KR20110037379A - 실시간 중합효소 연쇄반응과 고해상도 융해 분석을 이용한 아벨리노 각막이상증 검사 방법 및 이를 위한 검사 키트 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 아벨리노 각막이상증 검사 방법은, 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi의 코돈 124를 포함하는 부위의 증폭을 위한 프라이머 및 상기 유전자 TGFBi 증폭시 유전자의 이중가닥 사이에 결합(interchelating)되어 유전자 증폭량을 시각적으로 나타내는 표지물질을 이용하여 피검자의 유전자 TGFBi를 PCR 증폭하는 단계와, 상기 PCR 증폭 산물에 대해 온도를 가하여 유전자 TGFBi의 이중 가닥을 단일 가닥으로 풀어줌으로써 유전자 TGFBi의 이중 가닥 사이에 존재하는 표지물질의 양이 줄어들게 하는 단계와, 온도의 상승에 따라 상기 PCR 증폭 산물의 유전자 TGFBi의 이중 가닥 사이에 존재하는 표지물질의 양이 감소하는 경향을 이용하여 상기 피검자의 유전자 TGFBi에 대한 온도 대 표지물질의 양에 관한 융해곡선을 결정하는 단계와, 상기 피검자의 유전자 TGFBi 융해곡선으로부터 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi가 정상, 돌연변이 또는 이형접합체인지 여부를 분석하는 단계를 포함한다.
실시간 중합효소 연쇄반응, 고해상도 융해, 단일염기 다형성, 아벨리노 각막이상증, TGFBi 유전자, 고속진단, 비용절감
Description
본 발명은 실시간 중합효소 연쇄반응(Real-time Polymerase Chain Reaction; Real-time PCR, 이하 "리얼 타임 PCR"로 기재함)과 고해상도 융해(High Resolution Melting, 이하 "HRM"으로 기재함) 분석을 이용하여 아벨리노 각막이상증(Avellino corneal dystrophy)을 손쉽고 빠르게 검사할 수 있는 아벨리노 각막증 검사 방법 및 이를 위한 검사 키트에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi의 코돈 124에 존재하는 단일염기 다형성(single nucleotide polymorphism: SNP, 이하 "SNP"로 기재함)을 실시간 중합효소 연쇄반응 및 고해상도 융해 분석을 이용하여 손쉽고 빠르게 그리고 저렴한 비용으로 검사할 수 있는 아벨리노 각막이상증 검사 방법 및 이를 위한 검사키트에 관한 것이다.
일반적으로 각막이영양증(corneal dystrophy)은 각막 중심에 혼탁이 발생하여 노화에 따라 혼탁이 심해져 시력이 감소하는 상염색체 우성 유전질환이다. 그 중 대표적인 질환이 아벨리노 각막이상증으로서, 아벨리노 각막이상증(Avellino corneal dystrophy, "아벨리노 각막이영양증"이라고도 함)은 각막 위에 불투명한 층이 형성되어 각막을 손상시킴으로써 시력을 저하시키거나 실명하게 만드는 유전 질환이다.
1997년 Munier 등에 의해 사람의 5번 염색체의 q 아암(arm)(장완) 31번 위치에 존재하는 것으로 확인된 TGFBi(transforming growth factor beta-induced) 유전자에서 발생하는 돌연변이들은 크게 코돈 124와 코돈 555의 돌연변이로 나뉘어 진다. 코돈 124의 돌연변이로 인해 발생하는 각막이상증으로는 아벨리노 각막이상증(CGC→CAC: Arginine→Histidine: R124H)과, 격자각막이상증(CGC→TGC: Arginine→Cycteine: R124C)이 있으며, 코돈 555의 돌연변이로 인해 발생하는 각막이상증으로는 라이스-뷔클러 각막이상증(CGG→CAG: Arginine→Glutamine: R555Q)과, 과립각막이상증(CGG→TGG : Arginine→Tryptophan : R555W) 등이 있다.
TGFBi 유전자 돌연변이에 의한 각막이상증 중 특히 아벨리노 각막이상증은 각막에 각막기질 혼탁을 유발하는 상염색체 우성의 양안성 병변을 보이는 유전질환으로서, 이형접합체(heterozygote)의 아벨리노 각막이상증 환자는 연령이 증가함에 따라 시력의 상당한 손실을 보이고, 동형접합체(homozygote)의 아벨리노 각막이상증 환자는 대략 6세부터 실명하는 것으로 알려져 있다.
최근에는 임상적으로 과립각막이상증으로 진단받은 환자의 91%에서 TGFBi 유전자의 코돈 555의 돌연변이에 의한 과립각막이상증이 아닌 코돈 124의 돌연변이에 의한 아벨리노 각막이상증임이 보고된 바가 있다. 아벨리노 각막이상증은 기존에 과립각막이상증으로 알려졌던 안질환으로부터 분리되어 새로이 명명된 질환으로, 전세계적으로 가장 흔한 각막 이상증으로 알려져 있으며 유전자 검사결과 국내에 1/340~1/1,000 사이의 유병율(이형접합체의 경우)로 상당히 흔한 질환이다 (Holland, E.J. et al., Ophthalmology, 99:1564, 1992; Kennedy, S.M. et al., Br. J. Ophthalmol., 80:489, 1996; Dolmetsch, A.M. et al., Can. J. Ophthalmol., 31:29, 1996; Afshari, N.A. et al., Arch. Ophthalmol., 119:16, 2001; Stewart, H.S. Hum. Mutat., 14:126, 1999).
특히, 라식(LASIK) 시술이후 각막이상증이 악화된다는 보고가 있어 각막이상증의 정확한 진단 및 라식(LASIK) 시술 이후 각막이상증의 악화를 방지하기 위하여 TGFBi 유전자의 돌연변이 검사가 필수적이다. 따라서, 라식수술의 시술 전에 아벨리노 각막이상증 환자에 대한 정확한 진단을 수행하여, 라식수술에 의한 증상 진행을 방지할 필요가 있다. 그러나, 기존의 안과에서는 안과의사가 현미경으로 안구 혼탁을 검사하는 것만으로 아벨리노 각막이상증을 진단하고 있어 증상이 진행되지 않은 환자의 경우는 발견하지 못하고, 라식수술을 시행하여 실명으로 발전하는 경우도 종종 발생하고 있다.
현재 널리 시행되고 있는 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi의 코돈 124에 존재하는 SNP 검사방법으로서는 TGFBi 유전자의 PCR 산물에 프라이머를 부착시킨 다음 각각의 돌연변이에 대응하는 ddNTP들을 신장시켜 분석하는 스냅샷 (SNaPShot) 방법과, TGFBi 유전자의 PCR 산물에 프라이머를 부착시킨 다음 여러 가지 효소(DNA polymerase, Sulfurylase, Luciferase, Apyrase)들을 사용하여 방출되 는 옥시루시페린(oxyluciferin)을 CCD 카메라로 검출함으로써 돌연변이를 분석하는 파이로시퀀싱(pyrosequencing) 방법 등이 개발되어 사용되고 있다. 그러나, 이들 방법은 시간이 많이 소요되거나 고가의 장비를 사용하여야 할 뿐만 아니라, PCR 산물을 정제한 후 다시 다른 과정을 수행해야 하는 등 절차가 복잡하여 일상적으로 사용하기에는 많은 제약이 따른다.
한편, 이러한 종래의 진단방법의 문제점을 고려하여 대한민국 공개특허공보 10-2007-0076532호에서는 각막이영양증을 진단하는 DNA 칩을 이용하여 간편하게 아벨리노 각막이상증을 진단할 수 있는 기술에 대해 개시하고 있다. 그러나, DNA 칩을 이용한 각막이상증 진단방법은 PCR 반응 후의 산물을 DNA 칩에 혼성화하여 SNP를 식별하는 방법이므로 PCR 산물의 수득 후 추가적인 분석이 요구되고, DNA 칩에 사용되는 프로브에 따라 위양성 결과가 나타날 수 있다는 한계를 가지고 있다.
따라서, 본 발명이 속하는 기술분야에서는 아벨리노 각막이상증을 빠르고 간편하게 진단하면서도 민감도와 특이도가 100%에 가깝게 정확한 새로운 아벨리노 각막이상증의 검사방법의 제공이 요구되고 있다고 할 수 있다.
본 발명은 상기한 기존의 아벨리노 각막이상증 검사방법이 가지고 있는 여러 문제점을 극복하고, 사용이 간편하여 검사에 걸리는 소요시간도 짧아 일상적인 아벨리노 각막이상증 검사방법(TGFBi 유전자 돌연변이 검사 방법)으로서 널리 활용될 수 있는 검사 방법 및 이를 위한 검사 키트를 개발하고자 안출되었다.
본 발명의 목적은 아벨리노 각막이상증 검사방법에 필요한 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi의 코돈 124를 포함하는 부위를 정확하고 효율(efficiency)이 높게 증폭시킬 수 있는 프라이머를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 리얼타임 PCR 방법 및 HRM 분석으로 정확하고 효율(efficiency)이 높게 TGFBi 유전자 코돈 124의 SNP를 검출하여 민감도와 특이도가 높게 아벨리노 각막이상증을 검사하는 아벨리노 각막이상증 검사 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 리얼타임 PCR 방법 및 HRM 분석으로 정확하고 효율(efficiency)이 높게 TGFBi 유전자 코돈 124의 SNP를 검출하여 민감도와 특이도가 높게 아벨리노 각막이상증을 검사하는 아벨리노 각막이상증 검사 키트를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기한 아벨리노 각막이상증 검사방법에 필요한 리얼타임 PCR 키트를 제공하는데 있다.
상기한 발명의 기술적 과제를 해결하고 상기한 발명의 목적에 부합되도록 예의 연구를 거듭한 결과, 본 발명자는 리얼타임 PCR 방법과 HRM 분석을 이용하여 보다 저렴하고 신속하게 그리고 정확하고 재현성이 우수하게 TGFBi 유전자 코돈 124의 SNP를 판독할 수 있는 TGFBi 유전자 코돈 124의 SNP 검사 방법을 완성하게 되었다.
본 발명의 일실시예의 아벨리노 각막이상증 검사 방법은,
아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi의 코돈 124를 포함하는 부위의 증폭을 위한 프라이머 및 상기 유전자 TGFBi 증폭시 유전자의 이중가닥 사이에 결합(interchelating)되어 유전자 증폭량을 시각적으로 나타내는 표지물질을 이용하여 피검자의 유전자 TGFBi를 PCR 증폭하는 단계와,
상기 PCR 증폭 산물에 대해 온도를 가하여 유전자 TGFBi의 이중 가닥을 단일 가닥으로 풀어줌으로써 유전자 TGFBi의 이중 가닥 사이에 존재하는 표지물질의 양이 줄어들게 하는 단계와,
온도의 상승에 따라 상기 PCR 증폭 산물의 유전자 TGFBi의 이중 가닥 사이에 존재하는 표지물질의 양이 감소하는 경향을 이용하여 상기 피검자의 유전자 TGFBi에 대한 온도 대 표지물질의 양에 관한 융해곡선을 결정하는 단계와,
상기 피검자의 유전자 TGFBi 융해곡선으로부터 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi가 정상, 돌연변이 또는 이형접합체인지 여부를 분석하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예의 아벨리노 각막이상증 검사 방법은, 상기 피검자의 유전자 TGFBi 융해곡선을 TGFBi 유전자 코돈 124 정상 SNP 대조군, TGFBi 유전자 코돈 124 돌연변이 SNP 대조군 및 TGFBi 유전자 코돈 124 이형접합 SNP 대조군의 융해곡선들과 비교하여 단일 염기서열의 변이 유무를 분석하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예의 아벨리노 각막이상증 검사 방법은, 상기 유전자 TGFBi가 융해되는 온도(Tm)를 분석하여 정상 대조군과 돌연변이, 또는 정상 대조군과 이형접합체 사이에서 단일 염기서열의 변이 유무를 분석하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예의 아벨리노 각막이상증 검사 키트는,
아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi의 코돈 124를 포함하는 부위의 증폭을 위한 프라이머 및 상기 유전자 TGFBi 증폭시 유전자의 이중가닥 사이에 결합(interchelating)되어 유전자 증폭량을 시각적으로 나타내는 표지물질을 이용하여 피검자의 유전자 TGFBi를 PCR 증폭하는 수단과,
상기 PCR 증폭 산물에 대해 온도를 가하여 유전자 TGFBi의 이중 가닥을 단일 가닥으로 풀어줌으로써 유전자 TGFBi의 이중 가닥 사이에 존재하는 표지물질의 양이 줄어들게 하는 수단과,
온도의 상승에 따라 상기 PCR 증폭 산물의 유전자 TGFBi의 이중 가닥 사이에 존재하는 표지물질의 양이 감소하는 경향을 이용하여 상기 피검자의 유전자 TGFBi에 대한 온도 대 표지물질의 양에 관한 융해곡선을 결정하는 수단과,
상기 피검자의 유전자 TGFBi 융해곡선으로부터 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi가 정상, 돌연변이 또는 이형접합체인지 여부를 분석하는 수단을 포함한다.
본 발명의 일실시예의 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi PCR 증폭키트는, 염기서열 1의 TGFBi 유전자 증폭용 상류 프라이머와, 염기서열 2의 TGFBi 유전자 증폭용 하류 프라이머와, TGFBi 유전자 증폭시 유전자의 이중가닥 사이에 결합(interchelating)되어 유전자 증폭량을 시각적으로 나타내는 표지물질과, 유전자 중합효소, dNTPs 및 PCR 완충용액을 포함한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 표지물질은 PCR 과정에서 이중가 닥 사이에 결합(interchelating)될 수 있는 형광물질인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하기로는 상기 표지물질은 형광물질인 SYBR 그린 I(SYBR Green I)일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니고 당업계에 알려진 방사성 물질 또는 발광성 물질 등 다양한 표지물질이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 유전자 TGFBi의 코돈 124를 포함하는 부위의 증폭을 위한 프라이머는 상류 프라이머 및 하류 프라이머의 프라이머 쌍으로 이루어질 수 있다. 상기 상류 프라이머는 서열번호 1의 염기서열을 갖고, 상기 하류 프라이머는 서열번호 2의 염기서열을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 아벨리노 각막이상증 검사 방법 및 검사 키트를 사용하면 리얼타임 PCR 방법 및 HRM 분석이 절묘하게 조합되어 TGFBi 유전자 코돈 124 SNP 검사용 검체로부터의 검사가 간편하면서도 신속하게 수행된다.
즉, 본 발명의 검사 방법 및 검사 키트를 이용할 경우 TGFBi 유전자 코돈 124 SNP를 분석하는데 약 1시간 30분이 소요됨으로써, 종래기술의 아벨리노 각막이상증 검사방법들이 3시간 정도의 검사시간이 소요되는 점을 감안할 때 검사시간을 대폭 단축할 수 있고 라식 수술을 위해 지방에서 온 환자의 경우에도 당일 검사, 당일 수술이 가능하게 되는 장점을 제공하게 된다.
또한, 본 발명의 아벨리노 각막이상증 검사 방법 및 검사 키트는 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi의 코돈 124에 존재하는 SNP를 민감도와 특이도가 100%에 가깝게 정확하게 검사할 수 있으며, 또한 재현성도 매우 높은 장점이 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 기초하여 보다 상세하게 기술한다. 본 발명의 하기 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다. 본 발명에 인용된 참고문헌은 본 발명에 참고로서 통합된다.
본 발명의 리얼타임 PCR 방법과 HRM 분석을 이용한 TGFBi 유전자 코돈 124 SNP 검사 방법 및 이를 이용한 아벨리노 각막이상증 검사방법은 하기와 같은 기술로 구성된다.
실시예 1:
TGFBi
유전자 코돈 124 SNP 검사용 프라이머의 선별 및 합성
본 발명의 목적에 따라 TGFBi 유전자 코돈 124를 포함하는 유전자 부위를 정확하고 주형과의 결합 효율(binding efficiency)이 높게 증폭할 수 있는 TGFBi 유전자 코돈 124 내 SNP 검사용 프라이머를 하기와 같이 제작하였다.
1) TGFBi 유전자 코돈 124를 포함하는 유전자 부위 증폭용 프라이머의 선별
미국 NCBI(National Center for Biotechnology Information)의 데이터베이스로부터 TGFBi 유전자의 전체 DNA 염기서열(NT_034772.5)을 확보하였다. 확보된 TGFBi 유전자의 전체 DNA 염기서열을 중 엑손 4 내 코돈 124를 포함하는 부위를 최 종적으로 선별하여 이를 TGFBi-HRMF 상류 프라이머(Forward primer)(서열번호 1) 및 TGFBi-HRMR 하류 프라이머(Reverse primer)(서열번호 2)로 각각 명명하였다(하기 표 1 참조).
[표 1] TGFBi-HRM 프라이머 염기서열 구조
| 프라이머 명 | 염기서열 구조 (5' → 3') |
| TGFBi-HRMF | GGATCCACCACCACTCAGC |
| TGFBi-HRMR | TCCTTGCCAGCTGTGAGATG |
2) 선별된 TGFBi-HRM 상류 및 하류 프라이머의 합성
상기 과정에서 선별된 TGFBi-HRM 상류 및 하류 프라이머를 올리고 뉴클레오티드 포스포르아미다이트 합성화학에 근거한 고체상 합성기법을 탑재하고 있는 Expedite TM 8909 핵산 합성기(ABI 사)를 이용하여 합성하였다.
합성반응은 올리고뉴클레오티드 3' 말단에 위치한 뉴클레오사이드를 고정시킨 CPG 컬럼에서 수행하였으며, 기본적으로 디트리틸레이션(detritylation), 커플링(coupling), 캡핑(capping), 산화(oxidation) 반응을 반복주기로 하여 선별된 PCR 프라이머의 올리고뉴클레오티드 중합반응을 수행하였다.
합성 종료 후 30% 암모니아수를 CPG 컬럼에 가하여 상기 올리고머를 격리시킨 다음 55℃에서 12시간 이상 탈보호(deprotection)시켜 고속진공(Speed Vac.)으로 농축 건조하였으며, 다시 역상액체크로마토그래피 및 음이온교환 크로마토그래피를 수행하여 순수 정제하였다. 최종 정제된 올리고머는 260nm에서 흡광도를 측정 하여 정량하였다.
실시예 2:
TGFBi
유전자 내 코돈 124 SNP 대조군 제작
본 발명의 목적에 따라 리얼타임 PCR 방법 및 HRM 분석으로 정확하고 효율(efficiency)이 높게 TGFBi 유전자 내 코돈 124의 SNP를 분석하는데 필요한 정상 SNP, 돌연변이(동형접합체) SNP 및 이형접합 SNP를 포함하는 대조군들을 하기와 같이 제작하였다.
우선, TGFBi 유전자 내 코돈 124의 SNP가 정상, 돌연변이(동형접합체) 및 이형접합체로 나타난 각각의 DNA 검체를 대상으로 상기 실시예 1에서 합성된 TGFBi-HRM 상류 및 하류 프라이머를 이용하여 PCR을 시행하여 PCR 산물을 수득하였다.
그런 다음, 각각 정상 SNP, 돌연변이(동형접합체) SNP 및 이형접합 SNP를 포함하는 PCR 산물을 3,929 bp의 플라스미드 벡터 pCR2.1로 접합(ligation)시키고, 이를 플라스미드 수용 박테리아 세포(competent cell)에 형질전환(transformation)시켰다.
형질전환된 박테리아를 배양한 뒤 박테리아로부터 플라스미드 DNA를 분리정제하여 4,957 bp의 TGFBi 유전자 내 코돈 124 부위를 포함하는 절편과 3,929 bp의 플라스미드 벡터 pCR2.1이 접합된 TGFBi 유전자 내 코돈 124 SNP 대조군을 획득하였다.
실시예 3: 리얼타임 PCR 방법 및 HRM 분석을 이용한
TGFBi
유전자 코돈 124 SNP 검사 방법에 필요한 검사 키트의 제작
본 발명의 목적에 따라 상기한 TGFBi 유전자 내 코돈 124 부분의 증폭용 프라이머와, TGFBi 유전자 내 코돈 124 SNP 대조군들과, 리얼타임 PCR 수행에 필요한 모든 시약을 포함하는 TGFBi 유전자 코돈 124 SNP 검사 키트를 하기와 같이 고안하였다.
상기한 TGFBi 유전자 코돈 124 SNP 검사 키트는 하기와 같은 시약 및 장치로 구성되어 있다.
※
TGFBi
유전자 코돈 124 SNP 검사 키트 (도 1 및 도 2)
① TGFBi 유전자 코돈 124 부위 증폭용 상류 프라이머 TGFBi-HRMF(10 pmol/㎕) 0.1 ㎖
② TGFBi 유전자 코돈 124 부위 증폭용 하류 프라이머 TGFBi-HRMR(10 pmol/㎕) 0.1 ㎖
③ TGFBi 유전자 코돈 124 부위 증폭용 리얼타임 PCR 완충용액(통상 상업적으로 입수가능한 것 사용가능), Taq 폴리머라제, dNTPs 및 형광물질인 HRM Dye(예를 들어, SYBR 그린 등)가 포함되어 있는 2X 프리믹스(pre mix) 1.0 ㎖
④ TGFBi 유전자 코돈 124 정상 SNP 대조군 (5 X 107/㎕) 0.2 ㎖
⑤ TGFBi 유전자 코돈 124 돌연변이 SNP 대조군 (5 X 107/㎕) 0.2 ㎖
⑥ TGFBi 유전자 코돈 124 이형접합 SNP 대조군 (5 X 107/㎕) 0.2 ㎖
⑦ 3X 증류수 1 ㎖
실시예 4:
TGFBi
유전자 코돈 124 SNP 검출 및 아벨리노 각막이상증 검사를 위한 리얼타임 PCR의 수행 및 HRM 분석
실시예 2에서 획득하여 실시예 3에서 각각 키트화한 TGFBi 유전자 코돈 124 정상 SNP 대조군 1 ㎕, TGFBi 유전자 코돈 124 돌연변이 SNP 대조군 1 ㎕ 및 TGFBi 유전자 코돈 124 이형접합 SNP 대조군 1 ㎕를 각각의 200㎕ PCR 튜브에 넣었다.
그리고, 상기 각각의 PCR 튜브에, 실시예 3의 TGFBi 유전자 코돈 124 부위 증폭용 상류 프라이머 TGFBi-HRMF 1 ㎕와, 실시예 3의 TGFBi 유전자 코돈 124 부위 증폭용 하류 프라이머 TGFBi-HRMR 1 ㎕와, 실시예 3의 TGFBi 유전자 코돈 124 부위 증폭용 리얼타임 PCR 완충용액, Taq 폴리머라제, dNTPs 및 형광물질인 HRM Dye가 포함되어 있는 2X 프리믹스(pre mix) 10 ㎕를 첨가한 후, 실시예 3의 3X 증류수를 첨가하여 총 부피를 20㎕로 하였다.
그런 다음, 혼합과 원심분리과정을 수행한 후 리얼타임 PCR 장치(Roche사의 Light cycler 480)를 이용하여 95℃에서 10초 동안 가온한 다음, 95℃에서 10초, 60℃ 10초, 72℃ 10초의 반복되는 과정을 45회 실시하였으며, 반응 종료 후 고해상도 융해(high resolutin mealting; HRM) 분석 방법을 이용하여 TGFBi 유전자 코돈 124의 SNP를 판독하였다 (도 3, 도 4a 및 도 4b 참조).
도 3에는 실시예 2에서와 같이 TGFBi 유전자 코돈 124 정상 SNP 대조군, TGFBi 유전자 코돈 124 돌연변이 SNP 대조군 및 TGFBi 유전자 코돈 124 이형접합 SNP 대조군을 제작한 다음, 전술한 바와 같이 리얼 타임 PCR 방법을 시행한 결과를 나타내는 그래프가 도시되어 있다. 도 3은 증폭 도해(amplication plots) 및 리얼타임 PCR 반응 종료 후 획득된 융해 곡선(mealting curve)을 나타내고 있다.
또한, 도 4a 및 도 4b에는 본 실시예의 방법에 따라 리얼타임 PCR 방법을 시행한 다음, HRM 분석으로 TGFBi 유전자 코돈 124의 정상 SNP, 돌연변이 SNP 및 이형접합체 SNP를 판독한 결과가 도시되어 있다. 즉, 도 4a 및 도 4b에서는 리얼타임 PCR 반응 종료 후 분석된 HRM(high resolution mealting) 곡선을 도시하고 있는데, 이 곡선들로부터 TGFBi 유전자 코돈 124의 정상 SNP, 돌연변이 SNP 및 이형접합체 SNP가 분리되어 각각의 SNP가 용이하게 판독되었다.
이와 관련하여 본 발명의 아벨리노 각막이상증 검사방법에 있어서, 리얼타임 PCR 방법은 SYBR 그린(SYBR Green)과 같은 형광물질이 PCR 과정에서 이중가닥 (double strand) DNA 사슬에 결합(interchelating)되도록 하고 PCR 산물의 증폭과 함께 발색하는 형광의 양을 검출함으로써 증폭산물의 생성량을 측정할 수 있다. 또한, HRM 분석은 리얼타임 PCR 반응 후 온도를 높여 주어 DNA 이중 가닥을 풀어줌으로써 DNA 이중 가닥 사이에 존재하는 형광물질의 양이 줄어들게 되는 융해곡선의 패턴, 특히 DNA가 융해(변성)되는 온도(Tm)를 분석하여 정상 대조군과 돌연변이, 또는 정상 대조군과 이형접합체 사이에서 염기서열의 변이 유무를 분석할 수 있는 것이다(도 6 참조). 즉, 본 발명의 아벨리노 각막이상증 검사방법은 리얼타임 PCR 방법 및 HRM 분석의 절묘한 조합에 의해 TGFBi 유전자 코돈 124 SNP를 간편하게 그 리고 신속하게 검출할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 아벨리노 각막이상증 검사 방법 및 검사 키트를 사용하면 리얼타임 PCR 방법 및 HRM 분석이 절묘하게 조합되어 TGFBi 유전자 코돈 124 SNP 검사용 검체로부터의 검사가 간편하면서도 신속하게 수행된다.
즉, 본 발명의 방법을 이용할 경우 TGFBi 유전자 코돈 124 SNP를 분석하는데 약 1시간 30분이 소요된다. 전술한 바와 같은 종래기술의 아벨리노 각막이상증 검사방법들이 3시간 정도의 검사시간이 소요되는 점을 감안하면 본 발명의 아벨리노 각막이상증 검사 방법 및 검사 키트는 검사시간을 대폭 단축할 수 있고, 라식 수술을 위해 지방에서 온 환자의 경우에도 당일 검사, 당일 수술이 가능하게 되는 장점을 제공하게 된다.
실시예 5: 본 발명의 검사방법의 특이도 및 민감도에 대한 확인
실시예 4에서 TGFBi 코돈 124 SNP가 각각 정상, 돌연변이(동형접합체) 및 이형접합체로 판독된 결과의 유효성을 검증하기 위하여 ABI prism 3100 자동염기서열 분석기로 TGFBi 코돈 124 SNP의 염기서열을 분석하였다. 그 결과, ABI prism 3100 자동염기서열 분석기에 의한 TGFBi 코돈 124 SNP의 염기서열 분석 결과와 실시예 4에서 관찰된 TGFBi 코돈 124의 SNP 결과가 일치하는 것으로 확인되었다(도 5 참조).
따라서, 본 발명의 아벨리노 각막이상증 검사방법은 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi의 코돈 124에 존재하는 SNP를 민감도와 특이도가 100%에 가깝게 정확하게 검사할 수 있으며, 또한 재현성도 매우 높아 아벨리노 각막이상증을 진단하는데 매우 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.
이상 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 TGFBi 코돈 124 SNP 판독에 사용되는 리얼타임 PCR 키트의 포장 외관을 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 TGFBi 코돈 124 SNP 판독에 사용되는 리얼타임 PCR 키트의 구성을 보여주는 사진이다.
도 3은 실시예 2에서와 같이 TGFBi 유전자 코돈 124 정상 SNP 대조군, TGFBi 유전자 코돈 124 돌연변이 SNP 대조군 및 TGFBi 유전자 코돈 124 이형접합 SNP 대조군을 제작한 다음, 실시예 4에 따라 리얼 타임 PCR 방법을 시행한 결과를 나타내는 도면이다. 도 3은 증폭 도해(amplication plots) 및 리얼타임 PCR 반응 종료 후 획득된 융해 곡선(mealting curve)을 나타내고 있다.
도 4a 및 도 4b는 실시예 4의 방법에 따라 리얼타임 PCR 방법을 시행한 다음, HRM 분석으로 TGFBi 유전자 코돈 124의 정상 SNP, 돌연변이 SNP 및 이형접합체 SNP를 판독한 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예 4에서 TGFBi 코돈 124 SNP가 각각 정상, 돌연변이(동형접합체) 및 이형접합체로 판독된 결과의 유효성을 검증하기 위하여 ABI prism 3100 자동염기서열 분석기로 TGFBi 코돈 124 SNP의 염기서열을 분석한 결과를 나타내는 도면이다. 도 5에 표시된 A는 정상 코돈(CGC Arg124), B는 돌연변이 코돈(CAC His124), C는 이형접합 코돈(CGC Arg124, CAC His124)을 나타낸다.
도 6은 HRM 분석 방법에 있어서 리얼타임 PCR 반응 후 온도를 높여 주어 DNA 이중 가닥을 풀어줌으로써 DNA 이중 가닥 사이에 존재하는 형광물질의 양이 줄어드 는 것을 나타내는 융해곡선 그래프이다.
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ggatccacca ccactcagc 19
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> TGFBi-HRMR Reverse Primer
<400> 2
tccttgccag ctgtgagatg 20
Claims (10)
- 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi의 코돈 124를 포함하는 부위의 증폭을 위한 프라이머 및 상기 유전자 TGFBi 증폭시 유전자의 이중가닥 사이에 결합되어 유전자 증폭량을 시각적으로 나타내는 표지물질을 이용하여 피검자의 유전자 TGFBi를 PCR 증폭하는 단계와,상기 PCR 증폭 산물에 대해 온도를 가하여 유전자 TGFBi의 이중 가닥을 단일 가닥으로 풀어줌으로써 유전자 TGFBi의 이중 가닥 사이에 존재하는 표지물질의 양이 줄어들게 하는 단계와,온도의 상승에 따라 상기 PCR 증폭 산물의 유전자 TGFBi의 이중 가닥 사이에 존재하는 표지물질의 양이 감소하는 경향을 이용하여 상기 피검자의 유전자 TGFBi에 대한 온도 대 표지물질의 양에 관한 융해곡선을 결정하는 단계와,상기 피검자의 유전자 TGFBi 융해곡선으로부터 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi가 정상, 돌연변이 또는 이형접합체인지 여부를 분석하는 단계를 포함하는 아벨리노 각막이상증 검사 방법.
- 제1항에 있어서,상기 피검자의 유전자 TGFBi 융해곡선을 TGFBi 유전자 코돈 124 정상 SNP 대조군, TGFBi 유전자 코돈 124 돌연변이 SNP 대조군 및 TGFBi 유전자 코돈 124 이형접합 SNP 대조군의 융해곡선들과 비교하여 단일 염기서열의 변이 유무를 분석하는 단계를 포함하는 아벨리노 각막이상증 검사 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 유전자 TGFBi가 융해되는 온도(Tm)를 분석하여 정상 대조군과 돌연변이, 또는 정상 대조군과 이형접합체 사이에서 단일 염기서열의 변이 유무를 분석하는 것을 특징으로 하는 아벨리노 각막이상증 검사 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 표지물질은 PCR 과정에서 이중가닥 사이에 결합될 수 있는 형광물질인 것을 특징으로 하는 아벨리노 각막이상증 검사 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 유전자 TGFBi의 코돈 124를 포함하는 부위의 증폭을 위한 프라이머는 상류 프라이머 및 하류 프라이머의 프라이머 쌍으로 이루어지고, 상기 상류 프라이머는 서열번호 1의 염기서열을 갖고, 상기 하류 프라이머는 서열번호 2의 염기서열을 갖는 것을 특징으로 하는 아벨리노 각막이상증 검사 방법.
- 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi의 코돈 124를 포함하는 부위의 증폭을 위한 프라이머 및 상기 유전자 TGFBi 증폭시 유전자의 이중가닥 사이에 결합되어 유전자 증폭량을 시각적으로 나타내는 표지물질을 이용하여 피검자의 유전자 TGFBi를 PCR 증폭하는 수단과,상기 PCR 증폭 산물에 대해 온도를 가하여 유전자 TGFBi의 이중 가닥을 단일 가닥으로 풀어줌으로써 유전자 TGFBi의 이중 가닥 사이에 존재하는 표지물질의 양이 줄어들게 하는 수단과,온도의 상승에 따라 상기 PCR 증폭 산물의 유전자 TGFBi의 이중 가닥 사이에 존재하는 표지물질의 양이 감소하는 경향을 이용하여 상기 피검자의 유전자 TGFBi에 대한 온도 대 표지물질의 양에 관한 융해곡선을 결정하는 수단과,상기 피검자의 유전자 TGFBi 융해곡선으로부터 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi가 정상, 돌연변이 또는 이형접합체인지 여부를 분석하는 수단을 포함하는 아벨리노 각막이상증 검사 키트.
- 제6항에 있어서,상기 표지물질은 PCR 과정에서 이중가닥 사이에 결합될 수 있는 형광물질인 것을 특징으로 하는 아벨리노 각막이상증 검사 키트.
- 제6항 또는 제7항에 있어서,상기 유전자 TGFBi의 코돈 124를 포함하는 부위의 증폭을 위한 프라이머는 상류 프라이머 및 하류 프라이머의 프라이머 쌍으로 이루어지고, 상기 상류 프라이머는 서열번호 1의 염기서열을 갖고, 상기 하류 프라이머는 서열번호 2의 염기서열을 갖는 것을 특징으로 하는 아벨리노 각막이상증 검사 키트.
- 염기서열 1의 TGFBi 유전자 증폭용 상류 프라이머와, 염기서열 2의 TGFBi 유전자 증폭용 하류 프라이머와, TGFBi 유전자 증폭시 유전자의 이중가닥 사이에 결합되어 유전자 증폭량을 시각적으로 나타내는 표지물질과, 유전자 중합효소, dNTPs 및 PCR 완충용액을 포함하는 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi PCR 증폭키트.
- 제9항에 있어서,상기 표지물질은 PCR 과정에서 이중가닥 사이에 결합될 수 있는 형광물질인 것을 특징으로 하는 아벨리노 각막이상증 원인 유전자 TGFBi PCR 증폭키트.
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| KR1020090094799A KR20110037379A (ko) | 2009-10-06 | 2009-10-06 | 실시간 중합효소 연쇄반응과 고해상도 융해 분석을 이용한 아벨리노 각막이상증 검사 방법 및 이를 위한 검사 키트 |
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2009
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