KR100812795B1 - Primer and probe for detection of bacillus anthracis and method for detecting bacillus anthracis using thereof - Google Patents
Primer and probe for detection of bacillus anthracis and method for detecting bacillus anthracis using thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR100812795B1 KR100812795B1 KR1020060102680A KR20060102680A KR100812795B1 KR 100812795 B1 KR100812795 B1 KR 100812795B1 KR 1020060102680 A KR1020060102680 A KR 1020060102680A KR 20060102680 A KR20060102680 A KR 20060102680A KR 100812795 B1 KR100812795 B1 KR 100812795B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sequence
- pcr
- seq
- probe
- anthrax
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6813—Hybridisation assays
- C12Q1/6834—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
- C12Q1/6837—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase using probe arrays or probe chips
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6876—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
- C12Q1/6888—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
- C12Q1/689—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for bacteria
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/5308—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for analytes not provided for elsewhere, e.g. nucleic acids, uric acid, worms, mites
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/569—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
- G01N33/56911—Bacteria
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Immunology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Virology (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
도 1은 바실러스 세레우스(B.cereus)와 탄저균(B. anthracis)의 게노믹 DNA로 SSH(Suppression subtractive hybridization)하는 과정을 나타낸 모식도이다. 1 is Bacillus Schematic (Suppression subtractive hybridization) with the genomic DNA of B. cereus and B. anthracis .
도 2의 A는 어댑터를 연결하기 위하여 바실러스 세레우스(B.cereus)와 탄저균(B. anthracis)의 게노믹 DNA를 RsaI으로 처리한 결과이며, 도 2의 B는 SSH(Suppression subtractive hybridization)한 다음 네스티드 PCR로 증폭한 결과이고, 도 2의 C는 리버스 서던 하이브리다이제이션을 하기 위하여 클로닝이 확인된 플라스미드를 PCR로 증폭한 결과이다. 2A is a Bacillus to connect the adapter Cereus (B.cereus) and Bacillus anthracis, and to process the results of genomic DNA with Rsa I of (B. anthracis), diagram B of Figure 2 SSH (Suppression subtractive hybridization) are four, and the result of amplification by nested PCR, FIG. C of 2 is a result of PCR amplification of the plasmid confirmed cloning for reverse Southern hybridization.
도 3은 탄저균(B. anthracis) 특이적 클론을 선별하기 위하여 리버스 서던 하이브리다이제이션(Reverse southern hybridization)한 결과이다. FIG. 3 shows the results of reverse southern hybridization to select B. anthracis specific clones.
A: ECL 라벨링된 바실러스 세레우스 게노믹 DNA를 프로브로 사용한 경우A: ECL labeled Bacillus Cereus When using genomic DNA as a probe
B: ECL 라벨링된 탄저균 게노믹 DNA를 프로브로 사용한 경우B: ECL labeled anthrax genomic DNA was used as a probe
도 4는 본 발명의 프라이머를 사용하여 PCR 수행시 주형(template)으로 사용한 균주를 각 계통(strain)별로 나타낸 것이다. Figure 4 shows the strain for each strain (strain) used as a template (template) when performing PCR using the primer of the present invention.
도 5 및 도 6은 서열번호 43 및 서열번호 44의 프라이머 조합을 이용하여 PCR 분석을 수행한 결과를 나타내는 사진이다. 5 and 6 are photographs showing the results of PCR analysis using primer combinations of SEQ ID NO: 43 and SEQ ID NO: 44.
레인 1 ~ 레인 8 : 탄저균(B. anthracis) 게노믹 DNA를 주형으로 사용한 경우
레인 9~ 레인 78 : 탄저균을 제외한 다른 바실러스 속 균주들의 게노믹 DNA를 주형으로 사용한 경우
본 발명은 탄저균 검출용 프라이머, 프로브 및 이를 이용한 탄저균의 검출방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 서열번호 2의 아미노산으로 이루어진 글라이코실 트랜스퍼라제(glycosyl transferase)를 암호화하는 유전자를 검출의 표적으로 이용하여 탄저균을 효과적으로 검출할 수 있도록 고안된, 탄저균 글라이코실 트랜스퍼라제 유전자 및 이에 상보적인 염기서열 유래의 프라이머, 프로브 및 이를 이용한 탄저균의 검출하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a primer for detecting anthrax, a probe and a method for detecting anthrax using the same, more specifically, using a gene encoding a glycosyl transferase consisting of amino acids of SEQ ID NO: 2 as a target for detection. The present invention relates to anthrax glycosyl transferase gene and primers derived from complementary sequences, probes, and methods for detecting anthrax using the same.
탄저(anthrax)는 탄저균(Bacillus anthracis)의 감염에 의하여 비장의 증대와 피하점막의 부종 및 출혈을 특징으로 하는 전염병으로 가축뿐만 아니라 사람에서도 발병하는 인수공통 질병이다. 탄저균(Bacillus anthracis)은 형태학적 그리고 DNA 유사성에 근거하여, 바실러스 세레우스(B. cereus), 바실리스 써린지엔시스(B. thuringiensis), 바실러스 마이코이디스(B. mycoides), 바실러스 바이헨스테파넨시 스(B. weihenstephanensis) 및 바실러스 슈도마이코이디스(B. pseudomycoides)와 함께 바실러스 세레우스(B. cereus) 그룹에 속한다(Lechner et al., Int. J. Syst. Bacteriol. 48:1373-1382, 1998; Nakamura, Int. J. Syst. Bacteriol. 48:1031-1035, 1998).Anthrax is Bacillus Anthracis ) is an infectious disease characterized by an increase in the spleen, swelling and bleeding of the subcutaneous mucosa. Anthrax Bacillus anthracis) is on the basis of morphological and DNA affinity, Bacillus Cereus (B. cereus), Basiliscus written Lindsay N-Sys (B. thuringiensis), Bacillus Edith M. (B. mycoides), Bacillus by Henderson seutepa norbornene during scan (B. weihenstephanensis) and Bacillus With Pseudomonas Edith M. (B. pseudomycoides) Bacillus cereus (B. cereus) belongs to a group (Lechner et al, Int J. Syst Bacteriol 48:..... 1373-1382, 1998; Nakamura, Int J. Syst Bacteriol. 48: 1031-1035, 1998).
탄저는 일단 발생되면 짧은 시간내에 높은 사망율을 나타내기 때문에 신속하고 정확한 진단이 요구되며, 더우기, 탄저균이 생물무기화 되면서 신속한 탐색에 필요한 적절한 바이오 마커가 필요하게 되었다. 탄저균(B. anthracis)은 일반적으로 협막양성, 비운동성, 비용혈성, 페니실린 감수성 및 마우스에 대한 병원성 등의 5가지 특성에 의하여 (최 등, 대한미생물학회지 27:93-102, 1992) 동정 가능하나, 최근에는 탄저균(B. anthracis)의 전형적인 생물학적 성상과 차이를 보이는 변이형 탄저균(B. anthracis)균주들도 출현되어 동정에 어려움이 있으며 또한 임상검사물로부터 흔히 분리되는 바실러스 마이코이디스(B. mycoides)와 바실러스 세레우스(B. cereus)도 배양 및 생물학적 성상이 탄저균(B. anthracis)과 유사하기 때문에 실험실 검사에서 자주 탄저균(B. anthracis)으로 잘못 동정된다(김 등, 대한미생물학회지 34:311-319, 1999: 김 등, 대한미생물학회지 35: 1-10, 2000).Once anthrax has a high mortality rate within a short time, rapid and accurate diagnosis is required. Moreover, as anthrax is bioinorganized, an appropriate biomarker for rapid screening is needed. Anthrax ( B. anthracis ) is generally identified by five characteristics, including capsular positivity, non-motile, non-hemorrhagic, penicillin sensitivity, and pathogenicity to mice (Choi et al., Korean Journal of Microbiology 27: 93-102, 1992). recently, anthrax, and the appearance is also typical biological properties and mutant anthrax visible differences (B. anthracis) strains (B. anthracis) difficulty in identifying Bacillus also commonly isolated from clinical specimen Edith M. (B. mycoides) and Bacillus Cereus (B. cereus) culture and even biological properties are often incorrectly identified as Bacillus anthracis (B. anthracis) tests in the lab because of the similarity with Bacillus anthracis (B. anthracis) (, microbes, etc. for Kim Journal 34: 311-319, 1999: Kim et al., Korean Journal of Microbiology 35: 1-10, 2000).
따라서, 바실러스 세레우스 그룹 균종으로부터 탄저균(B. anthracis)을 감별·동정하기 위한 많은 연구들이 수행되어 왔다. 탄저균은 거대집락형태의 특성(최 등, 대한미생물학회지 27:93-102, 1992), 면역혈청을 이용한 옥타로니(Ouchterlony) 면역확산시험 (최 등, 대한미생물학회지 27:407-417. 1992), 단클 론 항체를 이용한 특이항원 검출 (최 등, 대한미생물학회지 29: 535-545, 1994; Ezzell et al., J. Clin. Microbiol. 28:223-231, 1990), 미세혈구 응집반응 (Buchanan et al., J. Immunol. 107:1631-1636, 1971), 효소면역측정 (Johnson-Winegar, J. Clin. Microbiol. 20:357-361, 1984; Kleine-Albers et al., Infect. Immun. 35:235-239, 1994), 외독소를 암호화하는 pXO1과 pXO2 플라스미드의 분리 (Mikesell et al., Infect. Immun. 39: 371-376.1983), API 검사 (Logan et al., J. Med. Microbiol. 20: 75-85.1985) 등에 의하여 동정 가능하다. 그러나 상기 기술된 방법들은 많은 시간이 소요되고, 기술의 복잡성으로 인하여 일반 검사실의 동정법으로 이용되기에는 어려움이 있으며, 각 균주간의 유전적 상관관계의 규명은 불가능하였다.Thus, Bacillus Cereus Many studies have been conducted to identify and identify B. anthracis from group species. Anthrax is characterized by a large colony (Choi et al., Korean Journal of Microbiology 27: 93-102, 1992), Ochterlony immunodiffusion test using immunoserum (Choi et al., Korean Society for Microbiology 27: 407-417. 1992) , Specific antigen detection using monoclonal antibodies (Choi et al., Korean Journal of Microbiology 29: 535-545, 1994; Ezzell et al., J. Clin. Microbiol. 28: 223-231, 1990), Microhemagglutination (Buchanan) et al., J. Immunol. 107: 1631-1636, 1971), enzyme immunoassay (Johnson-Winegar, J. Clin. Microbiol. 20: 357-361, 1984; Kleine-Albers et al., Infect. 35: 235-239, 1994), isolation of pXO1 and pXO2 plasmids encoding exotoxins (Mikesell et al., Infect. Immun. 39: 371-376.1983), API testing (Logan et al., J. Med. Microbiol. 20: 75-85.1985). However, the methods described above are time consuming, and due to the complexity of the techniques, it is difficult to be used for identification of general laboratories, and it is impossible to identify genetic correlations between the strains.
상기의 문제를 극복하기 위해, 중합효소연쇄반응(PCR)과 같은 DNA를 기초로 하는 빠른 검출방법을 이용하려는 노력들이 많이 있어왔다. 그러나 탄저균 염색체의 검출을 위해 개발되어 온 PCR 방법들은 Ba813(Patra et al., FEMS Immunol. Med. Microbiol. 15:223-231), vrrA 유전자(Jackson et al., Appl. Environ. Microbiol. 63:1400-1405), gyrB 유전자(Yamada et al., Appl. Environ. Microbiol. 65:1483-1490), SG-850(Daffonchio et al., Appl. Environ. Microbiol. 65:1298-1303), rpo B 유전자(Qi et al., Appl. Environ. Microbiol. 65:1483-1490) 유전자 등을 대상으로 하는데, 탄저균 염색체 검출에서 위양성 결과들을 산출하여 특이성 부족이란 문제가 대두되었다.In order to overcome the above problem, there have been many efforts to use a rapid detection method based on DNA such as polymerase chain reaction (PCR). However, PCR methods that have been developed for the detection of anthrax chromosomes are Ba813 (Patra et al., FEMS Immunol. Med. Microbiol. 15: 223-231), vrrA gene (Jackson et al., Appl. Environ. Microbiol. 63: 1400-1405), gyrB gene (Yamada et al., Appl. Environ. Microbiol. 65: 1483-1490), SG-850 (Daffonchio et al., Appl. Environ. Microbiol. 65: 1298-1303), rpo B Gene (Qi et al., Appl. Environ. Microbiol. 65: 1483-1490) genes, etc., the false positive results in the detection of anthrax chromosomes, the problem of lack of specificity has emerged.
특히, 탄저균(B. anthracis)은 분류학상으로 가장 근접한 바실러스 세레우 스(B. cereus)와 비교할 때 16S rRNA 염기서열의 차이는 없으며, 단지 23S rRNA 염기서열에서 단일 뉴클레오티드 염기의 변화나 삽입만이 존재하기 때문에(Ash & Collins, FEMS Microbiol. Lett. 94:75-80, 1992; Ash et al., Int. J. Syst. Bacteriol. 41:343-346, 1991), 탄저균(B. anthracis)과 바실러스 세레우스(B. cereus)의 구별에 한계가 있었다.In particular, Bacillus anthracis (B. anthracis) is classified to the closest haksang Bacillus celebrity's right (B. cereus) and 16S rRNA as compared to the difference of the nucleotide sequence does not, only 23S rRNA change in a single nucleotide base in a nucleotide sequence or inserting only Because it is present (Ash & Collins, FEMS Microbiol. Lett. 94: 75-80, 1992; Ash et al., Int. J. Syst. Bacteriol. 41: 343-346, 1991) and B. anthracis Bacillus Cereus was a distinct limit on (B. cereus).
따라서, 바실러스 속에 속하는 균주들, 특히 바실러스 세레우스와 탄저균을 구별하여 검출하는 방법의 개발이 절실히 요구되어 왔다.Thus, strains belonging to the genus Bacillus , in particular Bacillus There is an urgent need to develop a method for distinguishing cereus from anthrax.
이에 본 발명자들은 서열번호 2의 아미노산을 가지는 글라이코실 트랜스퍼라제(glycosyl transferase)를 암호화하는 유전자를 검출의 표적으로 이용하여 프라이머 및 프로브를 제작하고, 상기 프라이머 및 프로브가 탄저균만을 특이적으로 검출할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors prepared primers and probes by using a gene encoding a glycosyl transferase having an amino acid of SEQ ID NO: 2 as a target for detection, and the primers and probes can specifically detect only anthrax. The present invention has been completed by confirming that it can.
따라서, 본 발명의 목적은 탄저균의 글라이코실 트랜스퍼라제(glycosyl transferase) 유전자를 검출의 표적으로 이용하여 탄저균을 효과적으로 검출할 수 있도록 고안된, 탄저균 글라이코실 트랜스퍼라제 유전자 및 이에 상보적인 염기서열 유래의 프라이머, 프로브 및 이를 이용한 탄저균의 검출하는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide anthrax glycosyl transferase gene and complementary base sequence derived from anthrax glycosyl transferase gene, which is designed to effectively detect anthrax by using the glycosyl transferase gene of anthrax as a target of detection. It is to provide a primer, a probe and a method for detecting anthrax using the same.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 2의 아미노산을 가지는 글라이코실 트랜스퍼라제(glycosyl transferase)를 암호화하는 유전자, 이에 상보적인 염기서열 및 이들로부터 유래된 염기서열로 이루어진 프로브 및 상기 프로브가 기질 상에 집적되어 있는 것을 특징으로 하는 탄저균 검출용 마이크로어레이를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention comprises a gene encoding a glycosyl transferase having a amino acid of SEQ ID NO: 2, a base sequence complementary thereto and a base sequence derived therefrom It provides a probe and microarray for anthrax detection characterized in that the probe is integrated on a substrate.
본 발명은 또한, 서열번호 2의 아미노산을 가지는 글라이코실 트랜스퍼라제(glycosyl transferase)를 암호화하는 유전자로부터 유래된 서열번호 3 내지 서열번호 44로 이루어진 군에서 선택된 염기서열을 가지는 프라이머를 제공한다.The present invention also provides a primer having a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 3 to SEQ ID NO: 44 derived from a gene encoding a glycosyl transferase having an amino acid of SEQ ID NO: 2.
본 발명은 또한, 상기 프라이머 또는 프로브를 이용한 탄저균의 검출하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for detecting anthrax using the primer or probe.
본 발명은 또한, 상기 프라이머 또는 프로브를 포함하는 탄저균 검출용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for detecting anthrax, including the primer or probe.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 탄저균 검출용 프로브를 제공한다. 본 발명에서 제공되는 프로브는 (a) 서열번호 2의 아미노산 서열을 암호화하는 염기서열; (b) 상기 (a)에 상보적인 염기서열; 및 (c) 상기 (a) 또는 (b)의 염기서열에서 유래되고, 서열번호 3 내지 서열번호 44로 이루어진 군에서 선택된 염기서열을 포함하는 20bp 이상의 연속적인 염기서열로 이루어진 군에서 선택되는 서열을 가질 수 있다. 바람직하게 는 상기 (c)의 염기서열은 상기 (a) 또는 (b)의 염기서열에서 유래되고, 서열번호 3 내지 서열번호 44로 이루어진 군에서 선택된 염기서열을 포함하는 20bp 이상이고 50bp 이하, 보다 바람직하게는 20bp 이상이고 100bp 이하의 연속적인 염기서열이다. 또한 상기 (a)의 염기서열은 서열번호 1로 기재되는 염기서열로 이루어진 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 프로브는 탄저균 특이적 검출에 영향을 주지 않는 범위 내에서 변형(예 : 부가, 결실, 치환)될 수 있다. The present invention provides a probe for anthrax detection. Probes provided in the present invention (a) a base sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; (b) a nucleotide sequence complementary to (a) above; And (c) a sequence selected from the group consisting of 20 bp or more consecutive nucleotide sequences derived from the nucleotide sequences of (a) or (b) and comprising a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 3 to SEQ ID NO: 44; Can have Preferably, the base sequence of (c) is 20bp or more and 50bp or less, derived from the nucleotide sequence of (a) or (b) and comprising a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 3 to SEQ ID NO: 44 Preferably, the sequence is 20 bp or more and 100 bp or less. In addition, the base sequence of (a) is preferably composed of the base sequence described in SEQ ID NO: 1. In addition, the probe of the present invention may be modified (eg, added, deleted, substituted) within a range that does not affect anthrax specific detection.
상기 서열번호 2의 아미노산 서열을 가지는 글라이코실 트랜스퍼라제(glycosyl transferase)를 암호화하는 유전자는 탄저균 특이적이라는 특징이 있다. 따라서 본 발명의 프로브는 상기 서열번호 2의 아미노산 서열을 가지는 글라이코실 트랜스퍼라제(glycosyl transferase)를 암호화하는 유전자, 이에 상보적인 염기서열 또는 이들로부터 유래된 염기서열로 이루어져 있으며, 탄저균에 특이적이고 근연관계가 높은 바실러스 속 균주에는 비특이적인 특징이 있기 때문에 탄저균을 효율적으로 검출할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 탄저균의 글라이코실 트랜스퍼라제(glycosyl transferase) 유전자가 근연관계가 높은 바실러스 속 균주로부터 탄저균을 구별할 수 있는 특이 유전자임을 확인하였다(실시예 1). The gene encoding the glycosyl transferase having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 is characterized by anthrax specific. Therefore, the probe of the present invention consists of a gene encoding a glycosyl transferase having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, a nucleotide sequence complementary thereto or a nucleotide sequence derived therefrom, which is specific for anthrax and in recent years. Since Bacillus spp. Strains having a high relationship have non-specific characteristics, anthrax can be efficiently detected. In one embodiment of the present invention, it was confirmed that the glycosyl transferase gene of anthrax is a specific gene that can distinguish anthrax from a strain of the genus Bacillus having high relationship (Example 1).
본 발명은 서열번호 2의 아미노산을 가지는 글라이코실 트랜스퍼라제(glycosyl transferase)를 암호화하는 유전자 및 이에 상보적인 염기서열 유래의 프로브 및 상기 프로브가 기질 상에 집적되어 있는 것을 특징으로 하는 탄저균 검출용 마이크로어레이를 제공한다.The present invention provides a gene encoding a glycosyl transferase having an amino acid of SEQ ID NO: 2 and a probe derived from a base sequence complementary thereto, and the probe is integrated on a substrate. Provide an array.
본 발명에서 용어 “프로브”란 DNA 또는 RNA와 특이적 결합을 이룰 수 있 는 짧게는 수개 내지 길게는 수백 염기에 해당하는 핵산 단편을 의미하며, 라벨링 되어 있어서 특정 DNA 또는 RNA의 존재 유무를 확인할 수 있다. 프로브는 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide) 프로브, 단쇄 DNA(single stranded DNA) 프로브, 이중쇄 DNA(double stranded DNA) 프로브, RNA 프로브 등의 형태로 제작될 수 있고, 비오틴, FITC, 로다민, DIG 등으로 표지되거나 방사선 동위원소 등으로 표지될 수 있다.In the present invention, the term “probe” refers to a nucleic acid fragment corresponding to a few to several hundreds of bases that can achieve specific binding with DNA or RNA, and is labeled to confirm the presence or absence of a specific DNA or RNA. have. Probes can be prepared in the form of oligonucleotide probes, single stranded DNA probes, double stranded DNA probes, RNA probes, and the like, and are labeled with biotin, FITC, rhodamine, DIG, etc. Or radiolabeled isotopes.
본 발명은 또한, 상기의 프로브가 기질 상에 집적되어 있는 것을 특징으로 하는 탄저균 검출용 마이크로어레이를 제공한다.The present invention also provides a microarray for detecting anthrax, wherein the probe is integrated on a substrate.
상기 마이크로어레이는 DNA 또는 RNA 폴리뉴클레오티드를 포함하는 것일 수 있다. 상기 마이크로어레이는 프로브 폴리뉴클레오티드에 본 발명의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 것을 제외하고는 통상적인 마이크로어레이로 이루어진다.The microarray may include DNA or RNA polynucleotides. The microarray consists of conventional microarrays except that the polynucleotide of the present invention is included in the probe polynucleotide.
프로브 폴리뉴클레오티드를 기판 상에 고정화하여 마이크로어레이를 제조하는 방법은 당업계에 잘 알려져 있다. 상기 “프로브 폴리뉴클레오티드”는 혼성화할 수 있는 폴리뉴클레오티드를 의미하는 것으로, 핵산의 상보성 가닥에 서열 특이적으로 결합할 수 있는 올리고뉴클레오티드를 의미한다. Methods of preparing microarrays by immobilizing probe polynucleotides on substrates are well known in the art. The term “probe polynucleotide” refers to a polynucleotide capable of hybridization, and refers to an oligonucleotide capable of sequence-specific binding to the complementary strand of a nucleic acid.
본 발명의 탄저균과 연관된 프로브 폴리뉴클레오티드를 기판 상에 고정화하는 과정도 또한 이러한 종래 기술을 사용하여 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 마이크로어레이 상에서의 핵산의 혼성화 및 혼성화 결과의 검출은 당업계에 잘 알려져 있다. 상기 검출은 예를 들면, 핵산 시료를 형광 물질 예를 들면 Cy3 및 Cy5와 같은 물질을 포함하는 검출가능한 신호를 발생시킬 수 있는 표지 물질로 표지한 다음, 마이크로어레이 상에 혼성화하고 상기 표지 물질로부터 발생하는 신호를 검출함으로써 혼성화 결과를 검출할 수 있다.The process of immobilizing probe polynucleotides associated with anthrax of the present invention on a substrate can also be readily prepared using this prior art. In addition, the hybridization of nucleic acids on microarrays and detection of hybridization results are well known in the art. The detection is accomplished by labeling a nucleic acid sample with a labeling substance capable of generating a detectable signal comprising, for example, a fluorescent substance such as Cy3 and Cy5, and then hybridizing onto a microarray and generating from the labeling substance. The hybridization result can be detected by detecting the signal.
본 발명은 또한, 탄저균 검출용 프라이머를 제공한다. The present invention also provides a primer for anthrax detection.
바람직하게는 본 발명에서 제공하는 프라이머는 서열번호 3 내지 서열번호 44로 이루어진 군에서 선택되는 염기서열을 가질 수 있다. 또한 본 발명의 프라이머는 탄저균 특이적 검출에 영향을 주지 않는 범위 내에서 변형(예: 부가, 결실, 치환)될 수 있다. 본 발명의 프라이머는 탄저균 특이적인 서열번호 2의 아미노산 서열을 가지는 글라이코실 트랜스퍼라제(glycosyl transferase)를 암호화하는 염기서열로 이루어진 유전자에서 유래된 서열로 서열번호 3 내지 서열번호 44로 이루어진 군에서 선택되는 염기서열로 이루어져 있다. 본 발명의 일실시예에서는 서열번호 43 및 서열번호 44의 프라이머 조합을 이용하여 PCR을 수행한 결과, 탄저균과 다른 바실러스속 균주(특히 분류학적, 분자생물학적으로 탄저균과 매우 유사한 바실러스 세레우스(B. cereus))를 구별할 수 있음을 확인하였다(도 5 및 도 6 참조).Preferably, the primer provided in the present invention may have a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 3 to SEQ ID NO: 44. In addition, the primers of the present invention may be modified (eg, added, deleted, substituted) within a range that does not affect anthrax specific detection. The primer of the present invention is a sequence derived from a gene consisting of a nucleotide sequence encoding a glycosyl transferase having an amino acid sequence of anthrax specific SEQ ID NO: 2 is selected from the group consisting of SEQ ID NO: 3 to SEQ ID NO: 44 It consists of a base sequence. In an embodiment of the present invention, PCR was performed using a primer combination of SEQ ID NO: 43 and SEQ ID NO: 44. As a result, anthrax and other Bacillus strains (particularly, Bacillus cereus ( B. cereus )) can be distinguished (see FIGS. 5 and 6).
본 발명에서 용어 “프라이머”란 상보적인 템플레이트와 염기쌍(base pair)을 형성할 수 있고 템플레이트 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 하는 짧은 핵산 서열을 의미한다.As used herein, the term “primer” refers to a short nucleic acid sequence that can form base pairs with complementary templates and that serves as a starting point for template strand copying.
상기 프라이머는 RFLP(restriction fragment length polymerphism), RAPD(randomly amplified polymorphic DNA), DAF(DNA amplification fingerprinting), AP-PCR(arbitrarily primed PCR), STS(sequence tagged site), EST(expressed sequence tag), SCAR(sequence characterized amplified regions), ISSR(inter-simple sequence repeat amplication), AFLP(amplified fragment length polymorphism), CAPS(cleaved amplified polymorphic sequence), PCR-SSCP(single-strand conformation polymorphism) 등과 같이 당업계에 공지된 다양한 DNA 분석에 적합하도록 디자인될 수 있다.The primers may include restriction fragment length polymerphism (RFLP), randomly amplified polymorphic DNA (RAPD), DNA amplification fingerprinting (DAF), arbitrarily primed PCR (AP-PCR), sequence tagged site (STS), expressed sequence tag (EST), SCAR (sequence characterized amplified regions), inter-simple sequence repeat amplication (ISSR), amplified fragment length polymorphism (AFLP), cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS), single-strand conformation polymorphism (PCR-SSCP), and the like. It can be designed to suit a variety of DNA analysis.
본 발명은 또한, (a) 서열번호 2의 아미노산 서열을 암호화하는 염기서열; (b) 상기 (a)에 상보적인 염기서열; 및 (c) 상기 (a) 또는 (b)의 염기서열에서 유래되고, 서열번호 3 내지 서열번호 44로 이루어진 군에서 선택된 염기서열을 포함하는 20bp 이상의 연속적인 염기서열로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 프로브 또는 서열번호 3 내지 서열번호 44로 이루어진 군에서 선택된 염기서열을 가지는 프로브를 이용하여 탄저균을 검출하는 방법을 제공한다.The present invention also (a) a base sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; (b) a nucleotide sequence complementary to (a) above; And (c) at least one probe selected from the group consisting of 20 bp or more consecutive nucleotide sequences derived from the nucleotide sequences of (a) or (b) and comprising a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 3 to SEQ ID NO: 44 Or it provides a method for detecting anthrax using a probe having a base sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 3 to SEQ ID NO: 44.
본 발명의 프라이머나 프로브를 이용하여 탄저균을 검출할 수 있는 방법으로는, PCR(Polymerase Chain Reaction) 분석, DNA 시퀀싱(DNA sequencing), 마이크로어레이(microarray)에 의한 혼성화, PCR-RFLP(restriction fragment length polymerphism) 분석, RAPD(randomly amplified polymorphic DNA), DAF(DNA amplification fingerprinting), AP-PCR(arbitrarily primed PCR), STS(sequence tagged site), EST(expressed sequence tag), SCAR(sequence characterized amplified regions), ISSR(inter-simple sequence repeat amplication), AFLP(amplified fragment length polymorphism), CAPS(cleaved amplified polymorphic sequence), PCR-SSCP(single-strand conformation polymorphism), 노던 하이브리다이제이션(Northern hybridization) 서던 하이브리다이제이션(Southern hybridization) 및 웨스턴 하이브리다이제이션(Western hybridization) 등과 같은 당업계에 공지된 다양한 DNA 다형성 분석을 이용하여 수행될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.As a method for detecting anthrax using the primers or probes of the present invention, PCR (Polymerase Chain Reaction) analysis, DNA sequencing, hybridization by microarray, PCR-RFLP (restriction fragment length) polymerphism analysis, randomly amplified polymorphic DNA (RAPD), DNA amplification fingerprinting (DAF), arbitrarily primed PCR (AP-PCR), sequence tagged site (STS), expressed sequence tag (EST), sequence characterized amplified regions (SCAR), ISSR (inter-simple sequence repeat amplication), AFLP (amplified fragment length polymorphism), CAPS (cleaved amplified polymorphic sequence), PCR-SSCP (single-strand conformation polymorphism), Northern hybridization (Northern hybridization) Southern hybridization ( But may be performed using various DNA polymorphism assays known in the art such as Southern hybridization and Western hybridization. It is not limited.
구체적으로, 본 발명의 일실시예에서는 탄저균 글라이코실 트랜스퍼라제 유전자 및 이에 상보적인 염기서열 유래의 프라이머를 이용하여 PCR로 탄저균만을 특이적으로 검출하는 방법이 예시되어 있다. 즉, 서열번호 43와 서열번호 44의 프라이머 조합을 이용하여 PCR 분석을 수행하였고. 그 결과, 본 발명의 프라이머가 탄저균의 글라이코실 트랜스퍼라제 유전자만을 특이적으로 증폭함으로써 탄저균을 특이적으로 검출할 수 있음을 확인할 수 있었다(도 5 및 도 6 참조). Specifically, in an embodiment of the present invention, a method of specifically detecting anthrax by PCR using anthrax glycosyl transferase gene and a primer derived from a base sequence complementary thereto is illustrated. That is, PCR analysis was performed using a primer combination of SEQ ID NO: 43 and SEQ ID NO: 44. As a result, it was confirmed that the primer of the present invention can specifically detect anthrax by specifically amplifying only the glycosyl transferase gene of anthrax (see FIGS. 5 and 6).
본 발명은 또한, (a) 서열번호 2의 아미노산 서열을 암호화하는 염기서열; (b) 상기 (a)에 상보적인 염기서열; 및 (c) 상기 (a) 또는 (b)의 염기서열에서 유래되고, 서열번호 3 내지 서열번호 44로 이루어진 군에서 선택된 염기서열을 포함하는 20bp 이상의 연속적인 염기서열로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 프로브 또는 서열번호 3 내지 서열번호 44로 이루어진 군에서 선택된 염기서열을 가지는 프로브를 포함하는 탄저균 검출용 조성물을 제공한다.The present invention also (a) a base sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; (b) a nucleotide sequence complementary to (a) above; And (c) at least one probe selected from the group consisting of 20 bp or more consecutive nucleotide sequences derived from the nucleotide sequences of (a) or (b) and comprising a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 3 to SEQ ID NO: 44 Or it provides a composition for detecting anthrax, including a probe having a base sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 3 to SEQ ID NO: 44.
상기 조성물에는 상기 프라이머 또는 프로브를 이용하여 탄저균을 검출하는데 필요한 실험과정(예: PCR, 서던 블럿 등) 및 결과 확인에 필요한 여러 가지 시약들, 예컨대, PCR 반응 혼합물, 제한효소, 아가로스, 혼성화 및/또는 전기영동에 필요한 완충용액 등이 추가로 포함될 수 있다.The composition may include a variety of reagents, such as PCR reaction mixtures, restriction enzymes, agarose, hybridization, and the like, for example, an experimental procedure (eg, PCR, Southern blot, etc.) necessary for detecting anthrax by using the primer or probe. And / or buffers required for electrophoresis.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명은 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 본 실시예로 한정하고자 하는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are only intended to illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention to this embodiment.
<< 실시예Example 1> 1>
SSHSSH (( SuppressionSuppression subtractivesubtractive hybridizationhybridization )에 의한 탄저균 특이 유전체의 규명Of anthrax-specific genomes
<1-1> <1-1> 게노믹Genomic DNADNA (( GenomicGenomic DNADNA ) 분리) detach
게노믹 DNA의 분리는 탄저균(B. anthracis) 한국주 창녕(수의과학검역원으로부터 입수, 2000년 7월 6일 경남 창녕군 길곡면 마천리에서 탄저병으로 사망한 환자가 섭취한 의문사 쇠고기로부터 분리된 균주)과 바실러스 세레우스(B. cereus) KCTC 3624T를 실험균주로 하였으며, Ausubel 등의 방법 (Ausubel et al., Current protocols in molecular biology, section 22.4, John Wiely and Sons, New York, N.Y., 1994)에 준하여 실시하였다. Isolation of genomic DNA is anthrax (B. anthracisChangnyeong, Korea (obtained from Veterinary Science and Quarantine Service, July 6, 2000)Bacillus Cereus(B. cereusKCTC 3624T was used as an experimental strain, and was performed according to Ausubel et al. (Ausubel et al., Current protocols in molecular biology, section 22.4, John Wiely and Sons, New York, N.Y., 1994).
먼저, 3 ㎖의 뉴트리언트 브로스(nutrient broth. Difco사)에서 배양한 실험 균주를 1.5 ㎖ 마이크로튜브로 옮기고 15,000 rpm에서 2분간 원심하여 균체를 침전시켰다. 침전된 균체는 100 ㎕의 TE 버퍼(pH 8.0)를 가하여 잘 현탁하고, 20 ㎕의 10% SDS(sodium dodecyl sulfate)와 10 ㎕의 프로테아제(proteinase) K (10 ㎎/㎖)를 가하여 50℃에서 1시간 반응시켰다. 상기 반응시킨 균체는 200 ㎕의 10% CTAB(cetyltrimethylammonium bromide)/0.7 M NaCl 용액을 가하여 잘 혼합한 후 다시 65℃에서 10분간 반응하고 여기에 동량의 클로로포름/이소아밀알콜(24:1) 용액을 가하여 5분간 진탕한 다음 4℃에서 5분간 원심분리한 후 상층액만 새로운 튜브로 옮겼다. 여기에 1/10배의 3 M 소디움 아세테이트와 2배의 100% 에탄올을 가하여 게노믹 DNA를 침전시켰다. 상기 침전된 게노믹 DNA는 70% 에탄올로 세척한 다음, 50 ㎕의 TE 완충액에 용해하고 RNase를 최종농도가 20 ㎍/㎖ 되도록 가한 후 42℃에서 30분간 반응시켜 RNA를 제거하였다. 상기 정제된 DNA는 스펙트로미터(Model MBA 2000, Perkin-Elmer사, Norwalk, CN, USA)를 사용하여 260nm에서 정량하고 -20℃에 보존하면서 실험에 사용하였다.First, the experimental strains incubated in 3 ml of nutrient broth (Difco) were transferred to 1.5 ml microtubes and centrifuged at 15,000 rpm for 2 minutes to precipitate the cells. The precipitated cells were well suspended by adding 100 µl of TE buffer (pH 8.0), and 20 µl of 10% sodium dodecyl sulfate (SDS) and 10 µl of proteinase K (10 mg / ml) at 50 ° C. The reaction was carried out for 1 hour. The reacted cells were mixed well by adding 200 μl of 10% CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) /0.7 M NaCl solution, followed by reaction at 65 ° C. for 10 minutes, and the same amount of chloroform / isoamyl alcohol (24: 1) solution was added thereto. After shaking for 5 minutes and centrifuged for 5 minutes at 4 ℃, only the supernatant was transferred to a new tube. Genomic DNA was precipitated by adding 1/10 times 3M sodium acetate and 2 times 100% ethanol. The precipitated genomic DNA was washed with 70% ethanol, dissolved in 50 μl of TE buffer, RNase was added to a final concentration of 20 μg / ml, and then reacted at 42 ° C. for 30 minutes to remove RNA. The purified DNA was used for the experiment while quantifying at 260nm using a spectrometer (
<1-2> 제한효소 절단<1-2> restriction enzyme cleavage
게노믹 DNA에 어댑터(adaptor)를 연결하기 위하여, 상기 추출한 게노믹 DNA에 RsaI 제한효소를 처리하였다. In order to connect an adapter to the genomic DNA, the extracted genomic DNARsaI restriction enzyme was treated.
실시예 <1-1>에서 분리 정제한 탄저균(B. anthracis) 한국주 CR과 바실러스 세레우스(B. cereus) KCTC 3624T의 게노믹 DNA 각 2 ㎍에 제한효소 RsaI (10 unit/㎕, Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany) 1.5 ㎕와 10X 버퍼 5 ㎕를 가하여 37℃ 항온수조에서 5~16시간 동안 절단한 후, 1.0% LE 아가로즈 겔(FMC Bioproducts, Rockland, ME, USA)에서 100 V로 20분간 전기영동하였다. 전기영동한 후 EtBr(ethidium bromide) (10 ㎎/㎖)로 10분간 염색하고, Gel Doc 2000 시스템 (Bio-Rad사, Hercules, CA, USA)을 이용하여 절단 유무를 확인하였다. 그 결과 도 2의 A에 나타난 바와 같이, 절단된 것을 확인할 수 있었으며, 절단을 확인한 다음 0.2 M EDTA 용액을 2.5 ㎕ 첨가하여 반응을 정지시켰다. 절단된 DNA는 페놀/클로로포름/이소아밀알콜(25:24:1) 용액을 사용하여 정제하고 0.5배의 3 M 소디움 아세테이트와 2.5배의 100% 에탄올을 가하여 침전시킨 다음 80% 에탄올로 세척하고 6.5 ㎕의 3차 멸균증류수에 용해하였다.Example <1-1> Purification by anthrax in (B. anthracis) Korea main CR and Bacillus cereus (B. cereus) to genomic DNA restriction enzyme for each of the 2 ㎍ KCTC 3624T Rsa I (10 unit / ㎕, Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany) 1.5 μl and 5 μl of 10X buffer were added for 5-16 hours in a 37 ° C. constant temperature water bath, and then 100 V on 1.0% LE agarose gel (FMC Bioproducts, Rockland, ME, USA). Electrophoresis was performed for 20 minutes. After electrophoresis, staining was performed with EtBr (ethidium bromide) (10 mg / ml) for 10 minutes, and the presence or absence of cleavage was checked using a
<1-3> SSH(<1-3> SSH ( SuppressiveSuppressive SubtractiveSubtractive HybridizationHybridization ))
SSH(Suppressive subtractive hybridization)는 CLONTECH Laboratories사 (Palo Alto, CA U.S.A.)의 하이브리다이제이션 키트(PCR-Select Bacterial Genome Subtractive Hybridization kit, Catalog#: K1809-1)를 사용하였으며, SSH과정의 모식도를 도 1에 나타내었다. Suppressive subtractive hybridization (SSH) used a hybridization kit (PCR-Select Bacterial Genome Subtractive Hybridization kit, Catalog #: K1809-1) from CLONTECH Laboratories (Palo Alto, CA USA). Shown in
먼저 시험 균주인 탄저균(B. anthracis) 한국주 창녕의 어댑터가 연결된 테스터 DNA(adaptor-ligated tester DNA)를 만들기 위해, RsaI으로 절단된 탄저균(B. anthracis) 게노믹 DNA 1.2 ㎕에 증류수 1.8 ㎕를 첨가하여 희석한 다음 5 X 라이게이션 버퍼 2 ㎕, T4 DNA 라이게이즈 (400 units/㎕) 1 ㎕와 증류수 1.8 ㎕를 가하여 라이게이션 마스터 믹스(ligation master mix)를 제작하였다. 라이게이션 반 응 혼합액은 두개의 튜브에 각각 희석 DNA 1 ㎕, 10 uM 어댑터 1 또는 어댑터 2R 2 ㎕ 및 라이게이션 마스터 믹스(ligation master mix) 7 ㎕를 혼합하여 최종 부피가 10 ㎕이 되도록 조절한 다음 16℃ 항온수조에서 하룻밤 동안 반응시켰다.First, in order to make adapter-ligated tester DNA ( B. anthracis ) of Changnyeong, Korea, the test strain, 1.8 μl of distilled water was added to 1.2 μl of B. anthracis genomic DNA digested with Rsa I. After dilution, 2 μl of 5 × ligation buffer, 1 μl of T4 DNA ligation (400 units / μl) and 1.8 μl of distilled water were added to prepare a ligation master mix. The ligation reaction mixture is adjusted to a final volume of 10 μl by mixing 1 μl of diluted DNA, 2 μl of 10
1차 하이브리다이제이션(hybridization)을 위해 비교 균주인 바실러스 세레우스(B. cereus) KCTC 3624T DNA 2 ㎕, 1-어댑터가 연결된 테스터 DNA(1-adaptor-linked tester DNA) 1 ㎕ 및 하이브리다이제이션 버퍼를 사용하여 총 부피가 4 ㎕이 되도록 조정한 다음 98℃에서 1분 30초 동안 변성시키고 63℃에서 1시간 30분간 하이브리다이제이션을 실시하였다. 2R-어댑터가 연결된 테스터 DNA(2R-adaptor-linked tester DNA) 시료도 상기와 동일한 방법으로 수행하였다.2 μl of B. cereus KCTC 3624T DNA, 1 μl of 1-adaptor-linked tester DNA and hybridization buffer, a comparative strain for primary hybridization The total volume was adjusted to 4 μl and then denatured at 98 ° C. for 1 minute and 30 seconds, and hybridization was performed at 63 ° C. for 1 hour and 30 minutes. A 2R-adaptor-linked tester DNA sample was also performed in the same manner as above.
2차 하이브리다이제이션은 비교 균주인 바실러스 세레우스(B. cereus) KCTC 3624T의 게노믹 DNA 1 ㎕에 2X 하이브리다이제이션 버퍼 1 ㎕을 첨가하여 98℃에서 1분 30초 동안 변성시킨 다음 1차 하이브리다이제이션 반응액(1-adaptor-linked tester DNA 이용한 1차 하이브리다이제이션 반응액과 2R-adaptor-linked tester DNA를 이용한 1차 하이브리다이제이션 반응액 2가지)과 잘 혼합하여 63℃에서 하룻밤 반응시켰다. 여기에 200 ㎕의 희석 버퍼를 첨가하여 63℃에서 7분 동안 반응시키고 -20℃에 보관하였다.Secondary hybridization is comparative strain Bacillus Cereus (B. cereus) and KCTC 3624T to the addition of
<1-4> <1-4> 네스티드Nested PCR( PCR ( nestednested PCRPCR ))
탄저균(B. anthracis)의 특이 유전체를 규명하기 위하여 네스티드 PCR(nested PCR)을 실시하였다. 상기 실시예 <1-3>의 하이브리다이제이션 반응액 1 ㎕에 PCR 프라이머(adaptor sequence specific primer 5'-CTAATACGACTCACTATAGGGC-3', 서열번호 45) 1 ㎕, 10X 버퍼 2.5 ㎕, Taq DNA 중합효소(Roche사) 1 ㎕ 및 증류수 19.5 ㎕을 가하여 72℃에서 2분간 반응시킨 후, DNA thermal cycler (Model 480, Perkin Elmer사)에서 94℃에서 30초, 66℃에서 30초, 72℃에서 1.5분의 반응을 25회 실시하였다. 다시 PCR 산물 1 ㎕과 증류수 39 ㎕을 혼합한 후 2차 PCR을 실시하였다. 프라이머로는 nested primer 1(5'-TCGAGCGGCCGCCCGGGCAGGT-3', 서열번호 46)과 nested primer 2R(5'-AGCGTGGTCGCGGCCGAGGT-3', 서열번호 47)을 사용하였으며 94℃에서 30초, 68℃에서 30초, 72℃에서 1.5분 반응을 12회 실시하였다. PCR 증폭 산물은 1.2% LE 아가로즈 겔 (FMC)에서 전기영동하여 확인하였고, 그 결과를 도 2의 B에 나타내었다. Anthrax (B. anthracisNested PCR was performed to identify specific genomes. 1 μl of a PCR primer (adaptor sequence
<1-5> <1-5> 클로닝Cloning
PCR 증폭 산물은 TOPO TA 클로닝 시스템(Invitrogen사, Carlsbad, CA, U.S.A.)을 사용하여 pCR 2.1 벡터에 클로닝하고 E. coli TOP 10으로 형질전환 하였다. PCR amplification products were cloned into pCR 2.1 vectors using the TOPO TA cloning system (Invitrogen, Carlsbad, CA, U.S.A.)E. coli Transformed to TOP 10.
먼저, 상기 실시예 <1-4>의 PCR 산물 1 ㎕ (10 ng)에 DNA 라이게이즈 1 ㎕ (1 U), 10X 버퍼 1 ㎕, 10 mM ATP 1 ㎕ 및 D.W 6 ㎕를 차례로 가하고 실온에서 5분간 라이게이션하였다. 라이게이션 용액 1 ㎕를 취하여 50 ㎕의 E. coli TOP 10 컴페턴트 셀(competent cell)과 잘 혼합한 다음 얼음에서 30분간 방치하고 42℃에서 30초간 열 충격을 가하여 DNA를 세포내로 유입시켰다. 형질 전환한 E. coli 배양액 은 37℃에서 220 rpm으로 1시간 동안 진탕 배양한 다음, 암피실린(50 ㎍/㎖), 12 ㎕의 X-gal (50 ㎎/㎖)을 함유하는 LB 평판배지 (Sigma-Aldrich사, St. Louis, Mo, U.S.A.)에 도말하고 37℃에서 16시간 동안 배양하였다. PCR 증폭 산물의 삽입유무를 측정하기 위하여 배양 후 성장한 집락 중 흰색 집락만을 취하고 5 ㎖의 LB 브로스에 접종하여 37℃에서 220 rpm으로 16시간동안 진탕 배양한 다음, 플라스미드 DNA 퓨리피케이션 키트(Plasmid DNA purification kit, Promega사. Madison, WI, U.S.A.)를 이용하여 플라스미드 DNA를 분리하였다. 상기 분리한 플라스미드 DNA는 제한효소 EcoRI (Roche사)을 가하여 37℃에서 1시간 절단하고 1.0% LE 아가로즈 겔(FMC)로 전기영동하여 PCR 증폭 산물의 클로닝 유무를 관찰하였다.First, 1 µl (1 U) of DNA ligase, 1 µl of 10X buffer, 1 µl of 10 mM ATP, and 6 µl of DW were sequentially added to 1 µl (10 ng) of the PCR product of Example <1-4> at room temperature. Ligation was performed for 5 minutes. 1 μl of ligation solution was taken, mixed well with 50 μl of
<1-6> <1-6> 리버스Reverse 서던 하이브리다이제이션(Southern hybridization ReverseReverse southernsouthern hybridizationhybridization ))
클로닝이 확인된 플라스미드 DNA로부터 상기 실시예 <1-4>에서 사용한 nested primer 1과 nested primer 2R을 이용하여 탄저균(B. anthracis) DNA를 PCR로 증폭하였다(도 2의 C). 증폭된 DNA 30 ㎕는 100℃에서 5분간 가열하여 변성시킨 후 얼음에 5분간 방치하고 20X SSC (USB Co., Cleveland, OH, U.S.A.)를 동량 첨가하여 총 부피를 100 ㎕로 하였다. 서던 블럿은 ECL 키트(ECL Direct Nucleic Acid Labelling and Detection System, Amersham Biosciences사, Little Chafont, Buckinghamshire, UK)를 이용하였다. 6X SSC에 미리 정치하였던 Hybond-N+ 멤브레인(Amersham Biosciences)은 Bio-Dot 미세여과장치(Bio-Dot Microfitration Apparatus, Bio-Rad사)에 넣어 장착하고 각 웰에 증류수 500 ㎕씩 분주하여 멤브레 인을 가수하였다. 각 웰에 DNA 용액을 50 ㎕씩 분주하고 2X SSC로 세척한 후 멤브레인을 꺼내어 Whatmann 3 MM 페이퍼 위에서 건조시킨 후 Stratalinker® UV 크로스링커 (Stratagene, La Jolla, CA, U.S.A.)를 이용하여 1000 J에서 3분 30초간 크로스링킹(crosslinking)하였다. 크로스링킹 후 ECL 하이브리다이제이션 버퍼(hybridization buffer) 6 ㎖을 첨가하여 42℃에서 30분간 프리하이브리다이제이션(prehybridization) 한 후, 표지된 프로브를 넣고 하룻밤 반응시켰다. 상기 표지된 프로브(Probe)는 탄저균(B. anthracis)의 게노믹 DNA(100 ㎍/㎖) 200 ㎕을 RsaI (Roche)으로 절단하여 1시간 동안 37℃에서 반응시킨 후 증류수 30 ㎕에 용해시키고 100℃에서 10분간 변성시킨 다음 DNA 표지 용액과 글루타르알데히드(glutaraldehyde)용액을 동량 첨가하고 37℃에서 20분간 반응시켜 제조하였다. 한편, 반응 후 멤브레인은 꺼내어 0.4% SDS, 0.5X SSC에서 20분간 1회, 2X SSC에서 5분간 2회 세척한 후 건조하고 ECL 검출 시약(ECL detection reagent) 첨가하여 필름 카세트 (Eastman Kodak사, Rochester, NY, U.S.A.)에 멤브레인에 넣고 ECL 필림 (Eastman Kodak사)에 현상하였고, 그 결과를 도 3B에 도시하였다. From the plasmid DNA confirmed cloning using the nested
한편, 상기 탄저균에 특이적인 클론이 바실러스 세레우스(B. cereus)에는 비특이적임을 확인하기 위하여, 바실러스 세레우스 게노믹 DNA를 프로브로 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로 리버스 서던 하이브리다이제이션을 실시하였고, 그 결과를 도 3A에 도시하였다.On the other hand, in order to confirm that the clone specific to the anthrax is non-specific to B. cereus , reverse Southern hybridization was performed in the same manner as above except that Bacillus cereus genomic DNA was used as a probe. The results are shown in FIG. 3A.
상기, 도 3의 A와 B를 비교한 결과, 탄저균에 특이적이고 바실러스 세레우스에는 비특이적인 클론 32개를 선발할 수 있었다.As a result of comparing A and B of FIG. 3, 32 clones specific to anthrax and nonspecific to Bacillus cereus were selected.
<1-7> 유전자 염기서열 분석<1-7> Gene Sequencing
상기 실시예 <1-6>에서 서던 하이브리다이제이션(Southern hybridization)을 통해 탄저균에 양성으로 나타난 클론 32개를 시퀀싱 키트(BigDye Terminatior Cycle Sequencing Kit, Applied Biosystems사, Foster City, CA, U.S.A.)를 이용하여 유전자 염기서열을 분석하였다. 재조합 플라스미드를 Promega DNA 정제 키트(Promega DNA purification kit, Promega사)를 이용하여 E. coli로부터 순수 정제한 후 플라스미드 DNA 2 ㎕ (50 ng)에 반응액(Bigdye terminator ready reaction mixture) 8 ㎕과 시퀀싱 프라이머(sequencing primer, M13 또는 SP6) 3.2 pM을 가하고 증류수로 최종 부피를 20 ㎕이 되도록 조정한 다음 GeneAmp™ PCR 시스템 2700 (Applied Biosystems사)에서 96℃ 10초, 50℃ 5초, 60℃ 4분을 25회 반복하는 사이클 시퀀싱 PCR(cycle sequencing PCR)을 수행하였다. 여기에 3M 소디움 아세테이트(pH 4.6) 2 ㎕와 95% 에탄올 50 ㎕을 가하여 실온에서 15분간 정치한 후 15,000 rpm에서 20분간 원심분리하여 DNA를 침전시키고 70% 에탄올 100 ㎕로 세척한 다음 건조하여 잔여 염색제(dye)을 제거하였다. 정제된 DNA는 TSR (template suppression reagent) 13 ㎕에 용해하고 95℃에서 2분간 가열한 후 얼음에서 5분간 정치한 다음 ABI PRISM 310 유전자 분석기(ABI PRISM 310 Genetic Analyzer, Applied Biosystems사)에서 전개하였다. 32 clones positive for anthrax by Southern hybridization in Example <1-6> using a BigDye Terminatior Cycle Sequencing Kit, Applied Biosystems, Foster City, CA, USA Gene sequencing was analyzed. Recombinant plasmids were prepared using a Promega DNA purification kit (Promega).E. coliAfter purification from pure, 8 μl of Bigdye terminator ready reaction mixture and 3.2 pM of sequencing primer (M13 or SP6) were added to 2 μl (50 ng) of plasmid DNA and the final volume was adjusted to 20 μl with distilled water. Next, a cycle sequencing PCR was performed in a GeneAmp ™ PCR System 2700 (Applied Biosystems), repeating 25 times at 96 ° C for 10 seconds, 50 ° C for 5 seconds, and 60 ° C for 4 minutes. 2 μl of 3M sodium acetate (pH 4.6) and 50 μl of 95% ethanol were added thereto, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 15 minutes, followed by centrifugation at 15,000 rpm for 20 minutes to precipitate DNA, washed with 100 μl of 70% ethanol, and then dried. The dye was removed. Purified DNA was dissolved in 13 μl of template suppression reagent (TSR), heated at 95 ° C. for 2 minutes, and allowed to stand on ice for 5 minutes and then developed on an ABI PRISM 310 Genetic Analyzer (Applied Biosystems).
분석한 유전자 염기서열은 미국 BLAST (National Center for Biotechnology Information, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast)를 이용하여 검색하고 GenBank에 등재된 유전자 염기서열들과 다중 정렬하고 행렬식 유사도를 구하였으며, ORF finder (NCBI)를 이용하여 단백질 코딩 부위를 분석하였다. The gene sequences analyzed were searched using the US National BLAST (National Center for Biotechnology Information, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast), multi-aligned with the gene sequences listed in GenBank and deterministic similarity The protein coding site was analyzed using ORF finder (NCBI).
분석결과, 상기 분석된 서열이 GenBank No. AE017334.2(GI:50082967)의 5010707번 내지 5011879번의 염기서열과 100% 상동성을 나타내어 탄저균의 글라이코실트랜스퍼라제 유전자(서열번호 1)임을 동정할 수 있었다.As a result of analysis, the analyzed sequence was GenBank No. AE017334.2 (GI: 50082967) exhibited 100% homology with the nucleotide sequences of 5010707 to 5011879, and thus could be identified as the glycosyltransferase gene (SEQ ID NO: 1) of anthrax.
<< 실시예Example 2> 2>
중합효소연쇄반응을Polymerase chain reaction 이용한 탄저균( Anthrax using B. B. anthracisanthracis )) 특이적 유전자 검출Specific gene detection
<2-1> 탄저균 특이적 <2-1> anthrax specific 프라이머의Of primer 제작 making
탄저균(B. anthracis ) 특이적 유전자 검출을 위하여 SSH(suppressive subtractive hybridization)에 의해 선별된 유전자 염기서열들 중 글라이코실 트랜스퍼라제 유전자 서열을 기초로 프라이머 3 (http://frodo.wi.mit.edu/cgi-bin/primer3/primer3_www.cgi) 프로그램을 이용하여 프라이머를 설계하였다(표 1). 설계된 프라이머는 (주)제노텍 (Taejon, Korea)에 의뢰하여 200 pM 스케일(scale)로 합성하고 PAGE로 정제하였다. 합성한 프라이머는 10 μM 농도로 희석하고 -20℃에 보관하면서 실험에 사용하였다. Anthrax (B. anthracis )Primer 3 (http://frodo.wi.mit.edu/cgi-bin/) based on glycosyl transferase gene sequence among gene sequences selected by SSH (suppressive subtractive hybridization) for specific gene detection Primers were designed using the primer3 / primer3_www.cgi program (Table 1). The designed primer was commissioned by Genotech Co., Ltd. (Taejon, Korea) on a 200 pM scale and purified by PAGE. The synthesized primers were diluted in 10 μM concentration and stored at -20 ° C and used for the experiment.
<2-2> 중합효소연쇄반응(<2-2> polymerase chain reaction PCRPCR ))
합성된 프라이머가 탄저균(B. anthracis)만을 특이적으로 검출할 수 있는지 확인하기 위하여, 상기 합성된 프라이머 중 서열번호 43 및 서열번호 44의 프라이머 조합을 이용하여 중합효소연쇄반응(PCR)을 수행하였다. 우선, 도 4에 개시된 분리 정제한 탄저균(B. anthracis)과 대조 균주들의 DNA 1 ㎕ (10 ng)에 반응액(10X Taq buffer 2 ㎕, 2.5 mM dNTPs 8 ㎕, 1.25 mM MgCl2 10 ㎕, D.W. 59 ㎕, 10 uM 정방향 프라이머 1 ㎕, 10 uM 역방향 프라이머 1 ㎕와 Taq 중합효소(Biogrand, Seoul, Korea)를 각 0.5 ㎕씩 가한 다음 94℃ 5분 1회, 94℃ 30초, 58℃ 30초, 72℃ 40초간의 반응을 30회 반복하고 72℃에서 10분간 반응하여 증폭하였다. PCR 산물은 1% LE 아가로즈 겔(FMC)에서 전기영동하고 증폭 유무 및 크기를 관찰하였다. The synthesized primer is anthrax (B. anthracisIn order to confirm that only) can be specifically detected, polymerase chain reaction (PCR) was performed using a primer combination of SEQ ID NO: 43 and SEQ ID NO: 44 among the synthesized primers. First, the separated and purified anthrax (see FIG. 4)B. anthracis) And 1 μl (10 ng) of DNA of control strains (2 μl 10X Taq buffer, 8 μl 2.5 mM dNTPs, 10 μl 1.25
실험결과 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이, 상기 프라이머들이 탄저균(B. anthracis) 유전자만을 특이적으로 증폭시키고, 바실러스 세레우스(B. cereus ) 및 다른 바실러스 속 균주의 유전자는 증폭시키지 않는 것을 알 수 있었다. As the experimental results shown in Figs. 5 and 6, wherein the primers are Bacillus anthracis (B. anthracis) gene amplification and only a specific, Bacillus cereus (B. cereus) and the gene of the other Bacillus strains that do not know that amplification Could.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 검출방법은 탄저균만을 특이적으로 검출할 수 효과가 있으며, 특히 탄저균과 분류학적, 분자생물학적으로 매우 유사한 바실러스 세루스(B. cereus)와 탄저균을 구별할 수 있는 장점이 있어, 탄저균의 검출에 매우 유용하게 이용될 수 있다.As described above, the detection method according to the present invention is effective in detecting only anthrax, and in particular, it is possible to distinguish B. cereus and anthrax, which are very similar to anthrax and taxonomically and molecularly. There is an advantage, it can be very useful for the detection of anthrax.
서열목록 전자파일 첨부 Attach sequence list electronic file
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060102680A KR100812795B1 (en) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | Primer and probe for detection of bacillus anthracis and method for detecting bacillus anthracis using thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060102680A KR100812795B1 (en) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | Primer and probe for detection of bacillus anthracis and method for detecting bacillus anthracis using thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100812795B1 true KR100812795B1 (en) | 2008-03-12 |
Family
ID=39398592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060102680A KR100812795B1 (en) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | Primer and probe for detection of bacillus anthracis and method for detecting bacillus anthracis using thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100812795B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101947801B1 (en) | 2010-06-07 | 2019-02-13 | 파이어플라이 바이오웍스, 인코포레이티드 | Scanning multifunctional particles |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6878519B1 (en) | 2002-01-24 | 2005-04-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | DNA probes for specific genes of anthrax |
-
2006
- 2006-10-23 KR KR1020060102680A patent/KR100812795B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6878519B1 (en) | 2002-01-24 | 2005-04-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | DNA probes for specific genes of anthrax |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NCBI, ZP-0039211(2005. 05. 16.) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101947801B1 (en) | 2010-06-07 | 2019-02-13 | 파이어플라이 바이오웍스, 인코포레이티드 | Scanning multifunctional particles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Foster et al. | Real-time PCR assays of single-nucleotide polymorphisms defining the major Brucella clades | |
US9340837B2 (en) | Methods and kits useful in the differentiation of Burkholderia species | |
JP3016399B2 (en) | Identification of Salmonella by polymerase chain reaction | |
CN101432426B (en) | Primer and probe for detection of mycobacterium intracellulare, and method for detection of mycobacterium intracellulare by using the primer and probe | |
JP2013520186A (en) | Assays and kits for serotyping of Pseudomonas aeruginosa and oligonucleotide sequences useful in such methods and kits | |
CN103103181B (en) | Primers, probes, methods and uses thereof for the detection of mycobacterium kansasii | |
JP2001103986A (en) | Amplification and detection of mycobacterium avium complex species | |
JP2007274934A (en) | Primer set and method for detecting food poisoning bacterium | |
KR101050391B1 (en) | Pneumococcal Detection Primer, Probe and Pneumococcal Detection Method Using the Same | |
KR100812795B1 (en) | Primer and probe for detection of bacillus anthracis and method for detecting bacillus anthracis using thereof | |
Saxena et al. | Identification of unique bacterial gene segments from Streptococcus mutans with potential relevance to dental caries by subtraction DNA hybridization | |
KR101299627B1 (en) | Primers for simultaneous detection of foodborne bacteria and use thereof | |
KR101151728B1 (en) | Primer and probe for detection of Streptococcus oralis and method for detecting Streptococcus oralis using thereof | |
KR101108967B1 (en) | Primer and probe for detection of Streptococcus mitis and method for detecting Streptococcus mitis using thereof | |
CZ298165B6 (en) | Oligonucleotide and method for detecting Pectinatus frisingensis and Pectinatus cerevisiiphilu by making use of such oligonucleotide | |
WO2019221219A1 (en) | Method for examining bacterium, microarray for examining bacterium, kit for examining bacterium, probe set for examining bacterium, and primer set for examining bacterium | |
JP4477741B2 (en) | Method for detecting Mycoplasma and Ureaplasma bacteria and method for identifying Mycoplasma and Ureaplasma species | |
JP2001299354A (en) | Nucleic acid for detecting bacterium belonging to genus mycobacterium | |
WO2009099037A1 (en) | Primer and probe for detecting chlamydophila caviae, as well as a chlamydophila caviae detection method using the same | |
US10190176B2 (en) | Primers, probes, and methods for mycobacterium tuberculosis specific diagnosis | |
WO2000034517A1 (en) | Detection of mycobacterium avium subspecies | |
JP5110423B2 (en) | Microbe identification method, primer used in the method, and identification kit | |
JP5097785B2 (en) | Identification method of Mycoplasma and Ureaplasma species | |
JPH0690796A (en) | Probe for detecting campylobacter jejuni and coli and method for detecting the same | |
JPH0698800A (en) | Method for detecting acholeplasma |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
G170 | Publication of correction | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130103 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131231 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |