이머 경쟁부(600)는 핵산 유사체의 단위 분자로 구성될 수 있다. 상기 프라이머 경쟁부(600)는 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다.
상기 프라이머 경쟁부(600)는 핵산의 단위 분자 및 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 프라이머 경쟁부(600)는 핵산의 단위 분자 및 핵산 유사체의 단위 분자로 구성될 수 있다. 상기 프라이머 경쟁부(600)는 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체 및 핵산의 단위 분자로 구성될 수 있다. 상기 프라이머 경쟁부(600)는 핵산의 단위 분자의 중합체 및 핵산 유사체의 단위 분자로 구성될 수 있다. 상기 프라이머 경쟁부(600)는 핵산의 단위 분자의 중합체 및 핵산 유사체의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다.
상기 프라이머 경쟁부(600)는 상기 핵산 복합체(1)의 결정부(100)의 염기 서열에 상보적인 서열을 포함할 수 있다. 상기 프라이머 경쟁부(600)는 상기 핵산 복합체(1)의 결정부(100)의 염기 서열 중 적어도 일부에 상보적인 서열을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 프라이머 경쟁부(600)는 어닐링 온도가 10C~35C사이에 대응되는 서열을 가지되, 상기 프라이머 경쟁부(600)의 서열은 상기 프라이머에 상보적인 서열일 수 있다. 바람직하게는, 상기 프라이머 경쟁부(600)는 어닐링 온도가 20C~30C사이에 대응되는 서열을 가지되, 상기 프라이머 경쟁부(600)의 서열은 상기 프라이머에 상보적인 서열일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 프라이머 경쟁부(600)는, 라벨부(300)의 파장이 커질수록, 결정부(200)의 염기 서열과 상보적으로 결합하는 염기 서열이 상대적으로 더 많아지도록 설계될 수 있다.
상기 경쟁 구조체(2)는 핵산 복합체(1)에 대해서 구현될 수 있다. 상기 경쟁 구조체(2)는 핵산 복합체(1)의 결정부(100)의 염기 서열의 적어도 일부에 상보적인 서열을 가지고, 상기 핵산 복합체(1)의 태그부(200)의 염기 서열의 적어도 일부에 상보적인 서열을 가질 수 있다.
상기 경쟁 구조체(2)는 핵산 복합체 페어(10)에 대해서 구현될 수 있다. 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함하는 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 핵산 복합체(110)에 대한 경쟁 구조체(2)가 제공되고, 제2 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)는 제공되지 않을 수 있다. 또는, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함하는 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제2 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)가 제공되고, 제1 핵산 복합체(110)에 대한 경쟁 구조체(2)는 제공되지 않을 수 있다. 또는, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함하는 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 핵산 복합체(110)에 대한 제1 경쟁 구조체(2)가 제공되고, 제2 핵산 복합체(120)에 대한 제2 경쟁 구조체(2)는 제공될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합하는 결합력에 비해 제1 태그부(112) 및 제1 태그 경쟁부(500)가 상보적으로 결합하는 결합력이 더 작을 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합하는 염기 서열의 수에 비해 제1 태그부(112) 및 제1 태그 경쟁부(500)가 상보적으로 결합하는 염기 서열의 수가 더 작을 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합하는 염기 서열의 A-T의 수에 대한 C-G의 수가 제1 태그부(112) 및 제1 태그 경쟁부(500)가 상보적으로 결합하는 염기 서열의 A-T의 수에 대한 C-G의 수에 비해 더 작을 수 있다.
이는, 제1 태그부(112) 및 제1 태그 경쟁부(500) 사이의 활발한 결합이, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)간의 결합을 저해하는 것을 방지하기 위함일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합하는 결합력에 비해 제2 태그부(122) 및 제2 태그 경쟁부(500)가 상보적으로 결합하는 결합력이 더 작을 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합하는 염기 서열의 수에 비해 제2 태그부(122) 및 제2 태그 경쟁부(500)가 상보적으로 결합하는 염기 서열의 수가 더 작을 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합하는 염기 서열의 A-T의 수에 대한 C-G의 수가 제2 태그부(122) 및 제2 태그 경쟁부(500)가 상보적으로 결합하는 염기 서열의 A-T의 수에 대한 C-G의 수에 비해 더 작을 수 있다.
이는, 제2 태그부(122) 및 제2 태그 경쟁부(500) 사이의 활발한 결합이, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)간의 결합을 저해하는 것을 방지하기 위함일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 결정부(111)가 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합하는 결합력에 비해 제1 결정부(111) 및 제1 프라이머 경쟁부(600)가 상보적으로 결합하는 결합력이 더 작을 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 결정부(111)가 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합하는 염기 서열의 수에 비해 제1 결정부(111) 및 제1 프라이머 경쟁부(600)가 상보적으로 결합하는 염기 서열의 수가 더 작을 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 결정부(111)가 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합하는 염기 서열의 A-T의 수에 대한 C-G의 수가 제1 결정부(111) 및 프라이머 경쟁부(600)가 상보적으로 결합하는 염기 서열의 A-T의 수에 대한 C-G의 수에 비해 더 작을 수 있다.
이는, 제1 결정부(111) 및 제1 프라이머 경쟁부(600) 사이의 활발한 결합이, 제1 결정부(111) 및 제1 타겟 염기 서열 간의 결합을 저해하는 것을 방지하기 위함일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제2 결정부(121)가 제2 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합하는 결합력에 비해 제2 결정부(121) 및 제2 프라이머 경쟁부(600)가 상보적으로 결합하는 결합력이 더 작을 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제2 결정부(121)가 제2 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합하는 염기 서열의 수에 비해 제2 결정부(121) 및 제2 프라이머 경쟁부(600)가 상보적으로 결합하는 염기 서열의 수가 더 작을 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제2 결정부(121)가 제2 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합하는 염기 서열의 A-T의 수에 대한 C-G의 수가 제2 결정부(121) 및 프라이머 경쟁부(600)가 상보적으로 결합하는 염기 서열의 A-T의 수에 대한 C-G의 수에 비해 더 작을 수 있다.
이는, 제2 결정부(121) 및 제2 프라이머 경쟁부(600) 사이의 활발한 결합이, 제2 결정부(121) 및 제2 타겟 염기 서열 간의 결합을 저해하는 것을 방지하기 위함일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 경쟁 구조체(2)는 태그 경쟁부(500) 및 프라이머 경쟁부(600) 사이에 PCR블로커가 배치되는 형태로 구현될 수 있다. 또한, 본 출원의 일 실시예에 따르면, 경쟁 구조체(2)는 태그 경쟁부(500), PCR 블로커, 프라이머 경쟁부(600) 및 3' Phosphorylation가 연결되는 형태로 구현될 수 있다.
1.4.2 경쟁 구조체(2)의 동작
도 38 내지 도 40은 본 출원의 일 실시예에 따른 경쟁 구조체(2)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, PCR이 진행되는 단위셀(UC)에 4개의 제1 핵산 복합체(110), 4개의 제2 핵산 복합체(120), 2개의 제1 핵산 복합체(110)에 대한 경쟁 구조체(2), 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제 2 가닥이 존재하는 경우를 상정하여 설명한다.
다만, 이는 이해를 돕기 위한 간략화된 도면 및 설명일 뿐, 단위셀(UC)에 4개의 제1 핵산 복합체(110), 4개의 제2 핵산 복합체(120), 2개의 제1 핵산 복합체(110)에 대한 경쟁 구조체(2), 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제 2 가닥이 존재하는 것으로 가정하여 설명하는 것일 뿐, 실제로 단위셀(UC)내에 4개의 제1 핵산 복합체(110), 4개의 제2 핵산 복합체(120), 2개의 제1 핵산 복합체(110)에 대한 경쟁 구조체(2), 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제 2 가닥를 제공하여 PCR을 진행한다는 것을 설명하는 것은 아니다.
도 38을 참조하면, PCR이 진행되는 단위셀(UC)에는 4개의 제1 핵산 복합체(110), 4개의 제2 핵산 복합체(120), 2개의 제1 핵산 복합체(110)에 대한 경쟁 구조체(2), 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제 2 가닥가 존재할 수 있다.
일 예로, 단위셀(UC)에는 제1 가닥 및 제2 가닥이 상보적으로 연결되어 있는 이중 가닥의 DNA가 존재할 수 있다.
열변성 단계(S2000)에서는, 상기 단위셀(UC)의 온도를 조절하여, 단위셀(UC)내에 존재하는 이중 가닥의 DNA가 단일 가닥 DNA로 변경될 수 있다. 열변성 단계(S2000)에서는, 상기 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥 및 상기 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥의 상보적 결합이 해리될 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 제1 핵산 복합체(110)의 제1 결정부(111)가 상기 제1 가닥에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 제1 결정부(111)는 상기 제1 가닥의 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다. 어닐링 단계(S3000)에서는, 제2 핵산 복합체(120)의 제2 결정부(121)가 상기 제2 가닥에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 제2 결정부(121)는 상기 제2 가닥의 제2 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 단위셀(UC)에서 반응에 참여하지 않은 3개의 제1 핵산 복합체(110), 3개의 제2 핵산 복합체(120) 및 2개의 제1 핵산 복합체(110)에 대한 경쟁 구조체(2)가 유동하고 있을 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 제1 결정부(111)를 개시점으로 하여, 상기 제1 결정부(111)가 결합한 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥의 적어도 일부에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다. 중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 제2 결정부(121)를 개시점으로 하여, 상기 제2 결정부(121)가 결합한 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥의 적어도 일부에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 단위셀(UC)에서 반응에 참여하지 않은 3개의 제1 핵산 복합체(110), 3개의 제2 핵산 복합체(120) 및 2개의 제1 핵산 복합체(110)에 대한 경쟁 구조체(2)가 유동하고 있을 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000), 중합 반응 단계(S4000)를 1주기로 하여, 단위셀(UC)에 대한 적어도 1주기 이상의 PCR이 진행될 수 있다.
도 39를 참조하면, 1주기 이후의 열변성 단계(S2000)에서는, 상기 단위셀(UC)의 온도를 조절하여, 단위셀(UC)내에 존재하는 이중 가닥의 DNA가 단일 가닥 DNA로 분리될 수 있다.
열변성 단계(S2000)에서는, 상기 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 대한 증폭 산물 및 제1 결정부(111)을 포함하는 단일 가닥의 핵산이 생성될 수 있다. 상기 제1 가닥에 대한 증폭 산물 및 제1 결정부(111)를 포함하는 단일 가닥의 핵산은 제2 타겟 염기 서열을 포함할 수 있다.
열변성 단계(S2000)에서는, 상기 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 대한 증폭 산물 및 제2 결정부(121)을 포함하는 단일 가닥의 핵산으로 분리될 수 있다. 상기 제2 가닥에 대한 증폭 산물 및 제2 결정부(121)를 포함하는 단일 가닥의 핵산은 제1 타겟 염기 서열을 포함할 수 있다.
열변성 단계(S2000)에서는, 단위셀(UC)에서 반응에 참여하지 않은 3개의 제1 핵산 복합체(110), 3개의 제2 핵산 복합체(120) 및 2개의 제1 핵산 복합체(110)에 대한 경쟁 구조체(2)가 유동하고 있을 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 제2 가닥에 대한 증폭 산물 및 제2 결정부(121)을 포함하는 단일 가닥의 핵산에 제1 결정부(111)가 상보적으로 결합할 수 있다. 어닐링 단계(S3000)에서는, 제1 가닥에 대한 증폭 산물 및 제1 결정부(111)을 포함하는 단일 가닥의 핵산에 제2 결정부(121)가 상보적으로 결합할 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 첫주기의 PCR에서와 마찬가지로 제1 결정부(111)는 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 상보적으로 결합할 수 있다. 또한, 어닐링 단계(S3000)에서는, 첫주기의 PCR에서와 마찬가지로 제2 결정부(121)는 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 상보적으로 결합할 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 단위셀(UC)에서 반응에 참여하지 않은 1개의 제1 핵산 복합체(110), 1개의 제2 핵산 복합체(120) 및 2개의 제1 핵산 복합체(110)에 대한 경쟁 구조체(2)가 유동하고 있을 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 제1 결정부(111)를 개시점으로 하여, 상기 제1 결정부(111)가 결합한, 제2 가닥에 대한 증폭 산물 및 제2 결정부(121)을 포함하는 단일 가닥의 핵산에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다. 중합 반응 단계(S4000)에서는, 상기 제2 결정부(121)를 개시점으로 하여, 상기 제2 결정부(121)가 결합한, 제1 가닥에 대한 증폭 산물 및 제1 결정부(111)을 포함하는 단일 가닥의 핵산에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 첫 주기에서의 PCR과 마찬가지로, 상기 제1 결정부(111)를 개시점으로 하여, 상기 제1 결정부(111)가 결합한 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥의 적어도 일부에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다. 또한, 중합 반응 단계(S4000)에서는, 첫 주기에서의 PCR과 마찬가지로, 상기 제2 결정부(121)를 개시점으로 하여, 상기 제2 결정부(121)가 결합한 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥의 적어도 일부에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 단위셀(UC)에서 반응에 참여하지 않은 1개의 제1 핵산 복합체(110), 1개의 제2 핵산 복합체(120) 및 2개의 제1 핵산 복합체(110)에 대한 경쟁 구조체(2)가 유동하고 있을 수 있다.
적어도 2주기 이상의 PCR이 진행되면, 단위셀(UC)에는 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열이 포함되고, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 포함되는 이중 나선의 핵산 구조체가 생성될 수 있다. 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열이 포함되고, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 포함되는 이중 나선의 핵산 구조체에 있어서, 상기 제1 태그부(112) 및 상기 제2 태그부(122)는 단일 가닥의 형태로 유지될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 단일 가닥의 형태로 유지되는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는, PCR이 종료된 이후에도 단일 가닥으로 남아, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합을 형성할 수 있다. 그 결과, PCR이 종료된 이후에도 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합 여부에 따라 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)의 연계 작용 유무를 검출하여 타겟 핵산 유무를 확인할 수 있다.
다만, 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열이 포함되고, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 포함되는 이중 나선의 핵산 구조체의 제1 태그부(112)에, 중합 반응 단계(S4000)에서 유동하고 있던 1개의 제2 핵산 복합체(120)의 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합하는 경우(도 40(a) 참조), 타겟 핵산(즉, 검출하고자 하는 타겟 DNA)의 유무 및 타겟 핵산의 농도에 대한 부정확한 데이터가 획득되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 단위셀(UC)에 유동하고 있는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)에 있어서, PCR에 의해 증폭 산물을 형성하지 않았더라도 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합을 형성하여 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)의 연계 작용에 의한 신호를 발생시킬 수 있다. 즉, 단위셀(UC)에 타겟 핵산이 없음에도, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)의 연계 작용에 의한 신호가 검출되어 부정확한 데이터가 획득되는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제를 개선하기 위해 경쟁 구조체(2)를 더 이용하여 PCR을 진행할 수 있다. 도 38 및 39에 따른 PCR 동작을 살펴보면, PCR이 종료된 후 유동하고 있는 경쟁 구조체(2)는 반응에 참여하지 않은 제1 핵산 복합체(110)와 상보적으로 결합할 수 있다(도 40(b) 참조). 다시 말해, PCR이 종료된 후 유동하고 있는 경쟁 구조체(2)가 반응에 참여하지 않은 제1 핵산 복합체(110)와 반응함으로써, 유동하고 있는 반응에 참여하지 않은 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 반응하여 타겟 핵산의 유무 및 타겟 핵산의 농도에 대한 부정확한 데이터가 획득되는 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
1.4.3 경쟁 구조체(2)의 동작과 관련된 실험예 #3
본 출원의 일 실시예에 따르면, 핵산 복합체 페어(10) 및 경쟁 구조체(2)를 이용하여 단위셀(UC) 내의 타겟 핵산의 유무를 확인하는 경우, 타겟 핵산 유무의 검출의 정확도가 향상될 수 있다.
도 41은 본 출원의 일 실시예에 따라 핵산 복합체 페어(10) 및 경쟁 구조체(2)를 이용한 PCR 결과를 설명하기 위한 도면이다.
본 실험을 진행함에 있어서, PCR 플레이트의 제1 튜브(또는 well) 내지 제4 튜브에 Tris-HCl(pH9.0), salt(KCl), MaCl2, dNTP mixture, protein stabilizer, PCR enhancer(macromolecules), fast hot-start Taq DNA Polymerase가 도입되었다.
상기 PCR플레이트의 제1 튜브 내지 제4 튜브에 핵산 복합체 페어(10)가 도입되었다. 핵산 복합체 페어(10)는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)로 구성되었다.
제1 핵산 복합체(110)는, 제1 라벨부(113), 제1 태그부(112), 제1 연결부(114) 및 제1 결정부(111) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제1 라벨부(113)는 FAM이고, 제1 태그부(112)는 AACCTTGGGA(서열번호 9), 제1 연결부(114)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제1 결정부(111)는 AGCTCCTATTGCCAACGTA(서열번호 10)이었다.
제2 핵산 복합체(120)는, 제2 라벨부(123), 제2 태그부(122), 제2 연결부(124) 및 제2 결정부(121) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제2 라벨부(123)는 퀀처 분자(Iowa Black® FQ (Iowa Black® Quenchers))이고, 제2 태그부(122)는 TCCCAAGGTT(서열번호 11), 제2 연결부(124)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제2 결정부(121)는 GCGAGTTACGAAGACAAAA(서열번호 8)이었다.
제1 튜브 내지 제4 튜브에는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)는 각각 1.5 pmol/Rxn만큼 도입되었다.
상기 PCR 플레이트의 제1 튜브에는 경쟁 구조체(2)가 제공되지 않았고, 상기 PCR 플레이트의 제2 튜브 내지 제4 튜브에는 제2 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)가 제공되었다.
제2 튜브에는 경쟁 구조체(2)가 1.5 pmol/Rxn만큼 도입되었다. 제3 튜브에는 경쟁 구조체(2)가 3 pmol/Rxn만큼 도입되었다. 제2 튜브에는 경쟁 구조체(2)가 12 pmol/Rxn만큼 도입되었다.
제2 튜브에 도입된 제2 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)의 농도는 제1 핵산 복합체(110)의 약 1배에 달했다. 제2 튜브에 도입된 제2 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)의 농도는 제2 핵산 복합체(120)의 약 1배에 달했다. 제3 튜브에 도입된 제2 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)의 농도는 제1 핵산 복합체(110)의 약 2배에 달했다. 제3 튜브에 도입된 제2 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)의 농도는 제2 핵산 복합체(120)의 약 2배에 달했다. 제4 튜브에 도입된 제2 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)의 농도는 제1 핵산 복합체(110)의 약 8배에 달했다. 제4 튜브에 도입된 제2 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)의 농도는 제2 핵산 복합체(120)의 약 8배에 달했다.
제2 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)는 프라이머 경쟁부(600), PCR 블로커, 태그 경쟁부(500) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 태그 경쟁부(500)는 AAAAAAAACCTT(서열번호 17)이고, PCR 블로커는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 프라이머 경쟁부(600)는 CCACACAAAGATT(서열번호 18) 이었다.
핵산 복합체 페어(10) 및 기타 엔자임이 도입된 튜브된 제1 내지 제4 튜브는 온도가 조절되어, 튜브내의 용액에 대한 PCR 반응이 진행되었다. 도 29에 도시된 바와 같이, 튜브의 온도를 95C로 10분정도 유지한 후, 열변성 단계(S2000)(95C, 10초), 어닐링 단계(S3000)(50C, 40초), 중합 반응 단계(S4000)(60C, 20초)를 1주기로 하여, 40번이 반복되었다. 본 실험에서는 bio-rad사의 CFX 96(허가번호 수인 10-205호)가 이용되었다.
실험을 진행한 결과, 경쟁 구조체(2)가 제공되지 않은 제1 튜브에, 상기 제1 결정부(111)에 대응되는 제1 타겟 염기 서열 및 상기 제2 결정부(121)에 대응되는 제2 타겟 염기 서열이 존재하는 경우에, 약 38C에서 해리피크값이 검출되어 타겟 핵산의 유무의 검출(R1)이 가능하였다.
다만, 경쟁 구조체(2)가 제공되지 않은 제1 튜브에, 상기 제1 결정부(111)에 대응되는 제1 타겟 염기 서열 및 상기 제2 결정부(121)에 대응되는 제2 타겟 염기 서열이 존재하지 않는 경우에도, 약 40C 근처에서 -600[-d/(RFU/dT)]정도의 피크값이 검출(R2)되어, 상기 제1 결정부(111)에 대응되는 제1 타겟 염기 서열 및 상기 제2 결정부(121)에 대응되는 제2 타겟 염기 서열의 유무에 따른 검출 정확도가 저해되는 현상을 보였다.
경쟁 구조체(2)가 제1 핵산 복합체(110)(또는, 제2 핵산 복합체(120))의 1배가 제공된 제2 튜브에서, 상기 제1 결정부(111)에 대응되는 제1 타겟 염기 서열 및 상기 제2 결정부(121)에 대응되는 제2 타겟 염기 서열이 존재하는 경우에, 약 38C에서 해리피크값이 검출되어 타겟 핵산의 유무의 검출(R3)이 가능하였다.
다만, 경쟁 구조체(2)가 제1 핵산 복합체(110)(또는, 제2 핵산 복합체(120))의 1배가 제공된 제2 튜브에서, 상기 제1 결정부(111)에 대응되는 제1 타겟 염기 서열 및 상기 제2 결정부(121)에 대응되는 제2 타겟 염기 서열이 존재하지 않는 경우에도, 약 40C 근처에서 -800[-d/(RFU/dT)]정도의 피크값이 검출(R4)되어, 상기 제1 결정부(111)에 대응되는 제1 타겟 염기 서열 및 상기 제2 결정부(121)에 대응되는 제2 타겟 염기 서열의 유무에 따른 검출 정확도가 저해되는 현상을 보였다.
경쟁 구조체(2)가 제1 핵산 복합체(110)(또는, 제2 핵산 복합체(120))의 2배가 제공된 제3 튜브에서, 상기 제1 결정부(111)에 대응되는 제1 타겟 염기 서열 및 상기 제2 결정부(121)에 대응되는 제2 타겟 염기 서열이 존재하는 경우에, 약 38C에서 해리피크값이 검출되어 타겟 검출(R5)이 가능하였다.
또한, 경쟁 구조체(2)가 제1 핵산 복합체(110)(또는, 제2 핵산 복합체(120))의 2배가 제공된 제3 튜브에서, 상기 제1 결정부(111)에 대응되는 제1 타겟 염기 서열 및 상기 제2 결정부(121)에 대응되는 제2 타겟 염기 서열이 존재하지 않는 경우에, 약 38C근처에서 -200[-d/(RFU/dT)]을 초과하는 어떠한 피크값도 검출되지 않는(R6) 것을 확인하였다.
경쟁 구조체(2)가 제1 핵산 복합체(110)(또는, 제2 핵산 복합체(120))의 8배가 제공된 제4 튜브에서, 상기 제1 결정부(111)에 대응되는 제1 타겟 염기 서열 및 상기 제2 결정부(121)에 대응되는 제2 타겟 염기 서열이 존재하는 경우에, 약 38C에서 해리피크값이 검출되어 타겟 검출(R7)이 가능하였다.
또한, 경쟁 구조체(2)가 제1 핵산 복합체(110)(또는, 제2 핵산 복합체(120))의 8배가 제공된 제4 튜브에서, 상기 제1 결정부(111)에 대응되는 제1 타겟 염기 서열 및 상기 제2 결정부(121)에 대응되는 제2 타겟 염기 서열이 존재하지 않는 경우에, 약 38C근처에서 -200[-d/(RFU/dT)]을 초과하는 어떠한 피크값도 검출되지 않는(R8) 것을 확인하였다.
이로써, 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 타겟 핵산의 유무를 검출함에 있어서, 경쟁 구조체(2)를 제1 핵산 복합체(110)(또는, 제2 핵산 복합체(120))에 대해 일정 비율(예, 1:2)이상 제공하여 이용하는 경우, 상기 제1 결정부(111)에 대응되는 제1 타겟 염기 서열 및 상기 제2 결정부(121)에 대응되는 제2 타겟 염기 서열의 유무에 따른 검출 정확도가 향상되는 것을 확인할 수 있었다.
2. 핵산 복합체 페어(10)의 활용 #2 - multiplex PCR
본 출원의 일 실시예에 따르면, 핵산 복합체 페어(10)의 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합 여부에 기초한 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용 여부를 확인함으로써, 타겟 핵산의 유무를 확인할 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)의 일 태그부(200)(예, 제1 태그부(112)) 및 타 태그부(200)(예, 제2 태그부(122)) 사이의 결합이 해리되는 온도를 달리하여, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용 여부가 달라지는 특정 온도를 확인함으로써, 단위셀(UC)에서 복수 종류의 타겟 핵산의 유무를 확인할 수 있다.
구체적으로는, 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)의 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 결합을 유지하는 결합 유지력이, 핵산 복합체(1)의 구성 물질, 구조 등에 따라 다른 특성을 활용하여, 동일 표지가 부착된 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)를 구분하여 표지하는 것이 가능할 수 있다.
2.1 결합유지력
2.1.1 결합유지력의 의의
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)를 포함하는 핵산 구조체는, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합에 따라 2차 구조를 형성할 수 있다. 이에 대해서는 위의 목차 1.2 2차 구조의 형성에서 구체적으로 설명한바 있어, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이 때, 단순히 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합을 해리시키기 위해 가해야 하는 최소 외력에 비해, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)를 포함하는 핵산 구조체 있어서 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합을 통해 2차 구조를 형성한 경우에 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합을 해리시키기 위해 가해야 하는 최소 외력이 클 수 있다.
다시 말해, 단순히 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합이 형성된 것에 비해, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)를 포함하는 핵산 구조체 있어서 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합을 통해 2차 구조를 형성한 경우의, 상기 제1 태그부(112) 및 상기 제2 태그부(122) 사이의 결합력이 더 클 수 있다.
본 명세서에서는, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)를 포함하는 핵산 구조체 있어서 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합을 통해 상기 핵산 구조체의 2차 구조를 형성한 경우에, 상기 핵산 복합체 페어(10)의 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합을 해리 시키기 위한 최소 외력을 "결합유지력"이라고 하기로 한다.
이하에서는, 결합유지력에 영향을 미치는 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 몇몇 요소(factor)에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
2.1.2 결합유지력에 영향을 미치는 요소
2.1.2.1 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 단위 핵산의 종류
본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 핵산 및/또는 핵산 유사체의 단위 분자의 종류와 연관되어 있을 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)를 구성하는 핵산의 단위 분자의 결합력에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
일 예로, 제1 태그부(112)를 구성하는 핵산 및/또는 핵산 유사체의 단위 분자의 결합력이 증가할수록, 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력이 증가할 수 있다. 다른 예로, 제2 태그부(122)를 구성하는 핵산 및/또는 핵산 유사체의 단위 분자의 결합력이 증가할수록, 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력이 증가할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 태그부(112)를 구성하는 단위 분자가 PNA인 경우, 제1 태그부(112)를 구성하는 단위 분자가 DNA인 경우에 비해 상기 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력이 증가할 수 있다. 다른 구체적인 예를 들어, 제2 태그부(122)를 구성하는 단위 분자가 LNA인 경우, 제2 태그부(122)를 구성하는 단위 분자가 DNA인 경우에 비해 상기 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력이 증가할 수 있다. 또 다른 구체적인 예를 들어, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)를 구성하는 단위 분자가 PNA인 경우, 제1 태그부(112)를 구성하는 단위 분자가 PNA이고, 제2 태그부(122)를 구성하는 단위 분자가 DNA인 경우에 비해 결합유지력이 높을 수 있다.
2.1.2.2 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 염기 서열의 염기 종류
본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 염기 서열과 연관되어 있을 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 염기 서열의 염기 종류에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하는 제1 태그부(112)에 포함된 염기 서열의 염기 종류에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
일 예로, 제1 태그부(112)를 구성하는 염기 서열 중 제2 태그부(122)와의 결합에 관여하는 염기 서열에 C(시토신)이 많을수록, 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력이 증가할 수 있다. 다른 예로, 제1 태그부(112)를 구성하는 염기 서열 중 제2 태그부(122)와의 결합에 관여하는 염기 서열에 G(구아닌)이 많을수록, 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력이 증가할 수 있다. 또 다른 예로, 동일 길이의 제1 태그부(112)라 가정할 때, 제1 태그부(112)의 C(시토신)-G(구아닌)/A(아데닌)-T(티민)의 비율이 높을수록 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력이 증가할 수 있다.
다른 구체적인 예를 들어, 본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 태그부(112)와 상보적으로 결합하는 제2 태그부(122)에 포함된 염기 서열의 염기 종류에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
일 예로, 제2 태그부(122)를 구성하는 염기 서열 중 제1 태그부(112)와의 결합에 관여하는 염기 서열에 C(시토신)이 많을수록, 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력이 증가할 수 있다. 다른 예로, 제2 태그부(122)를 구성하는 염기 서열 중 제1 태그부(112)와의 결합에 관여하는 염기 서열에 G(구아닌)이 많을수록, 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력이 증가할 수 있다. 또 다른 예로, 동일 길이의 제2 태그부(122)라 가정할 때, 제2 태그부(122)의 C(시토신)-G(구아닌)/A(아데닌)-T(티민)의 비율이 높을수록 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력이 증가할 수 있다.
2.1.2.3 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 염기 서열의 염기 배열
본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 염기 서열과 연관되어 있을 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 염기 서열의 염기 배열에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 태그부(112)의 염기 서열의 염기 배열에 따라 결합유지력은 증가하거나 감소할 수 있다.
일 예로, 제1 태그부(112)를 구성하는 염기 서열이 5개의 C(시토신) 및 5개의 A(아데닌)이라고 하더라도, 5`-CCCCCAAAAA-3`로 구성된 제1 태그부(112) 및 5`-TTTTTGGGGG-3`로 구성된 제2 태그부(122) 사이의 결합에 따른 결합유지력과, 5`-CCAAAAACCC-3`로 구성된 제1 태그부(112) 및 5`-GGGTTTTTGG-3`로 구성된 제2 태그부(122) 사이의 결합에 따른 결합유지력이 상이할 수 있다.
다른 예로, 제1 태그부(112)를 구성하는 염기 서열이 5개의 G(구아닌) 및 5개의 A(아데닌) 이라고 하더라도, G(구아닌)이 제1 라벨부(113)에 인접하게 위치되는지, 또는, G(구아닌)이 제1 연결부(114)에 인접하게 위치되는지에 따라 결합유지력이 상이할 수 있다.
다른 구체적인 예를 들어, 제2 태그부(122)의 염기 서열의 염기 배열에 따라 결합유지력은 증가하거나 감소할 수 있다.
일 예로, 제2 태그부(122)를 구성하는 염기 서열이 5개의 C(시토신) 및 5개의 A(아데닌) 이라고 하더라도, 5`-CCCCCAAAAA-3`로 구성된 제2 태그부(122) 및 5`-TTTTTGGGGG-3`로 구성된 제1 태그부(112) 사이의 결합에 따른 결합유지력과, 5`-CCAAAAACCC-3`로 구성된 제2 태그부(122) 및 5`-GGGTTTTTGG-3`로 구성된 제1 태그부(112) 사이의 결합에 따른 결합유지력이 상이할 수 있다.
다른 예로, 제2 태그부(122)를 구성하는 염기 서열이 5개의 G(구아닌) 및 5개의 A(아데닌) 이라고 하더라도, G(구아닌)이 제2 라벨부(123)에 인접하게 위치되는지, 또는, G(구아닌)이 제2 연결부(124)에 인접하게 위치되는지에 따라 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력이 상이할 수 있다.
2.1.2.4 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 상보적 결합에 관여하는 염기의 수
본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 상보적 결합에 관여하는 염기의 수가 연관되어 있을 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 상보적 결합에 관여하는 염기의 수에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 상보적 결합에 관여하는 염기의 수가 증가할수록, 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력은 증가할 수 있다. 제1 태그부(112)의 염기 중 제2 태그부(122)와 결합하는 염기의 수가 많을수록, 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력은 증가할 수 있다. 제2 태그부(122)의 염기 중 제1 태그부(112)와 결합하는 염기의 수가 많을수록, 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력은 증가할 수 있다.
2.1.2.5 제1 태그부(112)와 제2 태그부(122) 사이의 상대적인 염기 서열
본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상대적인 염기 서열과 연관되어 있을 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상대적인 염기 서열에 따른, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합 방향에 따라, 상기 결합유지력은 증가하거나 감소할 수 있다.
상기 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합 방향에 대해서는, 위의 목차 2.2 태그부(200) 및 1.2 2차 구조의 형성에서 구체적으로 개시한바 있어, 중복되는 기재는 생략하기로 한다.
구체적인 예를 들어, 제1 태그부(112)의 제1 결정부(111)와 인접한 영역의 염기 서열과 제2 태그부(122)의 제2 결정부(121)와 이격된 영역의 염기 서열이 상보적인 결합을 수행하는 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력과, 제1 태그부(112)의 제1 결정부(111)와 인접한 영역의 염기 서열과 제2 태그부(122)의 제2 결정부(121)와 인접한 영역의 염기 서열이 상보적인 결합을 수행하는 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력은 상이할 수 있다.
2.1.2.6 제1 태그부(112)와 제2 태그부(122) 사이의 미스 매치된 염기 서열의 수
본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 미스 매치된 염기 서열과 연관되어 있을 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 미스 매치된 염기 서열의 유무 및/또는 미스 매치된 염기 서열의 수에 따라, 상기 결합유지력은 증가하거나 감소할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 태그부(112)와 제2 태그부(122) 사이의 미스 매치된 염기 서열이 있는 경우, 결합유지력은 감소할 수 있다. 일 예로, 제1 태그부(112)가 5`-AAACCCGG-3`의 염기 서열을 가지는 경우에 있어서, 제2 태그부(122)가 5`-CCGGGTTT-3`를 가지는 경우가, 제2 태그부(122)가 5`-CCGGTTTT-3`를 가지는 경우에 비해 결합유지력이 클 수 있다.
2.1.2.7 제1 라벨부(113) 및/또는 제2 라벨부(123)의 상대적인 위치
본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 라벨부(113) 및/또는 제2 라벨부(123)의 위치와 연관되어 있을 수 있다. 제1 핵산 복합체(110)의 각 구성요소와 제1 라벨부(113) 사이의 위치 관계에 따라서, 상기 결합유지력은 증가하거나 감소할 수 있다. 제2 핵산 복합체(120)의 각 구성요소와 제2 라벨부(123) 사이의 위치 관계에 따라서, 상기 결합유지력은 증가하거나 감소할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 핵산 복합체(110)가 제1 라벨부(113), 제1 태그부(112), 제1 연결부(114) 및 제1 결정부(111) 순으로 연결된 경우에 있어서, 제2 핵산 복합체(120)가 제2 라벨부(123), 제2 태그부(122), 제2 연결부(124) 및 제2 결정부(121) 순으로 연결된 경우에 비해, 제2 핵산 복합체(120)가 제2 태그부(122), 제2 연결부(124), 제2 라벨부(123) 및 제2 결정부(121) 순으로 연결된 경우의 결합유지력이 클 수 있다.
2.1.2.8 제1 라벨부(113) 및/또는 제2 라벨부(123)의 종류
본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 라벨부(113) 및/또는 제2 라벨부(123)의 종류와 연관되어 있을 수 있다. 제1 라벨부(113)의 종류에 따라서, 상기 결합유지력은 증가하거나 감소할 수 있다. 제2 라벨부(123)의 종류에 따라서, 상기 결합유지력은 증가하거나 감소할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 라벨부(113)가 FAM인 경우의 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력과, 제1 라벨부(113)가 HEX인 경우의 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력이 상이할 수 있다. 제2 라벨부(123)가 FAM인 경우의 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력과, 제2 라벨부(123)가 HEX인 경우의 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력이 상이할 수 있다.
2.1.2.9 증폭 산물의 염기 서열의 염기 종류
본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 결정부(111) 및/또는 제2 결정부(121)의 상보적 결합 및 PCR을 통해 형성된, 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 대한 증폭 산물 및/또는 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 대한 증폭 산물에 연관되어 있을 수 있다. 제1 결정부(111) 및/또는 제2 결정부(121)의 상보적 결합 및 PCR을 통해 형성된, 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 대한 증폭 산물에 포함되는 염기 서열의 염기 종류에 따라, 상기 결합유지력이 상승하거나 감소할 수 있다. 제1 결정부(111) 및/또는 제2 결정부(121)의 상보적 결합 및 PCR을 통해 형성된, 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 대한 증폭 산물에 포함되는 염기 서열의 염기 종류에 따라, 상기 결합유지력이 상승하거나 감소할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 대한 증폭 산물에 포함되는 염기 서열에 C(시토신)-G(구아닌)이 많을수록, 결합유지력이 상승할 수 있다. 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 대한 증폭 산물에 포함되는 염기 서열에 C(시토신)-G(구아닌)이 많을수록, 결합유지력이 상승할 수 있다.
2.1.2.10 증폭 산물의 길이
본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 결정부(111) 및/또는 제2 결정부(121)의 상보적 결합 및 PCR을 통해 형성된, 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 대한 증폭 산물 및/또는 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 대한 증폭 산물에 연관되어 있을 수 있다. 제1 결정부(111) 및/또는 제2 결정부(121)의 상보적 결합 및 PCR을 통해 형성된, 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 대한 증폭 산물의 길이에 따라, 상기 결합유지력이 상승하거나 감소할 수 있다. 제1 결정부(111) 및/또는 제2 결정부(121)의 상보적 결합 및 PCR을 통해 형성된, 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 대한 증폭 산물의 길이에 따라, 상기 결합유지력이 상승하거나 감소할 수 있다.
일 예로, 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 대한 증폭 산물의 길이가 달라짐에 따라, 결합유지력이 상승하거나 감소할 수 있다. 다른 예로, 제1 결정부(111) 및 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 대한 증폭 산물을 포함하는 핵산 가닥의 길이가 달라짐에 따라, 결합유지력이 상승하거나 감소할 수 있다. 또다른 예로, 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 대한 증폭 산물의 길이가 달라짐에 따라, 결합유지력이 상승하거나 감소할 수 있다. 다른 예로, 제2 결정부(121) 및 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 대한 증폭 산물을 포함하는 핵산 가닥의 길이가 달라짐에 따라, 결합유지력이 상승하거나 감소할 수 있다.
2.1.2.11 제1 결정부(111) 및/또는 제2 결정부(121)의 염기 서열
본 출원의 일 실시예에 따른 결합유지력은, 제1 결정부(111) 및/또는 제2 결정부(121)의 염기 서열에 연관되어 있을 수 있다. 상기 결합유지력은, 제1 타겟 염기 서열 및/또는 제2 타겟 염기 서열에 연관되어 있을 수 있다. 상기 결합유지력은, 제1 결정부(111)가 타겟하는 특정 질병 및/또는 제2 결정부(121)가 타겟하는 특정 질병에 연관되어 있을 수 있다. 상기 결합유지력은, 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)가 타겟하는 특정 질병에 연관되어 있을 수 있다.
일 예로, 제1 결정부(111)의 염기 서열의 염기 종류에 따라, 결합유지력이 상승하거나 감소할 수 있다. 다른 예로, 제1 결정부(111)의 염기 서열의 염기 배열에 따라, 결합유지력이 상승하거나 감소할 수 있다. 또 다른 예로, 제1 결정부(111)의 염기 서열의 길이에 따라, 결합유지력이 상승하거나 감소할 수 있다. 또 다른 예로, 제2 결정부(121)의 염기 서열의 염기 종류에 따라, 결합유지력이 상승하거나 감소할 수 있다. 또 다른 예로, 제2 결정부(121)의 염기 서열의 염기 배열에 따라, 결합유지력이 상승하거나 감소할 수 있다. 또 다른 예로, 제2 결정부(121)의 염기 서열의 길이에 따라, 결합유지력이 상승하거나 감소할 수 있다.
2.2 핵산 복합체 페어(10)의 구성
본 출원의 일 실시예에 따르면, 적어도 제1 핵산 복합체 페어(10) 및 제2 핵산 복합체 페어(10)가 이용될 수 있다.
상기 제1 핵산 복합체 페어(10)는, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함할 수 있다. 상기 제1 핵산 복합체(110)는 제1 결정부(111), 제1 연결부(114), 제1 태그부(112), 제1 라벨부(113)를 포함할 수 있다. 상기 제1 핵산 복합체(110)는 제1 결정부(111), 제1 연결부(114), 제1 태그부(112), 제1 라벨부(113) 순으로 연결될 수 있다. 상기 제2 핵산 복합체(120)는 제2 결정부(121), 제2 연결부(124), 제2 태그부(122), 제2 라벨부(123)를 포함할 수 있다. 상기 제2 핵산 복합체(120)는 제2 결정부(121), 제2 연결부(124), 제2 태그부(122), 제2 라벨부(123) 순으로 연결될 수 있다.
상기 제2 핵산 복합체 페어(10)는, 제3 핵산 복합체(1) 및 제4 핵산 복합체(1)를 포함할 수 있다. 상기 제3 핵산 복합체(1)는 제3 결정부(100), 제3 연결부(400), 제3 태그부(200), 제3 라벨부(300)를 포함할 수 있다. 상기 제3 핵산 복합체(1)는 제3 결정부(100), 제3 연결부(400), 제3 태그부(200), 제3 라벨부(300) 순으로 연결될 수 있다. 상기 제4 핵산 복합체(1)는 제4 결정부(100), 제4 연결부(400), 제4 태그부(200), 제4 라벨부(300)를 포함할 수 있다. 상기 제4 핵산 복합체(1)는 제4 결정부(100), 제4 연결부(400), 제4 태그부(200), 제4 라벨부(300) 순으로 연결될 수 있다.
상기 제1 결정부(111) 및 상기 제2 결정부(121)는 프라이머일 수 있다. 상기 제1 결정부(111)가 포워드 프라이머인 경우, 상기 제2 결정부(121)는 리버스 프라이머일 수 있다. 상기 제1 결정부(111)가 리버스 프라이머인 경우, 상기 제2 결정부(121)는 포워드 프라이머일 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 제1 결정부(111)는 제1 질병과 관련된 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥을 증폭시키기 위한 프라이머일 수 있고, 상기 제2 결정부(121)는 제1 질병과 관련된 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥을 증폭시키기 위한 프라이머일 수 있다.
상기 제3 결정부(100) 및 상기 제4 결정부(100)는 프라이머일 수 있다. 상기 제3 결정부(100)가 포워드 프라이머인 경우, 상기 제4 결정부(100)는 리버스 프라이머일 수 있다. 상기 제3 결정부(100)가 리버스 프라이머인 경우, 상기 제4 결정부(100)는 포워드 프라이머일 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 제3 결정부(100)는 제2 질병과 관련된 제3 타겟 염기 서열을 포함하는 제3 가닥을 증폭시키기 위한 프라이머일 수 있고, 상기 제4 결정부(100)는 제2 질병과 관련된 제4 타겟 염기 서열을 포함하는 제4 가닥을 증폭시키기 위한 프라이머일 수 있다.
본 출원의 일 바람직한 실시예에 있어서, 제1 결정부(111), 제2 결정부(121), 제3 결정부(100) 및 제4 결정부(100)의 어닐링 온도는 유사할 수 있다. 다시 말해, 프라이머를 설계함에 있어서 타겟 염기 서열에 결합하는 어닐링 온도(Tm, annealing temperature)는 프로그램 등을 통해 계산될 수 있다. 제1 결정부(111), 제2 결정부(121), 제3 결정부(100) 및 제4 결정부(100)가 단위셀(UC)의 어닐링 단계(S3000)에서 각 타겟 염기 서열에 결합함에 비추어, 1 결정부(100), 제2 결정부(121), 제3 결정부(100) 및 제4 결정부(100)의 어닐링 온도는 유사하게 설계될 수 있다.
상기 제1 태그부(112) 및 상기 제2 태그부(122)은 서로 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 제3 태그부(200) 및 상기 제4 태그부(200)는 서로 상보적으로 결합할 수 있다. 제1 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력은 제2 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력과 상이할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 제1 태그부(112) 및 상기 제2 태그부(122) 사이의 상보적인 결합에 관여하는 염기 서열은, 4개의 C-G 및 3개의 A-T로 구성될 수 있다. 상기 제3 태그부(200) 및 상기 제4 태그부(200) 사이의 상보적인 결합에 관여하는 염기 서열은, 5개의 C-G 및 5개의 A-T로 구성될 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합유지력은 제3 태그부(200) 및 제4 태그부(200) 사이의 결합 유지력보다 작을 수 있다.
상기 제1 라벨부(113)는 제1 신호 발생 물질을 포함할 수 있다. 상기 제3 라벨부(300)는 제1 라벨부(113)와 동일할 신호로 검출되는 동일신호검출물질을 포함할 수 있다.
여기서, "동일신호검출물질"이라 함은, 동일한 종류의 물질일 수 있다. 일 예로, 제1 핵산 복합체 페어(10)가 포함하는 제1 신호 물질이 JOE인 경우, 제2 핵산 복합체 페어(10)가 포함하는 제2 신호 물질이 JOE일 수 있다.
여기서, "동일신호검출물질"이라 함은, 디바이스의 사양에 기초하여 동일한 신호(예를 들어, 미리 설정된 파장대에 대응되는 파장대 범위에 포함하는 신호)로 검출되는 복수의 종류의 상이한 물질일 수 있다. 일 예로, 제1 핵산 복합체 페어(10)가 포함하는 제1 신호 물질이 방출 파장이 548 lambda 인 TET인 경우, 디바이스의 사양에 따라 신호 물질 JOE 및 TET는 동일 파장대의 광으로 검출될 수 있고, 이 때, JOE와 TET는 동일신호검출물질일 수 있다.
상기 제2 라벨부(123)는 제1 라벨부(113)의 제1 신호를 변환하는 제1 신호 변환 물질을 포함할 수 있다. 상기 제4 라벨부(300)는 제1 라벨부(113)의 제1 신호와 동일한 신호로 검출되는 제3 라벨부(300)의 신호를 변환하는 제2 신호 변환 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 라벨부(113) 및 제3 라벨부(300)가 동일한 물질로 구성되는 경우, 상기 제2 라벨부(123) 및 상기 제4 라벨부(300)는 동일한 물질일 수 있다. 제1 라벨부(113) 및 제3 라벨부(300)가 동일한 물질인 경우에도, 상기 제2 라벨부(123) 및 상기 제4 라벨부(300)는 상이한 물질일 수 있다.
상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123)는 연계 작용을 수행할 수 있다. 상기 제1 태그부(112) 및 상기 제2 태그부(122)의 결합 여부에 기초하여, 상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123)는 연계 작용을 수행할 수 있다. 상기 제3 라벨부(300) 및 상기 제4 라벨부(300)는 연계 작용을 수행할 수 있다. 상기 제3 태그부(200) 및 상기 제4 태그부(200)의 결합 여부에 기초하여, 상기 제3 라벨부(300) 및 상기 제4 라벨부(300)는 연계 작용을 수행할 수 있다.
상기 제1 태그부(112) 및 상기 제2 태그부(122)의 결합 유지력과, 상기 제3 태그부(200) 및 상기 제4 태그부(200)의 결합 유지력이 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 핵산 복합체 페어(10) 및 제2 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 단위셀(UC)에 대해서 온도를 증가시키면서 광학 신호를 측정하는 경우, 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용이 해제되는 시점 및 상기 제3 라벨부(300) 및 상기 제4 라벨부(300) 사이의 연계 작용이 해제되는 시점이 상이하게 검출될 수 있다. 제1 핵산 복합체 페어(10) 및 제2 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 단위셀(UC)에 대해서 온도를 증가시키면서 광학 신호를 측정하는 경우, 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용이 해제되는 온도 및 상기 제3 라벨부(300) 및 상기 제4 라벨부(300) 사이의 연계 작용이 해제되는 온도가 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 핵산 복합체 페어(10) 및 제2 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 단위셀(UC)에 대해서 온도를 감소시키면서 광학 신호를 측정하는 경우, 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용이 유도되는 시점 및 상기 제3 라벨부(300) 및 상기 제4 라벨부(300) 사이의 연계 작용이 유도되는 시점이 상이하게 검출될 수 있다. 제1 핵산 복합체 페어(10) 및 제2 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 단위셀(UC)에 대해서 감소를 증가시키면서 광학 신호를 측정하는 경우, 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용이 유도되는 온도 및 상기 제3 라벨부(300) 및 상기 제4 라벨부(300) 사이의 연계 작용이 유도되는 온도가 상이할 수 있다.
상기 제1 연결부(114), 상기 제2 연결부(124), 상기 제3 연결부(400) 및 상기 제4 연결부(400)는 PCR 블로커일 수 있다. 상기 제1 연결부(114)는 상기 제1 태그부(112)에 대한 증폭 산물이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제2 연결부(124)는 상기 제2 태그부(122)에 대한 증폭 산물이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제3 연결부(400)는 상기 제3 태그부(200)에 대한 증폭 산물이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제4 연결부(400)는 상기 제4 태그부(200)에 대한 증폭 산물이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)를 이용하여, 하나의 단위셀(UC)에서 복수 종류의 타겟 핵산의 검출을 수행할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)를 이용하여, 하나의 단위셀(UC)에서 하나의 형광 채널당 하나의 타겟 핵산을 검출하되, 복수의 형광 채널을 이용하여 하나의 단위셀(UC)에서 복수 종류의 타겟 핵산의 검출을 수행할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10) 및 복수 종류의 핵산 복합체(1)의 결합유지력이 상이한 특성을 이용하여, 하나의 형광 채널당 복수 종류의 타겟 핵산의 검출을 수행할 수 있다.
하나의 형광 채널당 복수 종류의 타겟 핵산의 검출을 수행할 수 있도록 하기 위한 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)는, 위의 목차 2.1 결합유지력에서 개시한 여러가지 요소들을 고려하여, 서로 중첩되지 않는 결합유지력을 갖도록 설계될 수 있다. 하나의 형광 채널당 복수 종류의 타겟 핵산산의 검출을 수행할 수 있도록 하기 위한 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)는, 위의 목차 2.1 결합유지력에서 개시한 여러가지 요소들을 고려하여, 서로 중첩되지 않는 해리피크값을 갖도록 설계될 수 있다.
일 예로, 핵산 복합체 페어(10)에 포함된 형광 물질(예, 제1 라벨부(113))의 핵산 복합체 페어(10)의 구성요소간 위치 관계를 변경하여, 제1 태그부(112)와 제3 태그부(200)의 염기 서열이 동일하고, 제2 태그부(122)와 제4 태그부(200)의 염기 서열이 동일한 경우에도, 제1 핵산 복합체 페어(10)의 해리피크값과 제2 핵산 복합체 페어(10)의 해리피크값이 상이하도록 제1 핵산 복합체 페어(10) 및 제2 핵산 복합체 페어(10)가 설계될 수 있다.
하나의 형광 채널당 복수 종류의 타겟 핵산의 검출을 수행할 수 있도록 하기 위한 복수 종류의 핵산 복합체(1)는, 적어도 하나의 상이한 결정부(100) 서열을 가질 수 있다. 다시 말해, 제1 결정부(111)의 염기 서열과 제3 결정부(100)의 염기 서열은 다를 수 있다. 또는, 제2 결정부(121)의 염기 서열과 제4 결정부(100)의 염기 서열을은다를 수 있다. 또는, 제1 결정부(111)의 염기 서열과 제3 결정부(100)의 염기 서열은 다르고, 제2 결정부(121)의 염기 서열과 제4 결정부(100)의 염기 서열은 다를 수 있다.
하나의 단위셀(UC)에서 하나의 형광 채널 당 복수 종류의 타겟 핵산의 검출이 가능하도록 하기 위해, 복수의 해리피크값 각각을 서로 다른 타겟 염기 서열에 대응되는 핵산 복합체 페어(10)에 할당할 수 있다. 예를 들어, 제1 핵산 복합체 페어(10)에 대응되는 해리 피크값이 40C라면, 제2 핵산 복합체 페어(10)에 대응되는 해리 피크값은 55C로 설계될 수 있다.
2.3 핵산 복합체 페어(10)의 동작
본 출원의 일 실시예에 따르면, 복수 종류의 타겟 핵산을 검출하기 위해서 PCR을 수행할 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따르면, 한 형광 채널당 복수 종류의 타겟 핵산을 검출하기 위해서 PCR을 수행할 수 있다.
PCR은 제1 핵산 복합체 페어(10)가 반응하는 타겟 핵산 및 제2 핵산 복합체 페어(10)가 반응하는 타겟 핵산이 상이할 수 있다는 점을 제외하고는, 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000) 및 중합 반응 단계(S4000)는 위의 목차 1.3.2 핵산 복합체 페어(10)의 동작에서 설명한 바와 같아, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
PCR이 종료된 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 단위셀(UC)에 대하여, 안정화 단계(S5000)가 진행될 수 있다. 안정화 단계(S5000)에서는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)간의 상보적인 결합 및 제3 태그부(200) 및 제4 태그부(200)간의 상보적인 결합이 유도될 수 있다.
안정화 단계(S5000)가 진행되고 나면, 해리 곡선 검출 단계(S6000)가 진행될 수 있다. 다시 말해, 단위셀(UC)에 대한 온도에 따른 형광값이 검출될 수 있다. 검출된 온도에 따른 형광값을 분석하여, 온도-온도에 대한 형광값의 음의 변화율에 대한 그래프가 획득될 수 있고, 해리 피크값이 확인될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 온도의 해리피크값을 갖도록 설계된 제1 핵산 복합체 페어(10) 및 제2 온도의 해리피크값을 갖도록 설계된 제2 핵산 복합체 페어(10)를 이용하여 PCR을 수행하는 경우, 제1 온도에서 해리피크값이 확인되는지 여부에 기초하여 제1 핵산 복합체 페어(10)의 제1 타겟 염기 서열(즉, 제1 결정부(111)의 적어도 일부와 상보적인 서열) 및 제2 타겟 염기 서열(즉, 제2 결정부(121)의 적어도 일부와 상보적인 서열)의 유무를 확인할 수 있고, 제2 온도에서 해리피크값이 확인되는지 여부에 기초하여 제2 핵산 복합체 페어(10)의 제3 타겟 염기 서열(즉, 제3 결정부(100)의 적어도 일부와 상보적인 서열) 및 제4 타겟 염기 서열(즉, 제4 결정부(100)의 적어도 일부와 상보적인 서열)의 유무를 확인할 수 있다.
도 42는 본 출원의 일 실시예에 따른 하나의 형광 채널에 대한 온도에 대한 형광값 그래프 및 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프를 도시한 것이다.
제1 라벨부(113) 및 제3 라벨부(300)는 동일 신호로 검출되는 신호 발생 물질이고, 제2 라벨부(123)는 제1 라벨부(113)로부터 방출되는 빛을 흡수하는 신호 변환 물질이며, 제4 라벨부(300)는 제3 라벨부(300)로부터 방출되는 빛을 흡수하는 신호 변환 물질일 수 있다.
단위셀(UC)내에 제1 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 타겟 핵산 및 제2 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 타겟 핵산이 포함되어 있는 경우, 온도에 따른 형광값 그래프 중 제1 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 해리피크값(T1) 및 제2 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 해리피크값(T2)에 대응되는 온도에서 단위셀(UC)로부터 검출되는 형광값이 증가하는 양상을 보일 수 있다(도 42(a) 참조).
다시 말해, 단위셀(UC)내에 제1 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 타겟 핵산 및 제2 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 타겟 핵산이 포함되어 있는 경우, 제1 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 핵산 구조체는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합으로 2차 구조를 형성할 수 있고, 제2 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 핵산 구조체는 제3 태그부(200) 및 제4 태그부(200) 사이의 결합으로 2차 구조를 형성할 수 있다.
단위셀(UC)에 대해 온도를 증가시키면서 단위셀(UC)로부터 발생하는 형광값을 검출하는 경우, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 결합의 해리에 따라 제2 라벨부(123)에 의해 흡수되던 제1 라벨부(113)의 광이 방출될 수 있다. 그 결과, 온도에 따른 형광값 그래프 중 제1 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 해리피크값(T1)에 대응되는 온도에서 단위셀(UC)로부터 검출되는 형광값이 증가하는 양상을 보일 수 있다.
또한, 단위셀(UC)에 대해 온도를 증가시키면서 단위셀(UC)로부터 발생하는 형광값을 검출하는 경우, 제3 태그부(200) 및 제4 태그부(200)의 결합의 해리에 따라 제4 라벨부(300)에 의해 흡수되던 제3 라벨부(300)의 광이 방출될 수 있다. 그 결과, 온도에 따른 형광값 그래프 중 제2 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 해리피크값(T2)에 대응되는 온도에서 단위셀(UC)로부터 검출되는 형광값이 증가하는 양상을 보일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 온도-형광값 그래프는 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프로 변환될 수 있다.
단위셀(UC)내에 제1 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 타겟 핵산 및 제2 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 타겟 핵산이 포함되어 있는 경우, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서, 제1 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 해리피크값(T1)에 대응되는 온도 및 제2 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 해리피크값(T2)에 대응되는 온도에서 극대점 또는 극소점이 확인될 수 있다.
온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서, 제1 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 해리피크값(T1)에 대응되는 온도 및 제2 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 해리피크값(T2)에 대응되는 온도에서 극소점이 확인되는 경우, 제1 핵산 복합체 페어(10)에 관련된 타겟 핵산 및 제2 핵산 복합체 페어(10)에 관련된 타겟 핵산의 존재를 확인할 수 있다.
제1 라벨부(113) 및 제3 라벨부(300)는 동일 신호로 검출되는 신호 발생 물질이고, 제2 라벨부(123)는 제1 라벨부(113)로부터 방출되는 빛을 흡수하는 신호 변환 물질이며, 제4 라벨부(300)는 제3 라벨부(300)로부터 방출되는 빛을 흡수하는 신호 변환 물질일 수 있다. 단위셀(UC)내에 제1 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 타겟 핵산 및 제2 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 타겟 핵산이 포함되어 있는 경우, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서, 제1 온도(즉, 제1 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 해리피크값)에 대응되는 온도에서 및 제2 온도(즉, 제2 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 해리피크값)에 대응되는 온도에서 극소점이 확인될 수 있다(도 42(b) 참조).
적어도 제1 온도와 제2 온도 사이의 온도차이는 디바이스를 통해 구분 가능한 범위에 기초하여 설계될 수 있다. 일 예로, 바람직하게는, 제1 온도와 제2 온도 사이의 온도차이는 1~10℃의 범위가 되도록 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)가 설계될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 해리피크값의 검출에 기초하여 단위셀(UC) 내에 핵산 복합체 페어(10)에 관련된 타겟 핵산이 있는지 여부를 확인할 수 있다.
해리피크값은 핵산 복합체 페어(10)의 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합유지력에 기초하여 조절될 수 있다. 따라서, 타겟 핵산에 결합한 영역의 해리에 따른 형광값의 변화에 기초하여 타겟 핵산의 유무를 확인하는 타 프로브와 비교하여, 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 타겟 핵산 유무는 타겟 핵산에 결합하지 않는 영역(즉, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122))의 결합유지력을 기초로 타겟 핵산의 유무가 확인되어, 제1 태그부(112), 제2 태그부(122) 및 제1 및 제2 태그부(122)에 기초한 해리피크값의 설계가 보다 간단하고 유연하다는 이점이 도출된다.
또한, 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 타겟 핵산의 유무 확인에 있어서, 타 프로브의 결합 위치를 제공할 필요성이 적어, Symmetric PCR을 통해서도 타겟 핵산의 검출이 수행될 수 있어, 보다 높은 검출 민감도를 확보할 수 있다는 이점이 도출될 수 있다.
본 출원에 의해 개시되는 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 PCR용 키트는 2종 이상의 핵산 복합체 페어(10)를 포함할 수 있다. PCR용 키트는 적어도 2종류 이상의 핵산 복합체 페어(10)를 포함할 수 있다. PCR용 키트는 중합 반응을 수행하는데 관여하는 효소, 염기 조각, PCR에 관여하는 조효소, PCR에 최적 pH 및/또는 염농도를 제공하기 위해 완충용액 중 적어도 하나가 더 포함될 수 있다.
PCR용 키트는 적어도 하나 이상의 물질(예; 일 종의 핵산 복합체 페어(10)가 포함된 컴포지션이 담긴 용기)이 포함된 컴포지션을 하나의 용기에 담아, 복수의 용기(예; 일 종의 핵산 복합체 페어(10)가 포함된 컴포지션이 담긴 용기 및 다른종의 핵산 복합체 페어(10)가 포함된 컴포지션이 담긴 용기)를 하나의 포장 용기에 담아 판매하는 형태로 구현될 수 있다. PCR용 키트는 적어도 하나 이상의 물질이 포함된 컴포지션의 형태로 하나의 용기에 담아 판매하는 형태로 구현될 수 있다. PCR용 키트는 적어도 하나 이상의 물질이 건조된 상태로 용기에 담아 판매하는 형태로 구현될 수 있다.
PCR용 키트는 X종 이하의 핵산 복합체 페어(10)를 포함할 수 있다. 상기 X값은 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)의 일 태그부(200)(예, 제1 태그부(112)) 및 다른 태그부(200)(예, 제2 태그부(122))의 상보적 결합의 해리에 따른 복수개의 해리피크값이 구별되기 위한 최소 해리피크값의 차이(_T) 및 디바이스에 따른 신호를 검출할 수 있는 온도 구간에 의존할 수 있다. 상기 X값은 디바이스가 구분 가능한 파장대 그룹의 개수에 의존할 수 있다. 상기 X값은 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)에 포함된 신호 물질의 종류에 의존할 수 있다.
예를 들어, 신호를 측정할 수 있는 최소온도가 10℃이고, 최고온도가 70℃이며, 상기 _T가 5℃인 경우, (70-10)/5=12개가 하나의 형광 채널에 의해 구분하여 검출가능한 타겟 핵산의 종류의 수가 되고, 디바이스가 구분 가능한 파장대 그룹의 개수가 5개 인 경우, 상기 X값은 12*5=60이 될 수 있다.
따라서, 본 출원의 일 실시예에 따른 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 PCR용 컴포지션을 사용하게 되면, 한 튜브에서 60종의 서로 다른 타겟 핵산의 유무를 확인하는 것이 가능해질 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 60 종류의 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 PCR용 컴포지션을 사용하게 되면, 5개의 형광 채널을 이용하여 한 튜브에서 60종의 서로 다른 타겟 핵산의 유무를 확인하는 것이 가능해질 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 상기 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)는, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)가 연계 작용하는 경우, 제2 라벨부(123)는 제1 라벨부(113)로부터 방출되는 광을 소광시키도록 설계 (이하, 신호소광방식)될 수 있다. 또는, 본 출원의 일 실시예에 따른 상기 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)는, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)가 연계 작용하는 경우, 제2 라벨부(123)는 제1 라벨부(113)로부터 방출되는 광을 변환하여 디바이스에의해 검출되도록 설계(이하, 신호방출방식)될 수 있다.
복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)가 PCR에 이용되는 경우, 적어도 제1 핵산 복합체 페어(10)와 제2 핵산 복합체 페어(10)는 동일한 방식(예, 제1 핵산 복합체 페어(10) 및 제2 핵산 복합체 페어(10)는 신호소광방식)으로 설계되어 있거나, 상이한 방식(예, 제1 핵산 복합체 페어(10)는 신호방출방식 및 제2 핵산 복합체 페어(10)는 신호소광방식)으로 설계되어 있을 수 있다.
PCR용 키트가 X종 이하의 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 경우, 신호소광방식으로 설계된 X/2종의 핵산 복합체 페어(10) 및 신호발광방식으로 설계된 X/2종의 핵산 복합체 페어(10)로 구성될 수 있다. 이 경우, 하나의 튜브에서 검출가능한 타겟 핵산의 종류의 수가 증가될 수 있다.
복수 종류의 핵산 복합페 페어의 일부가 신호소광방식 및 복수 종류의 핵산 복합페 페어의 일부가 신호발광방식으로 설계되는 경우, 동일한 조건에서(예를 들어, 신호를 측정할 수 있는 최소온도가 10℃이고, 최고온도가 70℃이며, 상기 _T가 5℃이며, 디바이스가 구분 가능한 파장대 그룹의 개수가 5개인 경우) 검출가능한 타겟 핵산의 종류의 수와 관련된 X값은 60*2=120으로 2배 증가될 수 있다.
2.4 핵산 복합체 페어(10)의 활용과 관련된 실험예 #4
본 출원의 일 실시예에 따르면, 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)를 이용하여 단위셀(UC) 내에서 복수 종류의 타겟 핵산의 유무를 확인할 수 있다.
도 43은 본 출원의 일 실시예에 따라 단위셀(UC)에 존재하는 적어도 4종의 타겟 핵산을 확인하는 실험에 따른 결과를 설명하기 위한 도면이다.
본 실험을 진행함에 있어서, PCR 플레이트의 튜브(또는 well)에 Tris-HCl(pH9.0), salt(KCl), MaCl2, dNTP mixture, protein stabilizer, PCR enhancer(macromolecules), fast hot-start Taq DNA Polymerase가 도입되었다.
상기 PCR플레이트의 제1 튜브에는 제1 핵산 복합체 페어(10) 내지 제4 핵산 복합체 페어(10)가 도입되었다.
제1 핵산 복합체 페어(10)는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)로 구성되었다. 제2 핵산 복합체 페어(10)는 제3 핵산 복합체(110) 및 제4 핵산 복합체(120)로 구성되었다. 제3 핵산 복합체 페어(10)는 제5 핵산 복합체(110) 및 제6 핵산 복합체(120)로 구성되었다. 제4 핵산 복합체 페어(10)는 제7 핵산 복합체(110) 및 제8 핵산 복합체(120)로 구성되었다.
제1 핵산 복합체(110)는 1pmol/Rxn만큼 도입되었다. 제2 핵산 복합체(120)는 1pmol/Rxn만큼 도입되었다. 제3 핵산 복합체(110)는 1pmol/Rxn만큼 도입되었다. 제4 핵산 복합체(120)는 1pmol/Rxn만큼 도입되었다. 제5 핵산 복합체(110)는 1pmol/Rxn만큼 도입되었다. 제6 핵산 복합체(120)는 1pmol/Rxn만큼 도입되었다. 제7 핵산 복합체(110)는 1pmol/Rxn만큼 도입되었다. 제8 핵산 복합체(120)는 1pmol/Rxn만큼 도입되었다.
제1 핵산 복합체(110)는, 제1 라벨부(113), 제1 태그부(112), 제1 연결부(114) 및 제1 결정부(111) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제1 라벨부(113)는 퀀처 분자(Iowa Black® FQ (Iowa Black® Quenchers)) 이고, 제1 태그부(112)는 CCCGCGCG(서열번호 19), 제1 연결부(114)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제1 결정부(111)는 TGGAGATACACCTACATTG(서열번호 14) 이었다.
제2 핵산 복합체(120)는, 제2 라벨부(123), 제2 태그부(122), 제2 연결부(124) 및 제2 결정부(121) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제2 라벨부(123)는 FAM이고, 제2 태그부(122)는 CGCGCGGG(서열번호 20), 제2 연결부(124)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제2 결정부(121)는 GCTGGACCATCTATTTCATC(서열번호 16)이었다.
제3 핵산 복합체(110)는, 제3 라벨부(113), 제3 태그부(112), 제3 연결부(114) 및 제3 결정부(111) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제3 라벨부(113)는 퀀처 분자(Iowa Black® FQ (Iowa Black® Quenchers)) 이고, 제3 태그부(112)는 AAAAAAAA(서열번호 1), 제3 연결부(114)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제3 결정부(111)는 TACGCCTGCTACTTTCACG (서열번호 2)이었다.
제4 핵산 복합체(120)는, 제4 라벨부(123), 제4 태그부(122), 제4 연결부(124) 및 제4 결정부(121) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제4 라벨부(123)는 FAM이고, 제4 태그부(122)는 TTTTTTTT(서열번호 3), 제4 연결부(124)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제4 결정부(121)는 ATATTTAAGGGCATAATTTCCG(서열번호 4) 이었다.
제5 핵산 복합체(110)는, 제5 라벨부(113), 제5 태그부(112), 제5 연결부(114) 및 제5 결정부(111) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제5 라벨부(113)는 퀀처 분자(Iowa Black® FQ (Iowa Black® Quenchers)) 이고, 제5 태그부(112)는 AAAAAAAAAA(서열번호 5), 제5 연결부(114)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제5 결정부(111)는 AGGTAAACGCTCCTCTGAA(서열번호 6) 이었다.
제6 핵산 복합체(120)는, 제6 라벨부(123), 제6 태그부(122), 제6 연결부(124) 및 제6 결정부(121) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제6 라벨부(123)는 FAM이고, 제6 태그부(122)는 TTTTTTTTTT(서열번호 7), 제6 연결부(124)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제6 결정부(121)는 GCGAGTTACGAAGACAAAA(서열번호 8)이었다.
제7 핵산 복합체(110)는, 제7 라벨부(113), 제7 태그부(112), 제7 연결부(114) 및 제7 결정부(111) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제7 라벨부(113)는 퀀처 분자(Iowa Black® FQ (Iowa Black® Quenchers)) 이고, 제7 태그부(112)는 AACCTTGGGA(서열번호 9), 제7 연결부(114)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제7 결정부(111)는 AGCTCCTATTGCCAACGTA(서열번호 10)이었다.
제8 핵산 복합체(120)는, 제8 라벨부(123), 제8 태그부(122), 제8 연결부(124) 및 제8 결정부(121) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제8 라벨부(123)는 FAM이고, 제8 태그부(122)는 TCCCAAGGTT(서열번호 11), 제8 연결부(124)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제8 결정부(121)는 AATCTTTGTGTGGAGCATC(서열번호 12)이었다.
상기 PCR 플레이트의 제1 튜브에는 제1 핵산 복합체(110)에 대한 경쟁 구조체(2), 제4 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2), 제6 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2), 제8 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2) 가 제공되었다.
제1 핵산 복합체(110)에 대한 경쟁 구조체(2)는 2pmol/Rxn만큼 도입되었다. 제4 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)는 8pmol/Rxn만큼 도입되었다. 제6 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)는 2pmol/Rxn만큼 도입되었다. 제8 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)는 8pmol/Rxn만큼 도입되었다.
제1 핵산 복합체(110)에 대한 경쟁 구조체(2)는 프라이머 경쟁부(600), PCR 블로커, 태그 경쟁부(500) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 태그 경쟁부(500)는 CGCGCG(서열번호 21) 이고, PCR 블로커는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 프라이머 경쟁부(600)는 GGTGTATCTCCA(서열번호 22)이었다.
제4 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)는 프라이머 경쟁부(600), PCR 블로커, 태그 경쟁부(500) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 태그 경쟁부(500)는 AAAAAA(서열번호 23)이고, PCR 블로커는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 프라이머 경쟁부(600)는 TATGCCCTTAAATAT(서열번호 24) 이었다.
제6 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)는 프라이머 경쟁부(600), PCR 블로커, 태그 경쟁부(500) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 태그 경쟁부(500)는 AAAAAAAA(서열번호 1)이고, PCR 블로커는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 프라이머 경쟁부(600)는 GTAACTCGC(서열번호 25) 이었다.
제8 핵산 복합체(120)에 대한 경쟁 구조체(2)는 프라이머 경쟁부(600), PCR 블로커, 태그 경쟁부(500) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 태그 경쟁부(500)는 AACCTTGG(서열번호 26) 이고, PCR 블로커는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 프라이머 경쟁부(600)는 CCACACAAAGATT(서열번호 18)이었다.
복수 종류의 핵산 복합체 페어(10), 경쟁 구조체(2) 및 기타 엔자임이 도입된 튜브는 온도가 조절되어, 튜브내의 용액에 대한 PCR 반응이 진행되었다. 도 29에 도시된 바와 같이, 튜브의 온도를 95C로 10분정도 유지한 후, 열변성 단계(S2000)(95C, 10초), 어닐링 단계(S3000)(50C, 40초), 중합 반응 단계(S4000)(60C, 20초)를 1주기로 하여, 40번이 반복되었다. 본 실험에서는 bio-rad사의 CFX 96(허가번호 수인 10-205호)가 이용되었다.
이후, 위의 제1 튜브에 대한 해리 곡선을 검출한 후, 도 43에 도시된 바와 같이 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프를 획득하였다.
온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서 제2 핵산 복합체 페어(10)의 해리피크값과 관련하여, 12.5C에서 극소값이 확인되었다. 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서 제3 태그부(200) 및 제4 태그부(200)의 해리피크값과 관련하여, 12.5C에서 극소값이 확인되었다. 이로써, 제2 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 타겟 핵산이 단위셀(UC) 내부에 존재한다는 것을 확인할 수 있다.
온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서 제3 핵산 복합체 페어(10)의 해리피크값과 관련하여, 25.5C에서 극소값이 확인되었다. 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서 제5 태그부(200) 및 제6 태그부(200)의 해리피크값과 관련하여, 25.5C에서 극소값이 확인되었다. 이로써, 제3 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 타겟 핵산이 단위셀(UC) 내부에 존재한다는 것을 확인할 수 있다.
온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서 제4 핵산 복합체 페어(10)의 해리피크값과 관련하여, 35.5C에서 극소값이 확인되었다. 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서 제7 태그부(200) 및 제8 태그부(200)의 해리피크값과 관련하여, 35.5C에서 극소값이 확인되었다. 이로써, 제4 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 타겟 핵산이 단위셀(UC) 내부에 존재한다는 것을 확인할 수 있다.
온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서 제1 핵산 복합체 페어(10)의 해리피크값과 관련하여, 48.5C에서 극소값이 확인되었다. 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 해리피크값과 관련하여, 48.5C에서 극소값이 확인되었다. 이로써, 제1 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 타겟 핵산이 단위셀(UC) 내부에 존재한다는 것을 확인할 수 있다.
결과적으로, 본 출원의 일 실시예에 따르면 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프를 획득하여, 특정 온도에서 해리피크값이 검출되는지 여부를 확인함으로써 단위셀(UC)내의 타겟 핵산의 유무를 확인할 수 있다.
2.5 제7 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)의 활용
도 44 및 45는 본 출원의 제7 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)의 활용을 설명하기 위한 도면이다.
제 44를 참조하면, 핵산 복합체 페어(10)는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함할 수 있다.
제1 핵산 복합체(110)는 적어도 제1 결정부(111), 제1 태그부(112) 및 제1 라벨부(113) 를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 핵산 복합체(110)는 제1 결정부(111), 제1 태그부(112), 제1 라벨부(113) 및 제1 연결부(114)를 포함할 수 있다.
제2 핵산 복합체(120)는 적어도 제2 결정부(121), 제2 태그부(122) 및 제2 라벨부(123) 를 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 핵산 복합체(120)는 제2 결정부(121), 제2 태그부(122), 제2 라벨부(123) 및 제2 연결부(124)를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는 서로 상보적으로 결합할 수 있다. 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는 서로 상보적으로 결합하는 영역을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 물리적인 길이는 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 태그부(112)의 염기 서열은 제2 태그부(122)에 상보적으로 결합하는 염기 서열만을 포함할 수 있다. 제2 태그부(122)의 염기 서열은 제1 태그부(112)에 상보적으로 결합하는 염기 서열만을 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 제1 태그부(112)가 AAAAAAAA(서열번호 1)의 염기 서열을 갖도록 구성된 경우, 제2 태그부(122)는 TTTTTTTT(서열번호 3)의 염기 서열을 갖도록 구성될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 물리적인 길이는 상이할 수 있다.
예를 들어, 제1 태그부(112)는 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하는 영역을 포함하고, 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하지 않는 영역을 포함할 수 있다. 제2 태그부(122)의 염기 서열은 제1 태그부(112)와 상보적으로 결합하는 염기 서열만을 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 제1 태그부(112)가 AAAAAAAA(서열번호 1)의 염기 서열을 갖도록 구성된 경우, 제2 태그부(122)는 5`-TTTTTT-3`의 염기 서열을 갖도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 제1 태그부(112)는 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하는 영역을 포함하고, 제2 태그부(122)와 상보적으로 결합하지 않는 영역을 포함할 수 있다. 제2 태그부(122)는 제1 태그부(112)와 상보적으로 결합하는 영역을 포함하고, 제1 태그부(112)와 상보적으로 결합하지 않는 영역을 포함할 수 있다. 제1 태그부(112)는 제2 태그부(122)와 물리적인 길이가 상이할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 제1 태그부(112)가 AAAAAAAA(서열번호 1)의 염기 서열을 갖도록 구성된 경우, 제2 태그부(122)는 5`-TTTTTG-3`의 염기 서열을 갖도록 구성될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 타겟 핵산의 검출에 있어서, 적어도 제1 핵산 복합체 페어(10) 및 제2 핵산 복합체 페어(10)가 이용될 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 핵산 복합체 페어(10)는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함할 수 있다. 제2 핵산 복합체 페어(10)는 제3 핵산 복합체(110) 및 제4 핵산 복합체(120)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)의 제1 태그부(112) 및 제3 태그부(112)의 염기 서열은 동일할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)에 있어서, 제1 태그부(112) 및 제3 태그부(112)의 염기 서열이 동일하다고 하더라도, 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열과 상기 제2 태그부(122)의 염기 서열 사이의 상보적 결합에 따른 결합유지력은, 상기 제3 태그부(121)의 염기 서열과 상기 제4 태그부(122)의 염기 서열 사이의 상보적 결합에 따른 결합유지력과 상이할 수 있다.
일 예로, 제1 태그부(112) 및 제3 태그부(112)의 염기 서열이 동일하다고 하더라도, 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열에 상보적으로 결합하는 상기 제2 태그부(122)의 염기 서열의 길이는, 상기 제3 태그부(112)의 염기 서열에 상보적으로 결합하는 상기 제4 태그부(122)의 염기 서열의 길이에 비해 짧을 수 있다(도 44(a), (b) 참조).
상기 제1 태그부(112)의 염기 서열에 상보적으로 결합하는 상기 제2 태그부(122)의 염기 서열의 길이가, 상기 제3 태그부(112)의 염기 서열에 상보적으로 결합하는 상기 제4 태그부(122)의 염기 서열의 길이에 비해 짧은 경우, 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열과 상기 제2 태그부(122)의 염기 서열 사이의 상보적 결합에 따른 결합유지력은, 상기 제3 태그부(112)의 염기 서열과 상기 제4 태그부(122)의 염기 서열 사이의 상보적 결합에 따른 결합유지력에 비해 작을 수 있다.
다른 예로, 제1 태그부(112) 및 제3 태그부(112)의 염기 서열이 동일하다고 하더라도, 상기 제1 태그부(112)에의 제2 태그부(122)의 상보적 결합 위치는, 상기 제3 태그부(112)에의 제4 태그부(122)의 상보적 결합 위치와 상이할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 제1 태그부(112)에의 제2 태그부(122)의 상보적 결합 위치는, 상기 제3 태그부(112)에의 제4 태그부(122)의 상보적 결합 위치와 일부는 중첩되고, 일부는 중첩되지 않을 수 있다. 다른 구체적인 예를 들어, 상기 제1 태그부(112)에의 제2 태그부(122)의 상보적 결합 위치는, 상기 제3 태그부(112)에의 제4 태그부(122)의 상보적 결합 위치와 모두 중첩되지 않을 수 있다.
상기 제1 태그부(112)에의 제2 태그부(122)의 상보적 결합 위치에의 염기 서열 구성 및 상기 제3 태그부(112)에의 제4 태그부(122)의 상보적 결합 위치에의 염기 서열 구성에 따라, 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열과 상기 제2 태그부(122)의 염기 서열사이의 상보적 결합에 따른 결합유지력은, 상기 제3 태그부(112)의 염기 서열과 상기 제4 태그부(122)의 염기 서열 사이의 상보적 결합에 따른 결합유지력과 상이할 수 있다.
제1 태그부(112)(또는, 제3 태그부(112)) 및 제2 태그부(122)(또는, 제4 태그부(122))의 결합 방법과 관련된 구체적인 기재(예를 들어, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)의 길이가 다른 경우 핵산 복합체 페어(10)의 동작 및 제1 태그부(112)에의 제2 태그부(122)의 상보적 결합 위치에 대한 구체적인 기재)는 위의 목차 2.2 태그부(200)에서 설명한 바 있어, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 제1 태그부(112)(또는, 제3 태그부(112)) 및 제2 태그부(122)(또는, 제4 태그부(122))의 상보적 결합에 관여하는 염기 서열의 종류, 개수, 물질 특성 등에 따른 결합유지력의 변화는 위의 목차 2.1 결합유지력에서 구체적으로 설명한 바 있어, 마찬가지로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
기 설명한 바와 같이, 제1 태그부(112) 및 제3 태그부(112)가 공통되는 경우에도, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합유지력 및 제3 태그부(112) 및 제4 태그부(122) 사이의 결합유지력은 상이할 수 있다.
일 구체적인 예를 들어, 제1 태그부(112) 및 제3 태그부(112)가 공통되는 경우에도, 제1 태그부(112)와 결합하는 제2 태그부(122)의 길이 및 제3 태그부(112)와 결합하는 제4 태그부(122)의 길이가 상이하도록 설계하는 경우, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 결합유지력 및 제3 태그부(112) 및 제4 태그부(122) 사이의 결합유지력은 상이할 수 있다.
제1 태그부(112) 및 제3 태그부(112)가 공통되고, 제1 태그부(112)와 결합하는 제2 태그부(122)의 길이 및 제3 태그부(112)와 결합하는 제4 태그부(122)의 길이가 상이한 경우에도, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)는 상보적으로 결합하여 상기 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함하는 핵산 구조체의 2차 구조를 형성할 수 있다(도 45(a) 참조).
제1 태그부(112) 및 제3 태그부(112)가 공통되고, 제1 태그부(112)와 결합하는 제2 태그부(122)의 길이 및 제3 태그부(112)와 결합하는 제4 태그부(122)의 길이가 상이한 경우에도, 제3 태그부(112) 및 제4 태그부(122)는 상보적으로 결합하여 상기 제3 핵산 복합체(110) 및 제4 핵산 복합체(120)를 포함하는 핵산 구조체의 2차 구조를 형성할 수 있다(도 45(b) 참조).
제1 태그부(112) 및 제3 태그부(112)가 공통되고, 제1 태그부(112)와 결합하는 제2 태그부(122)의 길이 및 제3 태그부(112)와 결합하는 제4 태그부(122)의 길이가 상이한 경우에도, 제1 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력 및 제2 핵산 복합체 페어(10)의 결합유지력이 상이한 점에 기초하여, 온도에 따른 형광값 검출(및 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프를 분석)을 통해 제1 타겟 염기 서열 및 제2 타겟 염기 서열의 유무를 확인할 수 있고, 제3 타겟 염기 서열 및 제4 타겟 염기 서열의 유무를 확인할 수 있다.
이와 같이, 하나의 단위셀(UC)에서 복수의 종류의 핵산 복합체 페어(10)를 이용하여 복수 종류의 타겟 핵산을 검출하는 실시예에 있어서, 제1 태그부(112) 및 제3 태그부(112)가 공통된 염기 서열을 가지도록 구성되더라도, 제1 태그부(112)와 상보적으로 결합하는 제2 태그부(122) 및 제3 태그부(112)와 상보적으로 결합하는 제4 태그부(122)의 염기 서열을 달리 구성함으로써, 하나의 단위셀(UC)에서 복수 종류의 타겟 핵산의 검출이 가능하도록 할 수 있다.
이 때, 제1 핵산 복합체(110)의 제1 결정부(111)와 제3 핵산 복합체(110)의 제3 결정부(111)는 서로 다른 염기 서열을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 결정부(111)는 제1 질병과 관련된 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합하고, 제3 결정부(111)는 제2 질병과 관련된 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다.
또는, 제1 핵산 복합체(110)의 제1 결정부(111)와 제3 핵산 복합체(110)의 제3 결정부(111)는 동일한 염기 서열로 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1 결정부(111)에 대응되는 제1 타겟 염기 서열 및 제3 결정부(111)에 대응되는 제3 타겟 염기 서열은 동일할 수 있다. 제1 타겟 염기 서열 및 제3 타겟 염기 서열은 질병 특이적이지 않은 보존 부위(conserved region) 중 적어도 일부 영역에 대응되는 염기 서열일 수 있다. 이 때, 제2 결정부(121)는 제1 질병과 관련된 제2 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합하고, 제4 결정부(121)는 제2 질병과 관련된 제4 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다.
2.6 제8 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)의 활용
2.6.1. 핵산 복합체 페어(10) 및 프로브 복합체(600)를 활용한 타겟 핵산의 검출
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 PCR에서 이용하여 단위셀(UC) 내의 타겟 핵산의 유무를 확인하는 경우, 핵산 복합체 페어(10)는 타겟 핵산의 제1 타겟 염기 서열 및/또는 제2 타겟 염기 서열에 결합하게 된다.
따라서, PCR에서 증폭산물이 생성되는 영역(예를 들어, 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥, 증폭에 따라 생성된 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥과 동일한 염기 서열을 갖는 가닥, 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥, 증폭에 따라 생성된 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥과 동일한 염기 서열을 갖는 가닥) 중 제1 타겟 염기 서열 및/또는 제2 타겟 염기 서열을 제외한 나머지 영역에는 프로브 복합체(600)가 결합되는 영역(PR)이 존재할 수 있다.
다시 말해, 제1 타겟 염기 서열 및/또는 제2 타겟 염기 서열을 제외한 나머지 영역 중 적어도 일 영역에 프로브 복합체(600)가 결합되어, 프로브 복합체(600)와 관련된 타겟 핵산의 유무를 검출할 수 있다.
결과적으로, 제1 표지법(예, 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 타겟 핵산 검출 방법) 및 제2 표지법(예, 프로브 복합체(600)를 이용한 타겟 핵산 검출 방법)에 따른 타겟 핵산 검출 방법이 하나의 단위셀(UC)에서 동시에 진행될 수 있게 된다.
구체적인 예를 들어, 제2 표지법은 Taqman 방식, 분자비콘 방식, TOCE 방식, PNA 프로브 방식, scorpion 방식 또는 이들의 조합일 수 있다. 이는 구체적인 예시를 들어 설명한 것에 불과하고, 제2 표지법으로 활용될 수 있는 방식이 전술한 예들에 한정되는 것도 아니다.
본 출원에서 개시하는 표지법에 의하면, 종래 방식에 비하여 2-20배에 가까운 종류의 타겟 핵산을 하나의 단위셀(UC)(예, PCR 튜브)를 통해 확인할 수 있게 된다.
제1 표지법 및 제2 표지법을 이용한 샘플내 타겟 핵산의 검출을 수행하기 위해서는, 제1 표지법에 관련된 해리피크값 및 제2 표지법에 관련된 해리피크값이 중첩되지 않도록 설계하는 과정이 요구될 수 있다. 여기서, "해리피크값"이라 함은, 해리 곡선에 기초하여 온도에 대한 형광값의 음의 변화량이 도시된그래프에서, 극대점에 대응되는 온도값 또는 극소점에 대응되는 온도값을 의미할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제공된 단위셀(UC)에 대하여 광학 기기의 검출 가능 해리피크값이 T1, T2, T3, T4로 총4개인 경우, 제1 온도 구간에 포함되는 해리피크값은 제1 표지법에 할당하고 제2 온도 구간에 포함되는 해리피크값은 제2 표지법에 할당하는 형태로, 핵산 복합체 페어(10) 및 프로브 복합체(600)가 설계될 수 있다. 일 예로, T1, T2는 제1 표지법에 관련된 해리피크값으로 할당되고, T3, T4는 제2 표지법에 관련된 해리피크값으로 할당될 수 있다.
또는, 본 출원의 다른 실시예에 따르면, 제공된 단위셀(UC)에 대해서 광학 기기의 검출 가능 해리피크값이 T1, T2, T3, T4로 총4개인 경우, 몇몇 온도에 대응되는 해리피크값은 제1 표지법에 할당하고, 제1 표지법에 할당되지 않은 온도에 대응되는 해리피크값은 제2 표지법에 할당하는 형태로, 핵산 복합체 페어(10) 및 프로브 복합체(600)가 설계될 수 있다. 일 예로, T1, T3는 제1 표지법에 관련된 해리피크값으로 할당되고, T2, T4는 제2 표지법에 관련된 해리피크값으로 할당될 수 있다.
보다 구체적인 예를 들어, 단위셀(UC)에 대하여 광학 기기가 신호를 측정할 수 있는 최소온도가 35℃이고, 최고온도가 60℃이며, 상기 _T가 5℃인 경우, 하나의 형광 채널에 대하여 측정가능한 해리피크값은 35, 40, 45, 50, 55, 60℃로 최대 6개일 수 있다.
일 예로, 제1 표지법에 대응되는 해리피크값으로 35, 40, 45 ℃이 각각 할당되도록 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)가 설계되고, 제2 표지법에 대응되는 해리피크값으로 50, 55, 60℃이 각각 할당되도록 프로브 복합체(600)가 설계될 수 있다. 이러한 형태로 설계된 핵산 복합체 페어(10) 및 프로브 복합체(600)를 이용하면, 프로브 복합체(600)의 프로브 결합 영역(PR)에의 결합이 PCR단계에서 수행되어야 하는 경우, PCR에서의 어닐링 온도를 고려하여 프로브 복합체(600)와 관련된 해리피크값으로 상대적으로 높은 온도인 50, 55, 60℃를 각각 할당하고, 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 해리피크값으로 나머지 35, 40, 45℃을 각각 할당할 수 있다는 이점이 도출된다.
다른 예로, 제1 표지법에 대응되는 해리피크값으로 35, 45, 55℃이 각각 할당되도록 핵산 복합체 페어(10)가 설계되고, 제2 표지법에 대응되는 해리피크값으로 40, 50, 60℃이 각각 할당되도록 프로브 복합체(600)가 설계될 수 있다. 이러한 형태로 설계된 핵산 복합체 페어(10) 및 프로브 복합체(600)를 이용하면, 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10) 및 복수 종류의 프로브 복합체(600)를 설계함에 있어, 5℃의 해리피크값이 차이나도록 설계하는데에 어려움이 있는 경우, 해리피크값이 10℃ 차이나는 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10) 및 복수 종류의 프로브 복합체(600)를 이용함으로써 상대적으로 많은 온도 구간을 활용할 수 있다는 이점이 도출된다.
도 46은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10) 및 프로브 복합체(600)가 이용되는 타겟 핵산 검출을 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 프로브 복합체(600)가 결합하는 프로브 결합 영역(PR)을 포함하는 증폭산물이 생성되는 데에 관련된 프라이머로 핵산 복합체 페어(10)가 이용되는 경우(도 46(a) 참조), 핵산 복합체 페어(10) 및 프로브 복합체(600)를 이용하여 타겟 핵산 검출이 가능한 타겟 핵산 종류의 수는, 프로브 복합체(600)를 이용하여 검출이 가능한 타겟 핵산의 종류의 수(N1) * 핵산 복합체 페어(10)를 이용하여 검출이 가능한 타겟 핵산의 종류의 수(N2)일 수 있다.
보다 구체적인 예를 들어, 제1 표지법에 할당된 해리피크값의 온도가 40, 45, 50℃이고, 제2 표지법에 할당된 해리피크값의 온도가 55, 60, 65℃이며, 총 5개의 형광 파장대(또는 형광 물질)가 검출 가능한 경우, 프로브 복합체(600)가 결합하는 프로브 결합 영역(PR)을 포함하는 증폭산물이 생성되는데에 관련된 프라이머로 핵산 복합체 페어(10)가 이용되면, 핵산 복합체 페어(10)와 프로브 복합체(600)를 이용하여 검출 가능한 타겟 핵산의 종류는 3*5*3*5=225개일 수 있다.
[표 1]
Figure PCTKR2018008444-appb-I000017
Figure PCTKR2018008444-appb-I000018
Figure PCTKR2018008444-appb-I000019
Figure PCTKR2018008444-appb-I000020
Figure PCTKR2018008444-appb-I000021
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 프로브 복합체(600)가 결합하는 프로브 결합 영역(PR)을 포함하는 증폭산물을 생성하는 데 관여하는 프라이머가 핵산 복합체 페어(10)가 아닌 경우(도 46(b) 참조), 핵산 복합체 페어(10) 및 프로브 복합체(600)를 이용하여 검출이 가능한 타겟 핵산의 종류의 수는, 프로브 복합체(600)를 이용하여 검출이 가능한 타겟 핵산의 종류의 수(N1) + 핵산 복합체 페어(10)를 이용하여 검출이 가능한 타겟 핵산의 종류의 수(N2)일 수 있다.
보다 구체적인 예를 들어, 제1 표지법에 할당된 해리피크값의 온도가 40, 45, 50℃이고, 제2 표지법에 할당된 해리피크값의 온도가 55, 60, 65℃이며, 총 5개의 형광 파장대(또는 형광 물질)가 검출 가능한 경우, 프로브 복합체(600)가 결합하는 프로브 결합 영역(PR)을 포함하는 증폭산물을 생성하는 데 관여하는 프라이머가 핵산 복합체 페어(10)가 아니더라도, 핵산 복합체 페어(10)와 프로브 복합체(600)를 이용하여 타겟 핵산의 검출을 수행하면, 총 3*5+3*5=30개의 타겟 핵산의 검출이 가능할 수 있다.
[표 2]
Figure PCTKR2018008444-appb-I000022
지금까지, 단위셀(UC)내의 타겟 핵산의 유무를 검출하기 위해 단위셀(UC)에서 이용되는 핵산 복합체 페어(10) 및 프로브 복합체(600)의 설계 및 동작에 대해서 설명하였다.
이하에서는, 본 출원의 몇몇 실시예에 따르는 프로브 복합체(600) 및 핵산 복합체 페어(10) 를 이용한 타겟 핵산의 검출 방법에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
2.6.2 제1 실시예에 따른 프로브 복합체(610)
2.6.2.1 제1 실시예에 따른 프로브 복합체(610)의 구성
도 47은 본 출원의 일 실시예에 따른 프로브 복합체(610)를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따른 프로브 복합체(610)는 적어도 결정부(611), 제1 라벨부(612) 및 제2 라벨부(613)를 포함할 수 있다.
상기 결정부(611)는 핵산의 단위 분자 및/또는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 핵산의 단위 분자의 예시로는 위의 화학식 1 및 화학식2가 있을 수 있다. 핵산 유사체의 단위 분자의 예시로는 위의 화학식 3 내지 9가 있을 수 있다.
상기 제1 라벨부(612)는 에너지 공여체일 수 있다. 상기 제1 라벨부(612)는 에너지를 방출하는 분자일 수 있다. 에너지 공여체의 예시로는 FAM, JOE, TET,　HEX, VIC, Oregon Green®, TAMRA, ROX, Cyanine-3, Cyanine-3.5, Cyanine-5, Cyanine-5.5, 에쿼린(Aequorin) 또는 청색 형광 단백질(Cyan Fluorescent Protein, CFP)가 있을 수 있다.
상기 제2 라벨부(613)는 에너지 수용체일 수 있다. 상기 제2 라벨부(613)는 에너지를 수용하는 분자일 수 있다. 에너지 수용체의 예시로는 블랙홀 퀀처(Black Holes Quencher, BHQ), 녹색 형광 단백질(Green Fluorescent Protein,　GFP) 또는 노랑 형광 단백질(Yellow Fluorescent Protein, YFP)가 있을 수 있다.
상기 결정부(611)는 제1 라벨부(612) 및 제2 라벨부(613)에 연결되어 있을수 있다. 상기 결정부(611)의 일측에 제1 라벨부(612)가 연결되고, 상기 결정부(611)의 다른측에 제2 라벨부(613)가 연결될 수 있다. 상기 결정부(611) 및 상기 제1 라벨부(612)는 직접 연결되어 있을 수 있고, 또는, 특정 화합물을 통해 연결되어 있을 수 있다. 상기 결정부(611) 및 상기 제2 라벨부(613)는 직접 연결되어 있을 수 있고, 또는, 특정 화합물을 통해 연결되어 있을 수 있다.
상기 결정부(611)는 특정 염기 서열과 상보적으로 결합하는 영역을 포함할 수 있다. 상기 결정부(611)는 검출하고자 하는 타겟 핵산의 적어도 일부와 상보적으로 결합하는 영역을 포함할 수 있다. 상기 결정부(611)가 타겟 핵산의 적어도 일부와 상보적으로 결합하는 영역을 포함한다는 것의 의미는, 상기 결정부(611)의 적어도 일부 영역이 검출하고자 하는 타겟 핵산의 적어도 일부와 전기적, 화학적, 또는 물리적 성질 중 적어도 하나의 성질이 대응되어, 연관되는 것을 의미할 수 있다.
상기 결정부(611)는, 프로브 결합 영역(PR)에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 결정부(611)는 상기 프로브 결합 영역(PR)에 특이적으로 결합할 수 있다. 여기서, "프로브 결합 영역(PR)"이라 함은, 상기 결정부(611)와 상보적으로 결합할 수 있는 특정 염기 서열을 의미할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 결정부(611)와 상기 프로브 결합 영역(PR)과의 결합이 해리되는 온도에 기초하여 해리피크값이 결정될 수 있다. 결정부(611)와 프로브 결합 영역(PR)의 결합에 이용되는 염기의 종류, 염기의 서열, 염기의 수 등에 기초하여 결정부(611)와 프로브 결합 영역(PR)사이의 결합력이 결정될 수 있고, 따라서, 결정부(611)와 프로브 결합 영역(PR)의 결합에 이용되는 염기의 종류, 염기의 서열, 염기의 수 등에 기초하여 해리피크값이 결정될 수 있다.
상기 제1 라벨부(612) 및 제2 라벨부(613)는 연계된 작용을 수행하는 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 라벨부(612)는 에너지를 제공하는 영역을 포함할 수 있다. 제2 라벨부(613)는 에너지를 제공받는 영역을 포함할 수 있다.
제1 라벨부(612) 및 제2 라벨부(613)는 서로 이격된 거리에 따라 연계 작용의 수행 여부가 달라질 수 있다. 제1 라벨부(612) 및 제2 라벨부(613)가 연계 작용을 수행하는 경우, 제1 라벨부(612) 및 제2 라벨부(613)가 연계 작용을 수행하기 이전과 비교하여, 단위셀(UC)로부터 검출되는 광학적 특성이 변경될 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 라벨부(612) 및 제2 라벨부(613)가 연계 작용을 수행하는 경우, 제1 라벨부(612)로부터 방출되는 광이 제2 라벨부(613)에 의해 흡수될 수 있다. 다른 구체적인 예를 들어, 제1 라벨부(612) 및 제2 라벨부(613)가 연계 작용을 수행하는 경우, 제1 라벨부(612)로부터 방출되는 광이 제2 라벨부(613)에 의해 광의 파장대, 광의 세기 등이 변환될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 결정부(611)와 프로브 결합 영역(PR)간의 결합 여부에 기초하여, 제1 라벨부(612) 및 제2 라벨부(613) 간의 연계 작용 여부가 결정될 수 있다.
구체적으로, 프로브 복합체(610)의 결정부(611)가 프로브 결합 영역(PR)에결합되어 이중 가닥을 형성하고 있지 않은 경우, 프로브 복합체(610)의 자가응집(Self-aggregation)에 의해 제1 라벨부(612) 및 제2 라벨부(613) 사이의 거리가 인접해여 제1 라벨부(612) 및 제2 라벨부(613) 사이의 연계 작용이 수행될 수 있다.
프로브 복합체(610)가 프로브 결합 영역(PR)에 어닐링 되는 경우, 제1 라벨부(612) 및 제2 라벨부(613)는 적어도 결정부(611)의 길이만큼 이격될 수 있다. 그 결과, 제1 라벨부(612) 및 제2 라벨부(613) 사이의 연계 작용이 수행되지 않을 수 있다.
2.6.2.2 제1 실시예에 따른 프로브 복합체(610)의 동작
본 출원의 제1 실시예에 따른 프로브 복합체(610)는 PCR에서 이용되어 타겟 핵산을 검출하는데에 이용될 수 있다.
구체적으로, 제1 실시예에 따른 프로브 복합체(610)는 단위셀(UC)에 제공될 수있다. 단위셀(UC)에는 프로브 복합체(610) 및 중합 반응을 수행하는데 관여하는 중합 효소(예; 폴리머레이즈), 염기 조각(예; 디옥시뉴클레오타이드 삼인산(dNTP)), PCR에 관여하는 조효소(예; MgCl2, MgSO4), PCR에 최적 pH 및/또는 염농도를 제공하기 위해 완충용액(buffer) 중 적어도 하나가 더 포함될 수 있다.
단위셀(UC)의 온도를 조절하여, 단위셀(UC) 내의 용액에서는 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000) 및 중합 반응 단계(S4000)가 순차적으로 진행될 수 있다.
PCR이 완료된 단위셀(UC)에 대하여 안정화 단계(S5000) 및 해리 곡선 검출 단계(S6000)이 진행될 수 있다. 검출된 해리 곡선에 기초하여 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프가 획득될 수 있다. 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서는 해리피크값이 확인될 수 있다.
상기 해리피크값은, 프로브 복합체(610)의 결정부(611)가 프로브 결합 영역(PR)으로부터 해리되는 온도와 관련되어 있을 수 있다. 극단적으로, 해리피크값은 프로브 복합체(610)의 결정부(611)가 프로브 결합 영역(PR)으로부터 해리되는 온도에 대응될 수 있다.
복수 종류의 프로브 복합체(610)를 이용한 복수 종류의 타겟 핵산 검출에 있어서, 결정부(611)가 타겟하는 프로브 결합 영역(PR)의 염기 서열 및 결정부(611)와 프로브 결합 영역(PR)사이의 결합력을 조절하여 복수 종류의 프로브 복합체(610)가 상이한 해리피크값을 갖도록 설계할 수 있다.
해리 곡선 검출 단계(S6000)에서 획득한 그래프를 분석하여 확인한 해리피크값에 대응되는 프로브 복합체(610)의 종류를 확인하여, 샘플내에 존재하는 타겟 핵산의 종류를 확인할 수 있다. 타겟 핵산은, 프로브 결합 영역(PR)에 대응되는 서열일 수 있다. 타겟 핵산은, 프로브 결합 영역(PR)을 포함하는 특정 핵산일 수 있다.
정리하자면, 프로브 복합체(610)를 이용한 타겟 핵산 유무의 검출 방법에 있어서, 단위셀(UC)에 대한 온도에 따른 형광값을 검출하는 경우, 형광값이 감소하거나 증가하는 특정 온도가 확인될 수 있고, 그에 따라 타겟 핵산의 존재를 확인할 수 있다. 프로브 복합체(610)를 이용한 타겟 핵산 유무의 검출 방법에 있어서, 단위셀(UC)에 대한 온도에 따른 형광값에 기초하여, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율에 대한 그래프가 획득될 수 있고, 해리피크값의 존재에 기초하여 타겟 핵산의 존재를 확인할 수 있다.
본 출원의 제1 실시예에 따른 프로브 복합체(610)의 결정부(611)가 PNA의단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다. 따라서, 프로브 복합체(610)의 결정부(611)는 DNA 중합 효소(DNA polymerase)에 의해 분해되지 않을 수 있다. 이는, PNA가 DNA와 상이한 구조를 가지는 것에 기인한 것일 수 있다.
다만, 본 출원의 제1 실시예에 따른 프로브 복합체(610)의 결정부(611)가 DNA의 단위 분자의 중합체로 구성될 수 있다. 따라서, 프로브 복합체(610)의 결정부(611)는 DNA 중합 효소에 의해 분해될 수 있다.
이를 해결하기 위해, 본 출원의 일 실시예에 따른 프로브 복합체(610)는, DNA 중합효소가 프로브 복합체(610)의 결정부(611)를 절단하는 것을 저해하기 위한 효소가 결합되어 있는 상태일 수 있다. 또는, 본 출원의 일 실시예에 따른 프로브 복합체(610)를 이용한 PCR에 있어서, 특정 도메인의 활성이 결여된 DNA 중합 효소가 이용될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 핵산말단가수분해효소활성이 결여된 DNA 중합 효소를 이용하여 PCR이 진행되도록 하여, 프로브 복합체(610)의 결정부(611)가 절단되는 것을 방지할 수 있다.
2.6.2.3 제1 실시예에 따른 프로브 복합체(610) 및 핵산 복합체 페어(10)를 활용한 타겟 핵산의 검출 방법
본 출원의 일 실시예에 따른 프로브 복합체(610) 및 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 타겟 핵산의 검출을 위해서는, 단위셀(UC)에 대해, 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000), 중합 반응 단계(S4000), 안정화 단계(S5000) 및 해리 곡선 검출 단계(S6000)가 수행될 수 있다. 상기 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000) 및 중합 반응 단계(S4000)는 순차적으로 진행되는 것을 1주기로, 적어도 1주기 이상 반복 진행 될 수 있다.
단위셀(UC)에는, 적어도 하나의 종류의 핵산 복합체 페어(10) 및 적어도 하나의 종류의 프로브 복합체(610)가 제공될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따라 복수 종류의 프로브 복합체(610)가 단위셀(UC)에 제공되는 경우, 복수 종류의 프로브 복합체(610)는 각각의 프로브 복합체(610)의 결정부(611)와 프로브 결합 영역(PR)과의 결합력이 서로 상이하게 설계될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 복수 종류의 프로브 복합체(610)가 단위셀(UC)에 제공되는 경우, 복수 종류의 프로브 복합체(610)는 각각의 프로브 복합체(610)의 결정부(611)와 프로브 결합 영역(PR)과의 결합이 해리되는 온도가 서로 상이하게 설계될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따라 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)가 단위셀(UC)에 제공되는 경우, 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)는 제1 태그부 (112) 및 제2 태그부(122)간의 결합해리력이 서로 상이하게 설계될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)가 단위셀(UC)에 제공되는 경우, 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부 (122)의 상보적 결합에 따른 염기의 수, 염기의 종류, 단위핵산의 종류 등에 기초한 해리피크값이 서로 상이하게 설계될 수 있다.
단위셀(UC)에는, PCR에 이용되는 효소, 염기 조각, 조효소, 및/또는 완충 용액 등이 더 제공될 수 있다. 단위셀(UC)에 제공될 수 있는 PCR 용 키트는, 제1 실시예에 따른 프로브 복합체(610), 핵산 복합체 페어(10), PCR에 이용되는 효소, 염기 조각, 조효소 및 완충 용액 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
일 예로, 광학기기를 통해 측정할 수 있는 해리피크값이 총6개인 경우, PCR키트는 3개의 해리피크값이 각각 대응되는 세 종류의 제1 실시예에 따른 프로브 복합체(610) 및 3개의 해리피크값이 각각 대응되는 세 종류의 핵산 복합체 페어(10)를 포함할 수 있다.
PCR용 키트는 적어도 하나 이상의 물질(예; 일 종의 핵산 복합체 페어(10)가 포함된 컴포지션이 담긴 용기)이 포함된 컴포지션을 하나의 용기에 담아, 복수의 용기(예; 일 종의 핵산 복합체 페어(10)가 포함된 컴포지션이 담긴 용기 및 다른종의 핵산 복합체 페어(10)가 포함된 컴포지션이 담긴 용기)를 하나의 포장 용기에 담아 판매하는 형태로 구현될 수 있다. PCR용 키트는 적어도 하나 이상의 물질이 포함된 컴포지션의 형태로 하나의 용기에 담아 판매하는 형태로 구현될 수 있다. PCR용 키트는 적어도 하나 이상의 물질이 건조된 상태로 용기에 담아 판매하는 형태로 구현될 수 있다.
도 48 및 49는 본 출원의 일 실시예에 따른 프로브 복합체(610) 및 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 단위셀(UC)에 제공된 용액의 PCR을 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 프로브 복합체(610) 및 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 PCR을 진행함에 있어, 상기 PCR은 Asymmetric PCR 방식에 따라서 진행될 수 있다.
이하에서는, Asymmetric 방식에 따른 PCR에 대해서 설명한다. Asymmetric 방식에 따른 PCR에서는, 단위셀(UC)에 제2 핵산 복합체(120)에 비해 상대적으로 많은 비중의 제1 핵산 복합체(110)가 포함되어 있을 수 있다. 또는, Asymmetric 방식에 따른 PCR혼합 용액에서는, 단위셀(UC)에 제1 핵산 복합체(110)에 비해 상대적으로 많은 비중의 제2 핵산 복합체(120)가 포함되어 있을 수 있다.
열변성 단계(S2000)에서는, 단위셀(UC)의 온도를 조절하여, 이중 가닥의 DNA를 단일 가닥의 DNA로 분리될 수 있다. 열변성 단계(S2000)에서는, 제1 핵산 복합체(110)의 제1 결정부(111)에 대응되는 제1 타겟 염기 서열, 제2 핵산 복합체(120)의 제2 결정부(121)에 대응되는 제2 타겟 염기 서열, 및/또는 프로브 결합 영역(PR)을 포함하는 이중 가닥의 DNA가 2개의 단일 가닥 DNA로 분리될 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 단일 가닥으로 분리된 DNA 중 적어도 일부 영역에 제1 핵산 복합체(110), 제2 핵산 복합체(120) 및/또는 프로브 복합체(610)가 결합될 수 있다. 구체적으로, 제1 핵산 복합체(110)는 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합될 수 있다. 제2 핵산 복합체(120)는 제2 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합될 수 있다. 프로브 복합체(610)은 프로브 결합 영역(PR)에 상보적으로 결합될 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 제1 결정부(111)를 개시점으로 하여, 제1 결정부(111)가 결합한 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 대한 증폭산물이 생성될 수 있다. 중합 반응 단계(S4000)에서는, 제2 결정부(121)를 개시점으로 하여, 제2 결정부(121)가 결합한 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 대한 증폭산물이 생성될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따라, 제1 결정부(111) 또는 제2 결정부(121)가 프로브 복합체(610)와 관련된 프라이머로써 활용되는 경우에는, 중합 반응 단계(S4000)에서 프로브 결합 영역(PR)에 결합한 프로브 복합체(610)는, 상기 프로브 결합 영역(PR)으로부터 분리될 수 있다. 중합 반응 단계(S4000)에서 프로브 결합 영역(PR)에 결합한 프로브 복합체(610)는, 분해되지 않을 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 결정부(111) 또는 제2 결정부(121)가 프로브 복합체(610)와 관련된 프라이머로써 활용되는 경우에는, 제1 결정부(111) 또는 제2 결정부(121)를 개시점으로 하여, 제1 가닥 또는 제2 가닥에 대한 증폭 산물의 생성이 개시된 이후, 프로브 복합체(610)가 결합된 영역에 인접한 염기 서열에 대한 증폭 산물이 생성되는 시점에 프로브 복합체(610)가 프로브 결합 영역(PR)로부터 분리될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따라, 제1 결정부(111) 또는 제2 결정부(121)가 프로브 복합체(610)와 관련된 프라이머로써 활용되지 않는 경우에도, 프로브 결합 영역(PR)에 결합한 프로브 복합체(610)는, 중합 반응 단계(S4000)에서 상기 프로브 복합체(610)와 관련된 프라이머의 개시에 따른 프로브 결합 영역(PR)을 포함하는 핵산에 대한 증폭산물이 프로브 복합체(610)와 인접한 영역에서 생성되는 시점에, 상기 프로브 결합 영역(PR)으로부터 분리될 수 있다. 중합 반응 단계(S4000)에서 프로브 결합 영역(PR)에 결합한 프로브 복합체(610)는, 분해되지 않을 수 있다.
1주기의 PCR 이후 열변성 단계(S2000)에서는, 단위셀(UC)내의 이중 가닥의 DNA는 단일 가닥의 DNA로 분리될 수 있다. 이 때, 중합 반응 단계(S4000)에서 형성되었던 적어도 하나의 핵산 복합체(1)를 포함하는 이중 가닥의 DNA도 2개의 단일 가닥의 DNA로 분리될 수 있다.
1주기의 PCR 이후의 어닐링 단계(S3000)에서는, 단위셀(UC)의 단일 가닥 중 제1 타겟 염기 서열 및/또는 제2 타겟 염기 서열에 제1 핵산 복합체(110) 또는 제2 핵산 복합체(120)가 결합될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 제1 핵산 복합체(110)는 제2 핵산 복합체(120)가 포함된 단일 가닥의 DNA에 결합할 수 있다. 상기 제2 핵산 복합체(120)는 제1 핵산 복합체(110)가 포함된 단일 가닥의 DNA에 결합할 수 있다.
1주기의 PCR 이후의 중합 반응 단계(S4000)에서는, 제1 결정부(111)를 개시점으로 하여, 제2 결정부(121)를 포함하는 핵산에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다. 1주기의 PCR 이후의 중합 반응 단계(S4000)에서는, 제2 결정부(121)를 개시점으로 하여, 제1 결정부(111)를 포함하는 핵산에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따라, 제1 결정부(111) 또는 제2 결정부(121)가 프로브 복합체(610)와 관련된 프라이머로써 활용되는 경우에는, 중합 반응 단계(S4000)에서 프로브 결합 영역(PR)에 결합한 프로브 복합체(610)는, 상기 프로브 결합 영역(PR)으로부터 분리될 수 있다.
적어도 2주기의 PCR이 수행된 단위셀(UC)에 포함된 용액에는, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함하는 핵산 구조체, 제1 핵산 복합체(110)를 포함하는 핵산 구조체, 제2 핵산 복합체(120)를 포함하는 핵산 구조체, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함하지 않는 핵산 구조체가 유동하고 있을 수 있다.
또한, 적어도 2주기의 PCR이 수행된 단위셀(UC)에 포함된 용액에는, PCR이전에 제2 핵산 복합체(120)의 제공 농도가 제1 핵산 복합체(110)의 제공 농도와 달라(Asymmetric PCR 방식), 제1 핵산 복합체(110)를 포함하는 단일 가닥의 DNA 및/또는 제2 핵산 복합체(120)를 포함하는 단일 가닥의 DNA가 반응 후 단위셀(UC)에 남아있을 수 있다.
PCR이 종료된 후, 안정화하는 단계(S5000)이 수행될 수 있다. 안정화 단계(S5000)에서는, 남겨진 제1 핵산 복합체(110)를 포함하는 단일 가닥의 DNA 또는 남겨진 제2 핵산 복합체(120)를 포함하는 단일 가닥의 DNA 중 프로브 결합 영역(PR)를 포함하는 가닥에 프로브 복합체(610) 가 결합될 수 있다.
또한, 안정화 단계(S5000)에서는, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함하는 핵산 구조체의 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)간의 상보적 결합이 수행될 수 있다.
안정화 단계(S5000) 이후, 단위셀(UC)에 대한 해리 곡선 검출 단계(S6000)이 수행될 수 있다. 이 때, 단위셀(UC)에 대해 획득된 온도에 대한 형광값의 그래프에 기초하여, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프를 획득함으로써, 단위셀(UC)에 대한 해리피크값이 확인될 수 있다.
도 50을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따르면, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에는 T1 및 T2의 온도에서 극대점이 도시되어 있을 수 있다. 또는, 본 출원 일 실시예에 따르면, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율에는 T1 및 T2의 온도에서 극소점이 도시되어 있을 수 있다. 또는, 본 출원의 일 실시예에 따르면, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율에는 T1 의 온도에서 극대점이 도시되고, T2의 온도에서 극소점이 도시되어 있을 수 있다.
구체적인 예를 들어, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서 극소점이 도시된 T1은 핵산 복합체 페어(10)에 관련된 해리피크값일 수 있다(도 50(a) 참조). 이 때의 핵산 복합체 페어(10)는 신호소광방식의 연계 작용을 수행하도록 설계되어 있을 수 있다. 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서 극소점이 도시된 T2은 프로브 복합체(610) 에 관련된 해리피크값일 수 있다(도 50(b) 참조). 이 때의 복합체 프로브(610)는 신호발광방식의 연계 작용을 수행하도록 설계되어 있을 수 있다.
보다 구체적인 예를 들어, 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)와 관련하여 해리피크값이 40, 45 및 50℃로 할당되고, 총 5개의 형광 물질이 각각 표지된, 서로 다른 15 종류의 핵산 복합체 페어(10)를 설계하고, 복수 종류의 프로브 복합체(610)와 관련하여 해리피크값이 55, 60 및 65℃로 할당되고, 총 5개의 형광 물질이 각각 표지된, 서로 다른 15 종류의 프로브 복합체(610)를 설계하여, 이를 포함하는 단위셀(UC)에 대한 PCR을 진행할 수 있다.
이 때, 프로브 복합체(610)와 관련된 프라이머는 핵산 복합체 페어(10)인 경우, FAM에 대응되는 형광채널에서 45C이라는 해리 피크값 및 60C라는 해리 피크값이 검출된 경우에는, 단위셀(UC) 내에는 표1의 Target ID 101에 대응되는 타겟 핵산이 존재하는 것으로 확인할 수 있다.
이 때, 프로브 복합체(610)와 관련된 프라이머가 핵산 복합체 페어(10)가 아닌 경우, FAM에 대응되는 형광채널에서 45C이라는 해리 피크값 및 60C라는 해리 피크값이 검출된 경우에는, 단위셀(UC) 내에는 표1의 Target ID 1 에 대응되는 타겟 핵산 및 Target ID21에 대응되는 타겟 핵산이 존재하는 것으로 확인할 수 있다.
2.6.2.4 제1 실시예에 따른 프로브 복합체(610) 및 핵산 복합체 페어(10)에 대한 실험예 #5
본 출원의 일 실시예에 따르면, 프로브 복합체(610) 및 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 타겟 핵산의 유무를 확인할 수 있다.
도 51은 본 출원의 일 실시예에 따라 단위셀(UC)에 존재하는 적어도 4종의 타겟 핵산을 확인하는 실험에 따른 결과를 설명하기 위한 도면이다.
본 실험을 진행함에 있어서, PCR 플레이트의 튜브(또는 well)에 Tris-HCl(pH9.0), salt(KCl), MaCl2, dNTP mixture, protein stabilizer, PCR enhancer(macromolecules), fast hot-start Taq DNA Polymerase가 도입되었다.
상기 PCR플레이트의 제1 튜브에는 제1 핵산 복합체 페어(10), 프로브 복합체(610) 및 프로브 복합체(610)와 연관된 별도의 프라이머가 도입되었다.
제1 핵산 복합체 페어(10)는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)로 구성되었다. 제1 핵산 복합체(110)는 0.5pmol/Rxn만큼 도입되었고, 제2 핵산 복합체(120)는 8pmol/Rxn만큼 도입되었다.
제1 핵산 복합체(110)는, 제1 라벨부(113), 제1 태그부(112), 제1 연결부(114) 및 제1 결정부(111) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제1 라벨부(113)는 FAM이고, 제1 태그부(112)는 AAAAAAAAAA(서열번호 5), 제1 연결부(114)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제1 결정부(111)는 AGGTAAACGCTCCTCTGAA(서열번호 6)이었다.
제2 핵산 복합체(120)는, 제2 라벨부(123), 제2 태그부(122), 제2 연결부(124) 및 제2 결정부(121) 순으로 연결된 형태로 형성되었으며, 제2 라벨부(123)는 퀀처 분자(Iowa Black® FQ (Iowa Black® Quenchers)) 이고, 제2 태그부(122)는 TTTTTTTTTT(서열번호 7), 제2 연결부(124)는 Spacer 18(18-atom hexa-ethyleneglycol spacer)이며, 제2 결정부(121)는 GCGAGTTACGAAGACAAAA(서열번호 8)이었다.
프로브 복합체(610)는 제1 라벨부(612), 결정부(611), 제2 라벨부(613) 순으로 연결되었다. 프로브 복합체(610)는 2pmol/Rxn 만큼 도입되었다. 제1 라벨부(612)는 퀀처 분자(Iowa Black® FQ (Iowa Black® Quenchers))이고, 결정부(611)은 CACTCATATACAGC(서열번호 27) 이었으며, 제2 라벨부(613)은 FAM이었다.
프로브 복합체(610)와 연관된 포워드 프라이머 및 리버스 프라이머가 제공되었다. 포워드 프라이머는 0.5pmol/Rxn만큼 도입되었고, 리버스 프라이머는 8pmol/Rxn만큼 도입되었다.
프로브 복합체(610)와 관련된 포워드 프라이머는 AGCTCCTATTGCCAACGTA(서열번호 10)이고, 리버스 프라이머는 GTGTGGAGCATCTTGTAATC(서열번호 28)이었다.
핵산 복합체 페어(10), 프로브 복합체(610) 및 프로브 복합체(610)와 관련된 포워드 프라이머 및 리버스 프라이머가 도입된 튜브는 온도가 조절되어, 튜브내의 용액에 대한 PCR 반응이 진행되었다. 도 29에 도시된 바와 같이, 튜브의 온도를 95C로 10분정도 유지한 후, 열변성 단계(S2000)(95C, 10초), 어닐링 단계(S3000)(50C, 40초), 중합 반응 단계(S4000)(60C, 20초)를 1주기로 하여, 40번이 반복되었다. 본 실험에서는 bio-rad사의 CFX 96(허가번호 수인 10-205호)가 이용되었다.
이후, 위의 제1 튜브에 대한 해리 곡선을 검출한 후, 도 51에 도시된 바와 같이, 온도에 따른 형광값 그래프 및 온도-온도에 따른 형광량의 음의 변화율 그래프를 획득하였다.
온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서, 핵산 복합체 페어(10)의 해리피크값과 관련하여, 23.5C에서 극소값이 확인되었다. 이로써, 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 타겟 핵산이 단위셀(UC) 내부에 존재한다는 것을 확인할 수 있다.
온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서 프로브 복합체(610)의 해리피크값과 관련하여, 43.5C에서 극대값이 확인되었다. 이로써, 프로브 복합체(610)와 관련된 타겟 핵산이 단위셀(UC) 내부에 존재한다는 것을 확인할 수 있다.
결과적으로, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프를 획득하여, 특정 온도에서 해리피크값이 검출되는지 여부를 토대로 핵산 복합체 페어(10)의 타겟 핵산의 유무 및 프로브 복합체(610)의 타겟 핵산의 유무를 확인할 수 있다.
2.6.3 제2 실시예에 따른 프로브 복합체(620)
2.6.3.1 제2 실시예에 따른 프로브 복합체(620)의 구성
도 52는 본 출원의 제2 실시예에 따른 프로브 복합체(620)를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 제2 실시예에 따른 프로브 복합체(620)는 물리적으로 구분된 제1 프로브유사체 및 제2 프로브유사체로 구성될 수 있다.
제1 프로브유사체는 결정부(621) 및 제1 페어링부(622)를 포함할 수 있다. 제1 프로브유사체는 결정부(621)에 제1페어링부(622)가 연결되어 있는 형태로 구현될 수 있다. 제2 프로브유사체는 제2 페어링부(623), 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625)를 포함할 수 있다.
상기 결정부(621)는 핵산의 단위 분자 및/또는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 핵산의 단위 분자의 예시로는 위의 화학식 1 및 화학식2가 있을 수 있다. 핵산 유사체의 단위 분자의 예시로는 위의 화학식 3 내지 9가 있을 수 있다.
상기 제1 페어링부(622)는 핵산의 단위 분자 및/또는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 상기 제2 페어링부(623)는 핵산의 단위 분자 및/또는 핵산 유사체의 단위 분자를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 핵산의 단위 분자의 예시로는 위의 화학식 1 및 화학식2가 있을 수 있다. 핵산 유사체의 단위 분자의 예시로는 위의 화학식 3 내지 9가 있을 수 있다.
상기 제1 라벨부(624는 에너지 공여체일 수 있다. 상기 제1 라벨부(624)는 에너지를 방출하는 분자일 수 있다. 에너지 공여체의 예시로는 FAM, JOE, TET,　HEX, VIC, Oregon Green®, TAMRA, ROX, Cyanine-3, Cyanine-3.5, Cyanine-5, Cyanine-5.5, 에쿼린(Aequorin) 또는 청색 형광 단백질(Cyan Fluorescent Protein, CFP)가 있을 수 있다.
상기 제2 라벨부(625)는 에너지 수용체일 수 있다. 상기 제2 라벨부(625)는 에너지를 수용하는 분자일 수 있다. 에너지 수용체의 예시로는 블랙홀 퀀처(Black Holes Quencher, BHQ), 녹색 형광 단백질(Green Fluorescent Protein,　GFP) 또는 노랑 형광 단백질(Yellow Fluorescent Protein, YFP)가 있을 수 있다.
제1 프로브유사체는 결정부(621) 및 제1 페어링부(622)가 연결되어 있는 형태로 구현될 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 제1 프로브유사체는 결정부(621)에 제1 페어링부(622)가 결합되어 있는 형태로 구현될 수 있다.
제 2 프로브유사체는 제2 페어링부(623), 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625)가 연결되어 있는 형태로 구현될 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 제2 프로브유사체는 제2 페어링부(623)에 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625)가 결합되어 있는 형태로 구현될 수 있다.
상기 결정부(621)는 특정 염기 서열과 상보적으로 결합하는 영역을 포함할 수 있다. 상기 결정부(621)는 검출하고자 하는 타겟 핵산의 적어도 일부와 상보적으로 결합하는 영역을 포함할 수 있다. 상기 결정부(621)가 타겟 핵산의 적어도 일부와 상보적으로 결합하는 영역을 포함한다는 것의 의미는, 상기 결정부(621)의 적어도 일부 영역이 검출하고자 하는 타겟 핵산의 적어도 일부와 전기적, 화학적, 또는 물리적 성질 중 적어도 하나의 성질이 대응되어, 연관되는 것을 의미할 수 있다.
상기 결정부(621)는, 프로브 결합 영역(PR)에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 결정부(621)는 상기 프로브 결합 영역(PR)에 특이적으로 결합할 수 있다. 여기서, "프로브 결합 영역(PR)"이라 함은, 상기 결정부(621)와 상보적으로 결합할 수 있는 특정 염기 서열을 의미할 수 있다.
상기 제1 페어링부(622)는, 상기 프로브 결합 영역(PR)을 포함하는 타겟 핵산에 대한 증폭 산물이 생성되는 경우, 결정부(621)로부터 분리될 수 있다. 상기 제1 페어링부(622)는, 상기 프로브 결합 영역(PR)을 포함하는 타겟 핵산에 대한 증폭 산물의 생성이 개시되어, 프로브 결합 영역(PR)에 인접한 영역까지 증폭이 진행된 경우, 결정부(621)로부터 분리될 수 있다.
상기 제1 페어링부(622)는, DNA 중합 효소의 작용으로, 결정부(621)로부터 분리될 수 있다. 상기 제1 페어링부(622)는, DNA중합 효소의 작용으로, 결정부 (621)로부터 절단되어 분리될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 페어링부(622)의 결정부(621)로부터의 분리는 DNA 중합효소의 핵산말단가수분해효소의 활성에 의한 것일 수 있다.
상기 제1 페어링부(622)는 상기 제2 페어링부(623)와 상보적으로 결합할 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 프로브 복합체(620)는, 상기 제1 페어링부(622)와 제2 페어링부(623)가 서로 상보적으로 결합하도록 구현될 수 있다. 제1 페어링부(622)는 제2 페어링부(623)와 상보적인 염기 서열을 포함할 수 있다. 제2 페어링부(623)는 제1 페어링부(622)와 상보적인 염기 서열을 포함할 수 있다.
제1 페어링부(622)는 제2 페어링부(623)에 결합되어 프라이머로써의 기능을 수행할 수 있다. 제1 페어링부(622)는 제2 페어링부(623)에 결합되어 프라이머로써의 기능을 수행할 수 있다. 다시 말해, 제2 페어링부(623)의 적어도 일부 영역에 제1 페어링부(622)가 결합되는 경우, 제1 페어링부(622)를 개시점으로 하여, 제2 페어링부(623)에 상보적인 염기 서열을 갖도록 상기 제2 페어링부(623)의 3` 말단에 뉴클레오타이드가 연장될 수 있다.
상기 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625)는 연계된 작용을 수행하는 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 라벨부(625)는 에너지를 제공하는 영역을 포함할 수 있다. 제2 라벨부(625)는 에너지를 제공받는 영역을 포함할 수 있다.
제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625)는 서로 이격된 거리에 따라 연계 작용의 수행 여부가 달라질 수 있다. 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625)가 연계 작용을 수행하는 경우, 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625)가 연계 작용을 수행하기 이전과 비교하여, 광학 기기에 의해 검출되는 단위셀의 광학적 특성이 변경될 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625)가 연계 작용을 수행하는 경우, 제1 라벨부(624)로부터 방출되는 광이 제2 라벨부(625)에 의해 흡수될 수 있다. 다른 구체적인 예를 들어, 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625)가 연계 작용을 수행하는 경우, 제1 라벨부(624)로부터 방출되는 광이 제2 라벨부(625)에 의해 광의 파장대, 광의 세기 등이 변환될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625)는 자가응집(Self-aggregation)된 상태로, 연계 작용을 수행할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 제2 페어링부(623)에 제1 페어링부(622)가 상보적으로 결합하면, 상기 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625)간 거리가 이격되어, 연계 작용을 수행하지 않을 수 있다. 다시 말해, 제2 페어링부(623)에 제1 페어링부(622)가 상보적으로 결합하면, 제1 페어링부(622)가 결합하지 않은 일부 영역에는 뉴클레오타이드가 결합되어 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625)의 거리를 이격시킬 수 있다.
따라서, 제2 페어링부(623)에 제1 페어링부(622)가 상보적으로 결합하였는지, 결합한 후 중합 반응 단계(S4000)이 수행되었는지 여부에 따라 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625) 사이의 연계 작용 여부가 결정될 수 있다.
해리 곡선 검출 단계(S6000)에서는, 특정 온도에서 1) 제2 페어링부(623)와 2) 제2 페어링부(623)의 염기 서열 중 적어도 일부의 염기 서열에 대한 상보적인 서열 사이의 결합이 해리될 수 있다. 특정 온도에서 1) 제2 페어링부(623)와 2) 제1 페어링부(622)를 포함하는 단일 가닥 사이의 상보적 결합이 해리될 수 있다.
제2 페어링부(623)가 단일 가닥으로 열변성되는 특정 온도에서는, 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625)사이의 연계 작용이 수행될 수 있다. 제2 페어링부(623)가 단일 가닥으로 열변성되는 경우, 제2 페어링부(623)가 자가 응집되어 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625) 사이의 거리가 인접하여 질 수 있고, 그 결과, 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625)사이의 연계 작용이 개시될 수 있다.
2.6.3.2 제2 실시예에 따른 프로브 복합체(620)의 동작
본 출원의 제2 실시예에 따른 프로브 복합체(620)는 PCR에서 이용되어 타겟 핵산을 검출하는데에 이용될 수 있다.
구체적으로, 제2 실시예에 따른 프로브 복합체(620)는 단위셀(UC)에 제공될 수있다. 단위셀(UC)에는 프로브 복합체(620) 및 중합 반응을 수행하는데 관여하는 중합 효소(예; 폴리머레이즈), 염기 조각(예; 디옥시뉴클레오타이드 삼인산(dNTP)), PCR에 관여하는 조효소(예; MgCl2, MgSO4), PCR에 최적 pH 및/또는 염농도를 제공하기 위해 완충용액(buffer) 중 적어도 하나가 더 포함될 수 있다.
단위셀(UC)의 온도를 조절하여, 단위셀(UC) 내의 용액에서는 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000) 및 중합 반응 단계(S4000)가 순차적으로 진행될 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서 결정부(621) 및 제1 페어링부(622) 사이의 연결이 분리된 경우, 제1 페어링부(622)는 제2 페어링부(623)에 상보적으로 결합할 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서 제1 페어링부(622)를 개시점으로 하여, 제2 페어링부(623)의 적어도 일부 영역의 염기 서열에 상보적인 염기 서열을 갖도록 뉴클레오타이드가 연장될 수 있다.
PCR이 완료된 단위셀(UC)에 대하여 안정화 단계(S5000) 및 해리 곡선 검출 단계(S6000)이 진행될 수 있다. 검출된 해리 곡선에 기초하여 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프가 획득될 수 있다. 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서는 해리피크값이 확인될 수 있다.
상기 해리피크값은, 제2 페어링부(623)에 결합되어 있는 프로브(즉, 제1 페어링부(622)를 포함하는 DNA 가닥)가 제2 페어링부(623)로부터 해리되어 제2 페어링부(623)가 단일 가닥이 되는 온도와 관련되어 있을 수 있다. 극단적으로, 제2 페어링부(623)에 결합되어 있는 프로브(즉, 제1 페어링부(622)를 포함하는 DNA 가닥)가 제2 페어링부(623)로부터 해리되어 제2 페어링부(623)가 단일 가닥이 되는 온도에 대응될 수 있다.
복수 종류의 프로브 복합체(620)를 이용한 복수 종류의 타겟 핵산 검출에 있어서, 제2 페어링부(223)의 길이 및 염기 배열을 조절하여 복수 종류의 프로브 복합체(620)가 서로 상이한 해리피크값을 갖도록 설계될 수 있다.
해리 곡선 검출 단계(S6000)에서 획득한 그래프를 분석하여 확인한 해리피크값에 대응되는 프로브 복합체(620)의 종류를 확인하여, 샘플내에 존재하는 타겟 핵산의 종류를 확인할 수 있다. 타겟 핵산은, 프로브 결합 영역(PR)에 대응되는 서열일 수 있다. 타겟 핵산은, 프로브 결합 영역(PR)을 포함하는 서열일 수 있다.
정리하자면, 프로브 복합체(620)를 이용한 타겟 핵산 유무의 검출 방법에 있어서, 단위셀(UC)에 대한 온도에 따른 형광값을 검출하는 경우, 형광값이 감소하거나 증가하는 특정 온도가 확인될 수 있고, 그에 따라 타겟 핵산의 존재를 확인할 수 있다. 프로브 복합체(620)를 이용한 타겟 핵산 유무의 검출 방법에 있어서, 단위셀(UC)에 대한 온도에 따른 형광값에 기초하여, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율에 대한 그래프가 획득될 수 있고, 해리피크값의 존재에 기초하여 타겟 핵산의 존재를 확인할 수 있다.
2.6.3.3 제2 실시예에 따른 프로브 복합체(620) 및 핵산 복합체 페어(10)를 활용한 타겟 핵산의 검출 방법
본 출원의 일 실시예에 따른 프로브 복합체(620) 및 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 타겟 핵산의 검출을 위해서는, 단위셀(UC)에 대해, 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000), 중합 반응 단계(S4000), 안정화 단계(S5000) 및 해리 곡선 검출 단계(S6000)가 수행될 수 있다. 상기 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000) 및 중합 반응 단계(S4000)는 순차적으로 진행되는 것을 1주기로, 적어도 1주기 이상 반복 진행 될 수 있다.
단위셀(UC)에는, 적어도 하나의 종류의 핵산 복합체 페어(10) 및 적어도 하나의 종류의 프로브 복합체(620)가 제공될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따라 복수 종류의 프로브 복합체(620)가 단위셀(UC)에 제공되는 경우, 복수 종류의 프로브 복합체(620)는 각각의 프로브 복합체(620)의 제2 페어링부(623)와 제1 페어링부(622)를 포함하는 단일 가닥 간의 결합력이 서로 상이하게 설계될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 복수 종류의 프로브 복합체(620)가 단위셀(UC)에 제공되는 경우, 복수 종류의 프로브 복합체(620)는 각각의 프로브 복합체(620)의 제2 페어링부(623)와 제1 페어링부(622)를 포함하는 단일 가닥 간의 결합이 해리되는 온도가 서로 상이하게 설계될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따라 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)가 단위셀(UC)에 제공되는 경우, 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)는 제1 태그부 (112) 및 제2 태그부(122)간의 결합해리력이 서로 상이하게 설계될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)가 단위셀(UC)에 제공되는 경우, 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)는 제1 태그부(112) 및 제2 태그부 (122)의 상보적 결합에 따른 염기의 수, 염기의 종류, 단위핵산의 종류 등에 기초한 해리피크값이 서로 상이하게 설계될 수 있다.
단위셀(UC)에는, PCR에 이용되는 효소, 염기 조각, 조효소, 및/또는 완충 용액 등이 더 제공될 수 있다. 단위셀(UC)에 제공될 수 있는 PCR 용 키트는, 제1 실시예에 따른 프로브 복합체(620), 핵산 복합체 페어(10), PCR에 이용되는 효소, 염기 조각, 조효소 및 완충 용액 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르는 PCR 용 키트는, 제1 실시예에 따른 프로브 복합체(610), 제2 실시예에 따른 프로브 복합체(620), 핵산 복합체 페어(10), PCR에 이용되는 효소, 염기 조각, 조효소 및 완충 용액 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
일 예로, 광학기기를 통해 측정할 수 있는 해리피크값이 총6개인 경우, PCR키트는 2개의 해리피크값이 각각 대응되는 두 종류의 제1 실시예에 따른 프로브 복합체(610), 2개의 해리피크값이 각각 대응되는 두 종류의 제2 실시예에 따른 프로브 복합체(620), 2개의 해리피크값이 각각 대응되는 두 종류의 핵산 복합체 페어(10)를 포함할 수 있다.
PCR용 키트는 적어도 하나 이상의 물질(예; 일 종의 핵산 복합체 페어(10)가 포함된 컴포지션이 담긴 용기)이 포함된 컴포지션을 하나의 용기에 담아, 복수의 용기(예; 일 종의 핵산 복합체 페어(10)가 포함된 컴포지션이 담긴 용기 및 다른종의 핵산 복합체 페어(10)가 포함된 컴포지션이 담긴 용기)를 하나의 포장 용기에 담아 판매하는 형태로 구현될 수 있다. PCR용 키트는 적어도 하나 이상의 물질이 포함된 컴포지션의 형태로 하나의 용기에 담아 판매하는 형태로 구현될 수 있다. PCR용 키트는 적어도 하나 이상의 물질이 건조된 상태로 용기에 담아 판매하는 형태로 구현될 수 있다.
도 53 및 54는 본 출원의 일 실시예에 따른 프로브 복합체(620) 및 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 단위셀(UC)에 제공된 용액의 PCR을 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 프로브 복합체(620) 및 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 PCR을 진행함에 있어, 상기 PCR은 Asymmetric PCR 방식 또는 Symmetric PCR 방식에 따라서 진행될 수 있다.
이하에서는, Symmetric 방식에 따른 PCR에 대해서 설명한다. Symmetric 방식에 따른 PCR 에서는, 단위셀(UC)에 제1 핵산 복합체(110)와 제2 핵산 복합체(120)가 거의 동일한 양으로 포함되어 있을 수 있다. Symmetric 방식에 따른 PCR 에는, 단위셀(UC)에 제1 핵산 복합체(110)와 제2 핵산 복합체(120)의 비율이 1:1일 수 있다.
열변성 단계(S2000)에서는, 단위셀(UC)의 온도를 조절하여, 이중 가닥의 DNA를 단일 가닥의 DNA로 분리될 수 있다. 열변성 단계(S2000)에서는, 제1 핵산 복합체(110)의 제1 결정부(111)에 대응되는 제1 타겟 염기 서열, 제2 핵산 복합체(120)의 제2 결정부(121)에 대응되는 제2 타겟 염기 서열, 및/또는 프로브 결합 영역(PR)을 포함하는 이중 가닥의 DNA가 2개의 단일 가닥 DNA로 분리될 수 있다.
어닐링 단계(S3000)에서는, 단일 가닥으로 분리된 DNA 중 적어도 일부 영역에 제1 핵산 복합체(110), 제2 핵산 복합체(120) 및/또는 제1 프로브유사체가 결합될 수 있다. 구체적으로, 제1 핵산 복합체(110)는 제1 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합될 수 있다. 제2 핵산 복합체(120)는 제2 타겟 염기 서열에 상보적으로 결합될 수 있다. 제1 프로브 유사체는 프로브 결합 영역(PR)에 상보적으로 결합될 수 있다.
중합 반응 단계(S4000)에서는, 제1 결정부(111)를 개시점으로 하여, 제1 결정부(111)가 결합한 제1 타겟 염기 서열을 포함하는 제1 가닥에 대한 증폭산물이 생성될 수 있다. 중합 반응 단계(S4000)에서는, 제2 결정부(121)를 개시점으로 하여, 제2 결정부(121)가 결합한 제2 타겟 염기 서열을 포함하는 제2 가닥에 대한 증폭산물이 생성될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따라, 제1 결정부(111) 또는 제2 결정부(121)가 프로브 복합체(620)와 관련된 프라이머로써 활용되는 경우에는, 제1프로브유사체 중 적어도 일부의 염기 서열은 프로브 결합 영역(PR)로부터 분리될 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 결정부(111) 또는 제2 결정부(121)가 프로브 복합체(620)와 관련된 프라이머로써 활용되는 경우에는, 제1 결정부(111) 또는 제2 결정부(121)를 개시점으로 하여, 제1 가닥 또는 제2 가닥에 대한 증폭 산물의 생성이 개시된 이후, 제1 프로브유사체가 결합된 영역에 인접한 염기 서열에 대한 증폭 산물이 생성되는 시점에 제1페어링부(622)는 결정부(621)로부터 분리될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따라, 제1 결정부(111) 또는 제2 결정부(121)가 프로브 복합체(620)와 관련된 프라이머로써 활용되지 않는 경우에도, 프로브 결합 영역(PR)에 결합한 프로브 복합체(620)는, 중합 반응 단계(S4000)에서 상기 프로브 복합체(620)와 관련된 프라이머의 개시에 따른 프로브 결합 영역(PR)을 포함하는 핵산에 대한 증폭산물이 프로브 복합체(620)와 인접한 영역에서 생성되는 시점에, 제1페어링부(622)는 결정부(621)로부터 분리될 수 있다.
1주기의 PCR 이후 열변성 단계(S2000)에서는, 단위셀(UC)내의 이중 가닥의 DNA는 단일 가닥의 DNA로 분리될 수 있다. 이 때, 중합 반응 단계(S4000)에서 형성되었던 적어도 하나의 핵산 복합체(1)를 포함하는 이중 가닥의 DNA도 2개의 단일 가닥의 DNA로 분리될 수 있다.
1주기의 PCR 이후 열변성 단계(S2000)에서는, 제1 페어링부(622)는 단위셀(UC) 내에서 유동할 수 있다. 1주기의 PCR 이후 열변성 단계(S2000)에서는, 결정부(621)로부터 분리된 제1 페어링부(622)는 단위셀(UC) 내에서 유동할 수 있다.
1주기의 PCR 이후의 어닐링 단계(S3000)에서는, 단위셀(UC)의 단일 가닥 중 제1 타겟 염기 서열 및/또는 제2 타겟 염기 서열에 제1 핵산 복합체(110) 또는 제2 핵산 복합체(120)가 결합될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 제1 핵산 복합체(110)는 제2 핵산 복합체(120)가 포함된 단일 가닥의 DNA에 결합할 수 있다. 상기 제2 핵산 복합체(120)는 제1 핵산 복합체(110)가 포함된 단일 가닥의 DNA에 결합할 수 있다.
1주기의 PCR 이후의 어닐링 단계(S3000)에서는, 제1 페어링부(622)는 단위셀(UC) 내의 프로브 복합체(620)의 제2 프로브유사체와 결합할 수 있다. 단위셀(UC)내에서 유동하던 제1 페어링부(622)는 프로브 복합체(620)의 제2 프로브유사체의 제2 페어링부(623)와 결합할 수 있다. 제1 페어링부(622)가 제2 페어링부(623)에 결합되면, 제1 페어링부(622)는 프라이머로써의 기능을 수행할 수 있다.
1주기의 PCR 이후의 중합 반응 단계(S4000)에서는, 제1 결정부(111)를 개시점으로 하여, 제2 결정부(121)를 포함하는 핵산에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다. 1주기의 PCR 이후의 중합 반응 단계(S4000)에서는, 제2 결정부(121)를 개시점으로 하여, 제1 결정부(111)를 포함하는 핵산에 대한 증폭 산물이 생성될 수 있다.
또한, 1주기의 PCR 이후의 중합 반응 단계(S4000)에서는, 제1 페어링부(622)을 개시점으로 하여, 제2 페어링부(623)의 염기 서열의 적어도 일부에 상보적인 염기 서열을 갖도록 뉴클레오타이드가 연장될 수 있다.
제2 페어링부(623)의 염기 서열의 적어도 일부에 상보적인 염기 서열을 갖도록 뉴클레오타이드가 연장되어, 상기 연장된 폴리 뉴클레오타이드는 상기 제2 페어링부(623)와 이중 가닥 구조체를 형성할 수 있다. 상기 제2 페어링부(623)가 이중 가닥 구조체가 되면, 제1 라벨부(624) 및 제2 라벨부(625) 사이의 연계 작용이 수행되지 않을 수 있다.
적어도 2주기의 PCR이 수행된 단위셀(UC)에 포함된 용액에는, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함하는 핵산 구조체, 제1 핵산 복합체(110)를 포함하는 핵산 구조체, 제2 핵산 복합체(120)를 포함하는 핵산 구조체, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함하지 않는 핵산 구조체가 유동하고 있을 수 있다.
PCR이 종료된 후, 안정화하는 단계(S5000)이 수행될 수 있다. 안정화 단계(S5000)에서는, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함하는 핵산 구조체의 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)간의 상보적 결합이 수행될 수 있다.
또한, 안정화하는 단계(S5000)에서는, 제2 페어링부(623)의 염기 서열의 적어도 일부에 상보적인 염기 서열을 갖도록 연장된 폴리 뉴클레오타이드와 제2 페어링부(623) 사이의 결합이 유도될 수 있다. 안정화하는 단계(S5000)에서는, 1) 제2 페어링부(623)의 염기 서열의 적어도 일부에 상보적인 염기 서열을 갖도록 연장된 폴리 뉴클레오타이드 및 제1 페어링부(622)와, 2) 제2 페어링부(623) 사이의 결합이 유도될 수 있다.
도 55를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따르면, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에는 T1 및 T2의 온도에서 극대점이 도시되어 있을 수 있다. 또는, 본 출원 일 실시예에 따르면, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율에는 T1 및 T2의 온도에서 극소점이 도시되어 있을 수 있다. 또는, 본 출원의 일 실시예에 따르면, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율에는 T1의 온도에서 극소점이 도시되고, T2의 온도에서 극대점이 도시되어 있을 수 있다.
구체적인 예를 들어, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서 극소점이 도시된 T1은 핵산 복합체 페어(10)에 관련된 해리피크값일 수 있다(도 50(a) 참조). 이 때의 핵산 복합체 페어(10)는 신호소광방식의 연계 작용을 수행하도록 설계되어 있을 수 있다. 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프에서 극소점이 도시된 T2은 프로브 복합체(620) 에 관련된 해리피크값일 수 있다(도 50(b) 참조). 이 때의 복합체 프로브(620)는 신호소광방식의 연계 작용을 수행하도록 설계되어 있을 수 있다.
3. 핵산 복합체 페어(10)의 활용 #3 - PCR clamping & tagging
3.1 핵산 복합체 페어(10)의 구성
본 출원의 일 실시예에 따르면, 핵산 복합체 페어(10)는 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 제1 핵산 복합체(110)는 적어도 제1 결정부(111) 및 제1 태그부(112)를 포함할 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 제1 핵산 복합체(110)는 제1 결정부(111), 제1 태그부(112), 제1 라벨부(113) 및 제1 연결부(114)를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 제2 핵산 복합체(120)는 적어도 제2 결정부(121) 및 제2 태그부(122)를 포함할 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 제2 핵산 복합체(120)는 제2 결정부(121), 제2 태그부(122), 제2 라벨부(123) 및 제2 연결부(124)를 포함할 수 있다.
상기 제1 결정부(111)는 PCR을 개시하는 포워드 프라이머(forward primer) 또는 리버스 프라이머(reverse primer)일 수 있다. 상기 제1 결정부(111)가 포워드 프라이머인 경우, 상기 제2 결정부(121)는 리버스 프라이머일 수 있다. 상기 제1 결정부(111)가 리버스 프라이머인 경우, 상기 제2 결정부(121)는 포워드 프라이머일 수 있다.
상기 제1 결정부(111) 및 제2 결정부(121)는 연관된 타겟 핵산과 반응할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 상기 제1 결정부(111)는 제1 질병과 관련된 타겟 핵산과 반응할 수 있고, 상기 제2 결정부(111)도 제1 질병과 관련된 타겟 핵산과 반응할 수 있다.
상기 제1 결정부(111) 및 상기 제2 결정부(121)의 구체적인 동작과 구성 물질 등에 대해서 위의 목차 1.1.1.3.2 프라이머에서 기재하였는바, 중복되는 내용은 기재하지 않기로 한다.
상기 제1 태그부(112) 는 핵산 및/또는 핵산 유사체를 포함하는 단일 가닥체일 수 있다. 상기 제1 태그부(112)는 PCR 클램핑용 프로브일 수 있다.
상기 제1 태그부(112)의 염기 서열은 상기 제1 결정부(111)의 염기 서열과 적어도 하나가 상이할 수 있다. 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열은 상기 제1 결정부(111)의 염기 서열 중 일부의 염기 서열이 치환되거나, 생략되도록 설계될 수 있다. 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열은 상기 제2 결정부(121)의 염기 서열과 적어도 하나가 상이할 수 있다. 상기 제1 태그부(112)의 염기 서열은 상기 제2 결정부(121)의 염기 서열 중 일부의 염기 서열이 치환되거나, 생략되도록 설계될 수 있다.
이에 대한 구체적인 설명은 위의 목차 1.1.2.3.2 PCR 클램핑용 프로브에서 기재하였는바, 중복 내용은 기재하지 않기로 한다.
상기 제1 태그부(112)는 상기 제1 결정부(111)의 제1 타겟 염기 서열과 유사 염기 서열 또는 제2 결정부(121)의 제2 타겟 염기 서열과 유사 염기 서열과 반응할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 태그부(112)는 상기 제1 결정부(111)의 제1 타겟 염기 서열의 유사 염기 서열에 대한 PCR 클램핑용 프로브로 이용될 수 있다. 다른 예로, 상기 제1 태그부(112)는 상기 제2 결정부(121)의 제2 타겟 염기 서열의 유사 염기 서열에 대한 PCR 클램핑용 프로브로 이용될 수 있다.
상기 제2 태그부(121)는 상기 제1 태그부(111)와 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 제2 태그부(121)는 상기 제1 태그부(111)와 상보적으로 결합하여, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123)사이의 거리가 인접해지도록 할 수 있다.
상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123)는 연계 작용을 수행할 수 있다. 상기 제1 태그부(112) 및 상기 제2 태그부(122)의 결합 여부에 기초하여, 상기 제1 라벨부(113) 및 상기 제2 라벨부(123)는 연계 작용을 수행할 수 있다.
상기 연결부(400)는 소정의 길이를 가지는 화합물일 수 있다. 상기 연결부(400)는 상기 연결부(400)는 PCR용 블로커일 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 위의 목차 3.1.1.3.1 PCR용 블로커(blocker) 에서 기재하였는바, 중복 내용은 기재하지 않기로 한다.
3.1 핵산 복합체 페어(10)의 동작
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 PCR에 이용하여, 단위셀(UC)내에 핵산 복합체 페어(10)와 관련된 타겟 핵산이 있는지 여부를 확인할 수 있다.
구체적으로, 적어도 2주기 이상의 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000) 및 중합 반응 단계(S4000)이 수행되면, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 핵산 구조체가 형성될 수 있다.
이후, 안정화 단계(S5000)가 수행되면, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 핵산 구조체가 2차 구조를 형성할 수 있다. 핵산 복합체 페어(10)의 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합이 형성되면, 제1 라벨부(113) 및 제2 라벨부(123) 사이의 연계 작용이 수행될 수 있다.
이후, 해리 곡선 검출 단계(S6000)에서 단위셀(UC)의 온도를 변화시키면서 단위셀(UC)의 형광값을 검출하고, 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프를 획득하면, 핵산 복합체 페어(10)의 해리피크값에 대응되는 온도에서 극대점 또는 극소점이 확인될 수 있다. 해리피크값에 대응되는 온도에서 극대점 또는 극소점이 확인되었는지 여부에 따라 단위셀(UC)내의 핵산 복합페 페어(10)와 연관된 타겟 핵산이 있는지 여부가 확인될 수 있다.
이와 관련하여서는, 1.3.2 타겟 검출을 위한 핵산 복합체 페어(10)의 동작에 개시되어 있는 PCR 방법 및 2.3 핵산 복합체 페어(10)의 동작에 개시되어 있는 multiplex PCR 방법 등에 따른 타겟 핵산의 유무의 검출이 수행될 수 있다.
이와 동시에, 상기 어닐링 단계(S3000)에서는 제1 태그부(112)가 상기 제1 결정부(111) 또는 상기 제2 결정부(121)의 유사 염기 서열에 상보적으로 결합할 수 있다. 상기 제1 태그부(112)가 상기 제1 결정부(111) 또는 상기 제2 결정부(121)의 유사 염기 서열에 상보적으로 결합되는 경우, 상기 제1 결정부(111) 또는 상기 제2 결정부(121)가 상기 유사 염기 서열에 미스매치되어 비특이적으로 결합되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 중합 반응 단계(S4000)에서는 제1 결정부(111) 또는 상기 제2 결정부(121)의 유사 염기 서열에 상보적으로 결합된 제1 태그부(112)는 상기 유사 염기 서열의 증폭을 방지할 수 있다. 일 구체적인 예를 들어, 제1 태그부(112)가 상기 유사 염기 서열에 상보적으로 결합하고, 상기 제1 태그부(112)와 연결된 제1 연결부(114)가 상기 제1 태그부의 3` 말단에의 뉴클레오타이드의 연장을 방지하여, 상기 유사 염기 서열을 포함하는 핵산에 대한 증폭 산물의 생성이 방지될 수 있다.
이와 관련하여서는, 위의 목차 1.2.2 핵산 복합체(1)의 동작에서 자세하게 살펴본 바 있어 중복되는 기재는 생략하기로 한다.
이로써, 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 활용하면, 단위셀(UC)내에 유사 염기 서열을 포함하는 핵산의 증폭은 방지하면서, 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산의 증폭 산물을 형성하고, 시료에 타겟 염기 서열을 포함하는 핵산이 존재 하는지 여부에 대한 확인을 수행할 수 있다.
따라서, 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 활용하면, 보다 민감도 높은 타겟 핵산의 검출이 가능해질 수 있다.
4. 핵산 복합체 페어(10)의 활용 #4 - digital PCR
4.1 Digital PCR 일반
본 출원의 일 실시예에 따르면, 핵산 복합체 페어(10)는 디지털 PCR에서 이용될 수 있다. 상기 디지털 PCR을 수행하는 경우, 일반적인 PCR에서 PCR이 수행되는 단위셀(UC)(예, 튜브)에 포함된 용액을 수백~수만개로 나눠 각각의 단위셀(UC)에서 PCR을 수행함으로써, 보다 민감도 및 정확도가 향상된 진단이 가능하다는 이점을 도출할 수 있다.
4.2 Primer pair를 제공하기 위한 핵산 복합체 페어(10)의 활용
도 56은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 디지털 PCR에 이용하는 경우의 시료의 준비 단계를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 용액을 디지털 PCR에 적합하도록 분배하는 형태로, 단위셀(UC)을 형성하는 단계(S1500)가 수행될 수 있다.
다만, 핵산 복합체 페어(10)가 포함된 용액을 사후적으로 디지털 PCR에 적합한 단위셀(UC)로 분배함에 따라, 제1 핵산 복합체(110) 및 제2 핵산 복합체(120)가 각 단위셀(UC)에 균질하게 분배되지 않는 문제가 생길 수 있다.
구체적으로, 제1 단위셀(UC)에 제1 핵산 복합체(110)가 제2 핵산 복합체(120)에 비해 많이 분배되거나, 제2 단위셀(UC)에 제2 핵산 복합체(120)가 제1 핵산 복합체(110)에 비해 많이 분배되거나, 제3 단위셀(UC)에 제1 핵산 복합체(110) 또는 제2 핵산 복합체(120)가 아예 분배되지 않는 경우가 발생할 수 있다. 이 때, PCR을 수행하기 위한 프라이머등과 같은 시료는 이미 이용되어 소모되거나 재사용이 불가능한데에 반해 정확한 타겟 핵산의 유무 확인이 수행되지 않는 문제가 생길 수 있다.
이를 해결하기 위해, 디지털 PCR을 위한 단위셀(UC)을 형성하기 이전에, 핵산 복합체 페어(10)의 페어링 단계(S1000)을 수행할 수 있다. 다시 말해, 디지털 PCR을 수행함에 있어서, 핵산 복합체 페어(10)의 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합이 유도될 수 있다.
페어링 단계(S1000)에서는 튜브에 수용된 용액의 온도를 조절하여, 핵산 복합체 페어(10)의 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122) 사이의 상보적 결합이 유도될 수 있다. 상기 페어링 단계(S1000)에서의 용액의 온도는 적어도 40도 미만일 수 있다. 페어링 단계(S1000)의 구체적인 설명에 대해서는 위의 목차 1.1 Primer Pair를 제공하기 위한 핵산 복합체 페어(10)의 활용에서 개시한 바 있어, 중복되는 기재는 생략하기로 한다.
구체적인 일 실시예를 개시하면, 제1 핵산 복합체(110)는 적어도 포워드 프라이머 및 제1 페어링부(112)를 포함할 수 있고, 제2 핵산 복합체(120)는 적어도 리버스 프라이머 및 제2 페어링부(122)를 포함할 수 있다.
핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 용액은 단위셀(UC)이 형성(S1500)되기 이전에 제1 태그부(112) 및 제2 페어링부(122) 사이의 상보적 결합이 유도되는 페어링 단계(S1000)가 수행될 수 있다.
그 결과, 일 단위셀(UC)에 포워드 프라이머 또는 리버스 프라이머 중 일측의 비율이 상대적으로 높게 분배되는 것을 방지할 수 있다. 궁극적으로, 제1 태그부(112) 및 제2 태그부(122)가 상보적으로 결합하여 페어를 이룬 핵산 복합체 페어(10)를 단위셀(UC)에 분배하는 경우, 단위셀(UC)당 포워드 프라이머 및 버스 프라이머의 비율이 1:1이 되도록 분배하는 것이 가능해질 수 있다.
4.3 타겟 핵산의 검출을 위한 핵산 복합체 페어(10)의 활용
4.3.1 핵산 복합체 페어(10)의 구조
디지털 PCR에 이용되는 적어도 하나의 종류의 핵산 복합체 페어(10)는, 전술한 일반적인 PCR에 이용되는 적어도 하나의 종류의 핵산 복합체 페어(10)와 유사할 수 있다. 다시 말해, 디지털 PCR에서는 본 출원에 의해 개시되는 몇몇 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)가 이용될 수 있다.
본 명세서에서는 몇몇 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)의 구성, 물질, 예시, 동작 등에 대해서 이미 구체적으로 개시한 바 있다. 따라서, 디지털 PCR에서 이미 개시한 핵산 복합체 페어(10) 가 이용될 수 있음을 명확히 밝히고, 중복되는 기재는 생략하기로 한다.
또한, 디지털 PCR에서 핵산 복합체 페어(10)가 이용되는 경우 변경되는 구성이나 동작 및/또는 다른 실시예가 있는 경우, 해당 실시예에서 변경되는 구성이나 동작에 대해서 구체적으로 개시하기로 한다.
4.3.2 핵산 복합체 페어(10)의 동작
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 디지털 PCR에서 이용하여 단위셀(UC) 내의 타겟 핵산의 유무를 확인 하는 경우, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 용액을 이용하여 단위셀(UC)을 형성하는 단계(S1500)가 PCR이전에 수행될 수 있다.
도 57은 본 출원의 일 실시예에 따른 디지털 PCR에서의 단위셀(UC)을 설명하기 위한 도면이다.
핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 용액을 이용하여 단위셀(UC)을 형성하는 구체적인 실시 태양은, 디지털 PCR을 수행하는 방식이 웰(well)방식인지 또는 드롭렛(droplet) 방식인지 여부에 따라서 달라질 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 디지털 PCR을 수행함에 있어, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 용액은 다수의 웰(well)이 형성된 플레이트에 분배되는 형태로, 단위셀(UC)을 형성할 수 있다(도 57(a) 참조). 상기 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 용액에는 중합 반응을 수행하는데 관여하는 중합 효소(예; 폴리머레이즈), 염기 조각(예; 디옥시뉴클레오타이드 삼인산(dNTP)), PCR에 관여하는 조효소(예; MgCl2, MgSO4), PCR에 최적 pH 및/또는 염농도를 제공하기 위해 완충용액(buffer) 중 적어도 하나가 더 포함될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 용액은 웰(well)에 순차적으로 분배될 수 있다. 일 예로, 시료가 웰(well)에 먼저 분배되고, 핵산 복합체 페어(10)가 웰(well)에 순차적으로 분배되며, PCR에 이용되는 효소 등이 웰(well)에 마지막으로 분배되는 형태로, 단위셀(UC)이 형성될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 용액은 웰(well)에 동시에 분배될 수 있다. 일 예로, 시료, 핵산 복합체 페어(10) 및 PCR에 이용되는 효소가 혼합되어 있는 혼합 용액을 웰(well)에 분배하는 형태로, 단위셀(UC)이 형성될 수 있다.
웰(well)에 용액 등을 분배하는 방식은 다양할 수 있다. 일 예로, 용액 등은 미세 유동 채널을 이용한 방식을 통해 웰(well)에 분배될 수 있다. 다른 예로, 용액 등은, 웰의 상부가 개방된 형태로 구현된 플레이트 상에 용액 등을 도말하는 형태로, 웰(well)에 분배될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 디지털 PCR을 수행함에 있어, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 용액은 드롭렛(droplet)을 형성하는 형태로, 단위셀(UC)을 형성할 수 있다(도 57(b) 참조)다. 상기 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 용액에는 중합 반응을 수행하는데 관여하는 중합 효소(예; 폴리머레이즈), 염기 조각(예; 디옥시뉴클레오타이드 삼인산(dNTP)), PCR에 관여하는 조효소(예; MgCl2, MgSO4), PCR에 최적 pH 및/또는 염농도를 제공하기 위해 완충용액(buffer) 중 적어도 하나가 더 포함될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 시료를 포함하는 용액을 수십 nL~ 수십pL의 드롭렛 형태로 분배하여 제1 드롭렛을 형성하고, 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 용액을 수십 nL~ 수십pL의 드롭렛 형태로 분배하여 제2 드롭렛을 형성하고, 및 PCR에 필요한 효소를 포함하는 용액을 수십 nL~ 수십pL의 드롭렛 형태로 분배하여 제3 드롭렛을 형성하여, 적어도 제1 드롭렛, 제2 드롭렛 및 제3 드롭렛을 병합하는 형태로 단위셀(UC)이 형성될 수 있다.
또는, 제1 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 용액을 수십 nL~ 수십pL의 드롭렛 형태로 분배하여 제1 드롭렛을 형성하고, 및 제2 핵산 복합체 페어(10)를 포함하는 용액을 수십 nL~ 수십pL의 드롭렛 형태로 분배하여 제2 드롭렛을 형성하여, 적어도 제1 드롭렛 및 제2 드롭렛을 병합하는 형태로 단위셀(UC)이 형성될 수 있다.
또는, 시료, 핵산 복합체 페어(10) 및 PCR에 필요한 효소를 포함하는 용액은 수십 nL~ 수십pL의 드롭렛 형태로 분배하여, 단위셀(UC)이 형성될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 활용한 디지털 PCR에 있어서, 단위셀(UC)에 포함된 용액에 대한 PCR이 진행될 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 활용한 디지털 PCR에 있어서, 단위셀(UC)에 포함된 용액에 대한 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000) 및 중합 반응 단계(S4000)이 진행될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 활용한 디지털 PCR에 있어서, 단위셀(UC)에 포함된 용액에 대한 열변성 단계(S2000), 어닐링 단계(S3000) 및 중합 반응 단계(S4000)를 1주기로 하여, 적어도 1주기의 PCR 이 진행될 수 있다.
단위셀(UC)에 대한 용액에 대한 안정화 단계(S5000) 및 해리 곡선 검출 단계(S6000)이 수행될 수 있다. 위의 단계 S2000 내지 S6000은 기 설명한바 있는 일반적인(또는 리얼타임) PCR에 있어서의 단계 S2000 내지 S6000와 유사할 수 있다.
도 58은 본 출원의 일 실시예에 따른 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 디지털 PCR에서의 동작에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, PCR이 종료된 복수의 단위셀(UC)을 재정렬하는 단계(S5500)가 수행될 수 있다.
구체적으로, 웰방식의 디지털 PCR의 경우, 다수의 웰이 형성된 플레이트의 온도를 조절하여 단위셀(UC)에 포함된 용액(적어도, 시료 및 핵산 복합체 페어(10)가 포함됨)의 온도를 조절할 수 있다. 상기 플레이트의 온도는, 플레이트가 배치되는 영역에 구현되어 있는 써모사이클러(thermocycler)의 온도를 조절함으로써, 조절될 수 있다.
다만, 드롭렛방식의 디지털 PCR의 경우, 미세 유동 채널을 이동하는 단위셀(UC)의 형광값을 검출하는 현재의 디지털 PCR 장비에서 해리 곡선 검출 단계(S6000)를 수행하는 것이 용이하지 않다는 문제가 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위해, 드롭렛 방식의 PCR의 경우, 단위셀(UC)을 미세 유동 레인(LN)이 형성되어 있는 플레이트를 이용하여, 미세 유동 레인(LN)에 다수개의 단위셀(UC)을 균분하는 형태로, 단위셀(UC)을 재정렬하는 단계(S5500)가 수행될 수 있다.
도 59는 본 출원의 일 실시예에 따른 디지털 PCR에서의 해리 곡선 검출단계(S6000)을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따른 해리 곡선 검출용 플레이트는, 다수개의 미세 유동 레인(LN)이 형성되어 있을 수 있다(도 59(a) 참고). 다수개의 레인(LN)이 형성된 플레이트의 각각의 미세 유동 레인(LN)에는 다수개의 단위셀(UC)이 균분될 수 있다. 본 출원의 일 실시예예 따른 해리 곡선 검출용 플레이트는 하나의 미세 유동 레인(LN)이 형성되어 있을 수 있다(도 59(b) 참고). 하나의 미세 유동 레인(LN)이 형성된 플레이트에 다수개의 단위셀(UC)이 일렬로 배열될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 해리 곡선 검출용 플레이트는, 제1 단위셀(UC)의 드롭렛이 충분히 들어갈 수 있는 크기의 미세 유동 레인(LN)이 형성되어 있을 수 있다. 적어도 하나의 미세 유동 레인(LN)은 제1 단위셀(UC)의 드롭렛의 반지름에 기초하여 가로*세로*깊이가 결정될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 미세 유동 레인(LN)의 가로*세로*깊이를 결정하는 데에는, 드롭렛의 반지름이 부피, 온도 또는 압력에 따라 변경될 수 있음이 고려될 수 있다.
결과적으로, 본 출원의 일 실시예에 따르면 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 디지털 PCR에 있어서, 단위셀(UC)마다의 해리 곡선을 검출할 수 있고, 검출된 해리 곡선에 대한 정보에 기초하여 해리피크값을 확인할 수 있다.
따라서, 본 출원에서 개시하는 핵산 복합체 페어(10) 및 핵산 복합체 페어(10)를 이용한 디지털 PCR에서의 동작에 따르면, 디지털 PCR 방식에서도 타겟 핵산의 유무를 확인할 수 있게 된다.
또한, 본 출원에서 개시하는 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)를 이용한복수 종류의 타겟 핵산 검출 방법을 디지털 PCR에 적용하면, 디지털 PCR 방식에서도 단위셀(UC)에 복수 종류의 타겟 핵산이 존재하는지 여부에 대한 확인이 가능한 이점이 도출될 수 있다.
다시 말해, 동일 형광(또는, 동일 신호)으로 검출되는 표지를 포함하는 복수 종류의 핵산 복합체 페어(10)를 이용하더라도, 디지털 PCR 방식에서 한 형광 채널당 복수 종류의 타겟 핵산의 유무가 확인될 수 있다.
<PCR 기기(2000)>
본 출원의 일 실시예에 따르면, PCR 기기(2000)는 로딩된 플레이트내에 있는 적어도 하나의 단위셀(UC)에 대한 PCR을 진행할 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따르면, PCR 기기(2000)는 로딩된 플레이트내에 있는 적어도 하나의 단위셀(UC)에 대한 온도에 따른 형광값의 그래프를 획득할 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따르면, PCR 기기(2000)는 로딩된 플레이트내에 있는 적어도 하나의 단위셀(UC)에 대한 온도- 온도에 따른 형광값의 음의 변화율 그래프를 획득하고, 해리피크값을 확인할 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따르면, PCR 기기(2000)는 로딩된 플레이트내에 있는 적어도 하나의 단위셀(UC)에 대한 해리피크값을 확인하여, 단위셀(UC)내에 포함된 적어도 하나의 종류의 타겟 핵산이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다.
도 60은 본 출원의 일 실시예에 따른 PCR 기기(2000)의 블록도이다.
상기 PCR 기기(2000)는 통신부(2100), 온도조절부(2200), 센서부(2300), 메모리부(2400) 및 제어부(2500)를 포함할 수 있다.
상기 통신부(2100)는, 상기 PCR 기기(2000)가 외부 기기와 필요한 데이터를 송/수신할 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 통신부(2100)는 무선 통신을 수행할 수 있다. 상기 통신부(2100)는 와이파이(Wifi), 블루투쓰(Bluetooth), 직비(ZigBee), 와이기그(WiGig), 알에프아이디(RFID, Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), 유더블유비(UWB, Ultra Wideband) 및 와이에이치디(WiHD) 중 적어도 하나의 무선 통신 방식에 의해 데이터를 송/수신할 수 있다.
상기 통신부(2100)는, 유선 통신 모듈을 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 통신부(2100)는, 유에스비(USB) 방식, 시리얼 방식 및 패러럴 방식 중 적어도 하나의 통신 방식에 의해 외부와 데이터를 송/수신할 수 있다.
상기 온도조절부(2200)는, PCR 기기(2000)에 로딩되는 PCR 플레이트의 온도를 조절하는 기능을 수행할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면 상기 온도조절부(2200)는 발열제 및/또는 냉각제를 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 온도조절부(2200)는 발열 및 냉각 기능을 모두 구현할 수 있는 열전소자를 포함할 수 있다.
상기 센서부(2300)는, PCR 기기(2000)에 로딩되는 PCR 플레이트 중 적어도 하나의 단위셀(UC)에 대한 형광값을 검출하는 기능을 수행할 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따르면 상기 센서부(2300)는 특정 파장이 입사되었을 때방출되는 광의 특성을 검출하기 위해, 광의 파장대를 변환하는 필터 및 광 검출기를 포함할 수 있다.
또는, 상기 센서부(2300)는 전 파장대적인 광학적 특성을 검출하고, 대응되는 파장대 별 광학적 특성을 출력하는 기능을 수행할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 광학 기기는 상기 센서부(2300)를 포함하는 PCR기기(2000)일 수 있다.
상기 메모리부(2400)는, PCR 기기(2000)에 필요한 각종 데이터를 저장하고 있을 수 있다.
메모리부는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ReadOnly Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory), PROM(Programmable ReadOnly Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
상기 제어부(2500)는, 상기 PCR 기기(2000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 상기 제어부(2500)는, 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고, 상기 PCR 기기(2000)의 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다.
상기 제어부(2500)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 따라 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 일 예로, 상기 제어부(2400)는 하드웨어적으로 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 CPU 칩 등의 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 제어부를 구동시키는 프로그램 형태로 제공될 수 있다.
도 61은 본 출원의 일 실시예에 따른 PCR 기기(2000)의 동작(S7000)에 대해서 설명하기 위한 순서도이다.
상기 PCR 기기(2000)는, 플레이트를 로딩하는 단계(S7100), 온도정보를 입력받는 단계(S7200), 온도를 제어하는 단계(S7300), 형광값을 검출하는 단계(S7400), 검출값을 분석하는 단계(S7500)를 수행할 수 있다. 전술한 각 단계는 생략되거나 중복되어 수행될 수 있고, 다른 추가적인 동작을 수행하는 것도 가능하다.
상기 플레이트를 로딩하는 단계(S7100)는, PCR 기기(2000)의 플레이트 로딩부에 제공된 PCR 플레이트를 PCR 기기(2000)의 내부의 반응 영역으로 도입시키는 형태로 수행될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 플레이트가 PCR 기기(2000)의 내부로 로딩되면, 플레이트와 온도조절부(2200)는 물리적으로 접촉할 수 있고, 상기 플레이트의 반응 환경은 PCR 기기(2000)에 의해 조절될 수 있다.
상기 온도정보를 입력받는 단계(S7200)는, 열변성 온도, 어닐링 온도, 중합 반응 온도, 안정화 단계에서의 온도, 해리 곡선 검출 단계에서의 온도 중 적어도 하나의 정보를 입력받는 형태로 수행될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기PCR 기기(2000)는 PCR을 수행하기 위한 각 단계의 온도 및 온도 유지 시간에 대한 정보를 입력받을 수 있다. 상기 PCR 기기(2000)는 PCR 기기(2000)의 외부에 형성된 입력 인터페이스를 이용하여 형태로 상기 PCR을 수행하기 위한 각 단계의 온도 및 온도 유지 시간에 대한 정보를 입력받을 수 있다. 또는, PCR 기기(2000)의 통신부(2100)를 통하여 상기 PCR을 수행하기 위한 각 단계의 온도 및 온도 유지 시간에 대한 정보를 입력될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기PCR 기기(2000)는 PCR을 수행하기 위한 각 단계의 온도 및 온도 유지 시간에 대한 정보를 상기 메모리부(2400)에 저장하고 있을 수 있다.
PCR 기기(2000)의 온도조절부(2200)는 로딩된 플레이트의 적어도 하나의 단위셀(UC)에 대한 온도를 제어(S7300)할 수 있다. 온도가 제어되어 PCR이 진행되고 나면, 상기 PCR 기기(2000)는 형광값을 검출(S7400)할 수 있다. 형광값을 검출하는 단계에서는, 온도에 따른 로딩된 플레이트의 적어도 하나의 단위셀(UC)에 대한 형광값을 획득하기 위해, 적어도 하나의 단위셀(UC)의 온도 조절이 함께 진행될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, PCR 기기(2000)의 제어부(2500)는 S7400단계에서 획득된 검출값을 분석할 수 있다. PCR 기기(2000)의 제어부(2500)는 S7400단계에서 획득된 온도에 따른 형광값을 분석할 수 있다.
검출값을 분석하는 단계(S7500)는, 온도에 따른 형광값의 그래프를 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화량의 그래프로 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 검출값을 분석하는 단계(S7500)는, 변환된 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화량의 그래프에서 해리피크값을 확인하는 단계를 포함할 수 있다. 검출값을 분석하는 단계(S7500)는, 변환된 온도-온도에 따른 형광값의 음의 변화량의 그래프에서 해리피크값을 확인하여, 확인된 해리피크값에 대응되는 타겟 핵산을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기에서는 본 출원에 따른 실시예를 기준으로 본 출원의 구성과 특징을 설명하였으나 본 출원은 이에 한정되지 않으며, 본 출원의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 출원이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
서열번호 1은 인공서열이다.
서열번호 2는 Neisseria gonorrhoeae에 대한 프라이머 서열이다.
서열번호 3은 인공서열이다.
서열번호 4는 Neisseria gonorrhoeae에 대한 프라이머 서열이다.
서열번호 5는 인공서열이다.
서열번호 6은 Chlamydia trachomatis에 대한 프라이머 서열이다.
서열번호 7은 인공서열이다.
서열번호 8은 Chlamydia trachomatis에 대한 프라이머 서열이다.
서열번호 9는 인공서열이다.
서열번호 10은 Mycoplasma hominis에 대한 프라이머 서열이다.
서열번호 11은 인공서열이다.
서열번호 12는 Mycoplasma hominis에 대한 프라이머 서열이다.
서열번호 13은 인공서열이다.
서열번호 14는 Human papillomavirus type 16에 대한 프라이머 서열이다.
서열번호 15는 인공서열이다.
서열번호 16은 Human papillomavirus type 16에 대한 프라이머 서열이다.
서열번호 17 내지 26은 인공서열이다.
서열번호 27은 Mycoplasma hominis에 대한 프로브 서열이다.
서열번호 28은 Mycoplasma hominis에 대한 프라이머 서열이다.

Claims (17)

  1. 제1 결정부 및 제2 태그부를 포함하는 제1 핵산 복합체; 및 제2 결정부 및 제2 태그부를 포함하는 제2 핵산 복합체;를 포함하는 핵산 복합체 페어에 있어서,
    상기 제1 결정부는, 제1 타겟 DNA에 대한 포워드 프라이머를 포함하고,
    상기 제2 결정부는, 상기 제1 타겟 DNA에 대한 리버스 프라이머를 포함하며,
    상기 제1 태그부는 상기 제2 태그부의 염기 서열에 상보적인 염기 서열을 포함하고,
    상기 제2 태그부는 상기 제1 태그부의 염기 서열에 상보적인 염기 서열을 포함하는,
    핵산 복합체 페어.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 결정부는, DNA(Deoxyribonucleic acid), RNA(Ribonucleic acid), PNA(Peptide nucleic acid), LNA(Locked Nucleic Acid), BNA(Bridged nucleic acid), HNA(Hexose nucleic acid), GNA(Glycol nucleic acid), TNA(Threose nucleic acid), CeNA(cyclohexene nucleic acid) 또는 이들의 조합으로 이루어지고,
    상기 제2 결정부는, DNA(Deoxyribonucleic acid), RNA(Ribonucleic acid), PNA(Peptide nucleic acid), LNA(Locked Nucleic Acid), BNA(Bridged nucleic acid), HNA(Hexose nucleic acid), GNA(Glycol nucleic acid), TNA(Threose nucleic acid), CeNA(cyclohexene nucleic acid) 또는 이들의 조합으로 이루어진,
    핵산 복합체 페어.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 태그부는, DNA(Deoxyribonucleic acid), RNA(Ribonucleic acid), PNA(Peptide nucleic acid), LNA(Locked Nucleic Acid), BNA(Bridged nucleic acid), HNA(Hexose nucleic acid), GNA(Glycol nucleic acid), TNA(Threose nucleic acid), CeNA(cyclohexene nucleic acid) 또는 이들의 조합으로 이루어지고,
    상기 제2 태그부는, DNA(Deoxyribonucleic acid), RNA(Ribonucleic acid), PNA(Peptide nucleic acid), LNA(Locked Nucleic Acid), BNA(Bridged nucleic acid), HNA(Hexose nucleic acid), GNA(Glycol nucleic acid), TNA(Threose nucleic acid), CeNA(cyclohexene nucleic acid) 또는 이들의 조합으로 이루어진,
    핵산 복합체 페어.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 핵산 복합체는 제1 라벨부를 포함하고,
    상기 제2 핵산 복합체는 제2 라벨부를 포함하며,
    상기 제1 라벨부는 상기 제2 라벨부에 에너지를 제공할 수 있는,
    핵산 복합체 페어.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 라벨부는, FAM, JOE, TET,　HEX, VIC, Oregon Green®, TAMRA, ROX, Cyanine-3, Cyanine-3.5, Cyanine-5, Cyanine-5.5, 에쿼린(Aequorin) 및 청색 형광 단백질(Cyan Fluorescent Protein, CFP) 중 적어도 하나를 포함하는,
    핵산 복합체 페어.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 라벨부는,
    상기 제1 라벨부로부터 방출되는 제1광을 수용하여, 제2 광으로 변환하는 물질 또는 상기 제1 라벨부로부터 방출되는 상기 제1광을 흡수하는 물질인,
    핵산 복합체 페어.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 태그부와 상기 제2 태그부가 상보적으로 결합할 때, 상기 제1 라벨부는 상기 제2 라벨부에 에너지를 제공할 수 있는,
    핵산 복합체 페어.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 태그부는 상기 제1 결정부 및 상기 제1 라벨부 사이에 위치되고,
    상기 제2 태그부는 상기 제2 결정부 및 상기 제2 라벨부 사이에 위치되는,
    핵산 복합체 페어.
  9. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 라벨부는 상기 제1 결정부 및 상기 제1 태그부 사이에 위치되고,
    상시 제2 태그부는 상기 제2 결정부 및 상기 제2 라벨부 사이에 위치되는,
    핵산 복합체 페어.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 결정부 및 상기 제1 태그부 사이에 제1 연결부가 위치되고,
    상기 제2 결정부 및 상기 제2 태그부 사이에 제2 연결부가 위치되는,
    핵산 복합체 페어.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 연결부는, 상기 제1 태그부에 대한 증폭산물의 생성을 방지하기위한 PCR 블로커를 포함하고,
    상기 제2 연결부는, 상기 제2 태그부에 대한 증폭산물의 생성을 방지하기위한 PCR 블로커를 포함하는,
    핵산 복합체 페어.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 핵산 복합체 페어는 핵산서열증폭반응(PCR)을 수행하는데 이용되고,
    상기 핵산서열증폭반응은, 상기 제1 타겟 DNA의 적어도 일부 서열을 증폭시키기 위해 수행되는,
    핵산 복합체 페어.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 핵산 복합체 페어는 디지털 PCR을 수행하는데 이용되는,
    핵산 복합체 페어.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 태그부의 염기 서열의 길이는, 상기 제2 태그부의 염기 서열의길이에 비해 짧은,
    핵산 복합체 페어.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 태그부의 염기 서열 중 일부 염기 서열은,
    상기 제1 결정부의 염기 서열 중 일부 염기 서열 또는 상기 제2 결정부의 염기 서열 중 일부 염기 서열과 동일한,
    핵산 복합체 페어.
  16. 제1 항에 따른 핵산 복합체 페어를 포함하는 PCR용 키트.
  17. 제16 항에 있어서,
    DNA 중합 효소, PCR에 관여하는 조효소, pH 및/또는 염농도를 조절하기위한 완충용액(buffer) 중 적어도 하나가 더 포함되는,
    PCR용 키트.
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