KR102768600B1 - Primer Pair having Miso-Winglet Structure for Allele Analysis, and Method for Analyzing Alleles of SNP using the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 여러 개의 단일염기서열변이의 대립유전자를 한 번의 다중 중합효소 연쇄반응(Multiplex-PCR)으로 분석하기에 어려운 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, Miso-Winglet 구조의 올리고뉴클레오타이드, Miso-Winglet 구조의 올리고뉴클레오타이드를 이용한 다중 중합효소 연쇄반응(Multiplex-PCR) 기반의, 한 개 혹은 여러 개의 단일염기서열변이의 각 대립유전자를 검출하는 방법이다.The present invention was designed to solve the problem of difficulty in analyzing alleles of multiple single nucleotide sequence variations with a single multiplex polymerase chain reaction (multiplex-PCR), and is a method for detecting each allele of one or more single nucleotide sequence variations based on a multiplex polymerase chain reaction (multiplex-PCR) using an oligonucleotide of a Miso-Winglet structure.
Description
본 발명은 단일염기서열변이의 각 대립유전자 모두를 conventional PCR 방법으로 분석할 때, 다수의 단일염기서열변이를 다중 중합효소 연쇄반응(Multiplex-PCR) 방식으로 적용하기 어려운 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, Miso-Winglet 구조의 올리고뉴클레오타이드 및 이를 이용하여 1개 혹은 다수의 단일염기서열변이(SNP, Single Nucleotide polymorphisms)의 각 대립유전자를 다중 중합효소 연쇄반응(Multiplex-PCR)으로 검출하는 방법에 관한 것이다.The present invention was devised to solve the problem of difficulty in applying a multiplex polymerase chain reaction (multiplex-PCR) method to a large number of single nucleotide polymorphisms when analyzing all alleles of a single nucleotide polymorphism by a conventional PCR method, and relates to an oligonucleotide having a Miso-Winglet structure and a method for detecting each allele of one or more single nucleotide polymorphisms (SNPs) by a multiplex polymerase chain reaction (multiplex-PCR) using the same.
단일염기서열변이(Single nucleotide variant, SNV)는 생물의 유전체상의 변이 중 단일염기서열이 다른 차이를 보이는 변이를 의미하며, 단일염기서열다형성(single nucleotide polymorphism, SNP)과 점돌연변이(point mutation)가 여기에 포함된다.Single nucleotide variant (SNV) refers to a mutation in the genome of an organism that exhibits a difference in a single nucleotide sequence, and includes single nucleotide polymorphism (SNP) and point mutation.
단일염기다형성(SNP, Single Nucleotide polymorphisms)은 같은 생물 종 내 유전체의 같은 위치에서 특정 염기서열 하나가 다른 염기로 변화되어 다른 형질로 표현되는 것을 의미하며, 점돌연변이(point mutation)는 하나의 염기서열이 치환, 삽입 또는 결실되어 나타나며 특정 단백질의 생성을 막거나 변형시킬 수 있다.Single nucleotide polymorphisms (SNPs) refer to a change in a specific base sequence at the same location in the genome of the same species, which results in a different trait being expressed, while point mutations occur when a single base sequence is substituted, inserted, or deleted, and can block or alter the production of a specific protein.
이러한 단일염기서열변이를 이용해 질병에 대한 유전적 기능을 이해하고, 이를 이용해 질병의 예방이나 치료에 사용되는 맞춤의약에 활용 될 수 있으며, 유전자적인 개체간의 품종 구분에도 활용될 수 있기 때문에 관심이 집중되고 있다. These single nucleotide sequence variations are attracting attention because they can be used to understand the genetic function of diseases, and can be used to develop personalized medicine for the prevention or treatment of diseases, and can also be used to distinguish between genetically distinct individuals.
단일염기서열변이의 검출을 위해서 PCR 기술을 응용한 다양한 검출 방법이 사용되고 있는데, 대표적으로 DNA 프로브에 형광물질을 사용하여 단일염기서열변이를 확인 할 수 있는 실시간 PCR(Real-Time PCR) 방법과 단일염기서열변이 위치를 프라이머 3' 말단에 위치 시켜 사용하는 AS-PCR(Allele-specific PCR) 방법이 있다. Various detection methods using PCR technology are being used to detect single nucleotide sequence mutations. Representative examples include the real-time PCR method that uses a fluorescent substance on a DNA probe to detect single nucleotide sequence mutations, and the AS-PCR (Allele-specific PCR) method that uses the single nucleotide sequence mutation location at the 3' end of the primer.
형광물질을 사용하는 실시간 PCR 방법은 실시간으로 결과를 분석할 수 있고, 후속 분석 실험 과정이 없다는 장점이 있다. 하지만 형광물질을 사용한 실시간 PCR 방법은 특정 파장대의 형광을 사용할 수 있는 채널이 5개로 제한되기 때문에 단일염기서열변이의 2가지 대립유전자 중 1가지만 분석할 경우 5개의 단일염기서열변이의 대한 다중 분석이 가능하나, 2가지 대립유전자를 모두 확인하려면 1개 혹은 2개의 단일염기서열변이 밖에 분석할 수 없다는 것과, 형광물질과 실시간 PCR 장비를 사용하기 위해 많은 비용이 발생하는 단점이 있다.Real-time PCR methods using fluorescent substances have the advantage of being able to analyze results in real time and eliminating the need for follow-up analysis experiments. However, real-time PCR methods using fluorescent substances have a limitation of using only five channels for fluorescence of a specific wavelength range, so if only one of the two alleles of a single nucleotide sequence variation is analyzed, multiplexing of five single nucleotide sequence variations is possible, but only one or two single nucleotide sequence variations can be analyzed to confirm both alleles, and there are disadvantages in that a lot of costs are incurred for using fluorescent substances and real-time PCR equipment.
AS-PCR(Allele-specific PCR) 기술을 사용하는 일반 PCR (conventional PCR, general PCR) 분석 방법은 단일염기서열변이의 2가지 대립유전자 중 1가지만 분석 할 경우 다중증폭방법(Multiplex-PCR) 기술을 적용해 10개 이상의 단일염기서열변이를 분석할 수 있다는 장점이 있지만, 단일염기서열변이의 2가지 대립유전자를 모두 확인하기 위해서 4개의 프라이머를 사용하는 ARMS-PCR(Amplification refractory mutation system) 기술을 적용해야만 한다. The conventional PCR (general PCR) analysis method using AS-PCR (Allele-specific PCR) technology has the advantage of being able to analyze more than 10 single nucleotide sequence mutations by applying multiplex-PCR technology when only one of the two alleles of a single nucleotide sequence mutation is analyzed. However, in order to confirm both alleles of a single nucleotide sequence mutation, ARMS-PCR (Amplification refractory mutation system) technology using four primers must be applied.
ARMS-PCR 기술은 주형가닥으로 사용될 이중가닥의 DNA에서 2가지의 대립유전자의 대한 특이적 프라이머를 양방향 제작하여 각각 다른 방향으로 결합 할 수 있도록 고안된 기술이다. ARMS-PCR technology is a technology designed to produce specific primers for two different alleles in a double-stranded DNA to be used as a template strand, so that they can bind in different directions.
이러한 ARMS-PCR 기술은 1개의 단일염기서열변이를 구별하기에는 유용하나 각각의 대립 유전자의 대한 증폭산물 이외에 추가 증폭산물이 더 발생하기 때문에, 2개 이상의 단일염기서열변이의 대해서 다중증폭 기술의 적용 시에는 증폭산물의 개수가 3의 배수로 늘어나며 비특이적 증폭산물의 발생 가능성이 높아지고, 프라이머 설계 시 증폭산물의 크기를 각 단일염기서열변이의 증폭산물 마다 그룹화하여 나열하기에 어려움이 있다. This ARMS-PCR technique is useful for distinguishing a single nucleotide sequence mutation, but since additional amplification products are generated in addition to the amplification products for each allele, when applying the multiple amplification technique to two or more single nucleotide sequence mutations, the number of amplification products increases by a multiple of three, which increases the possibility of generating non-specific amplification products, and it is difficult to group and list the sizes of amplification products by amplification product for each single nucleotide sequence mutation when designing primers.
이러한 어려움을 해결하기 위해서 본 발명은 단일염기서열변이의 2가지 대립 유전자를 단방향으로 설계하면서 증폭산물의 크기를 조절하고, 각각의 대립유전자의 증폭산물 외 추가적인 증폭산물이 발생 되지 않는 PCR 프라이머 설계 방법을 발명하게 되었다.To solve these difficulties, the present invention invented a method for designing PCR primers that control the size of the amplification product while designing two alleles of a single nucleotide sequence mutation unidirectionally and do not generate additional amplification products other than the amplification products of each allele.
본 기술은 다중 증폭 기술(Multiplex-PCR)에 적용하여 다수의 단일염기서열변이의 대립유전자들을 1회의 실험으로 동시에 확인 할 수 있다는 장점이 있다.This technology has the advantage of being able to simultaneously identify multiple alleles of single nucleotide sequence mutations in a single experiment by applying multiplex amplification technology (multiplex-PCR).
본 발명의 목적은 단일염기서열변이의 각 대립유전자를 PCR 방법으로 분석 할 때, 증폭하고자 하는 주형가닥의 서열을 기준으로 같은 방향의 각 대립유전자 PCR 프라이머를 설계하는 방법에 관한 것으로, 주형가닥의 상보적인 1개의 정방향 혹은 역방향 프라이머와 2개의 각 대립유전자의 상보적인 정방향 혹은 역방향 프라이머를 이용한 설계 방법이다. The purpose of the present invention is to design PCR primers for each allele in the same direction based on the sequence of a template strand to be amplified when analyzing each allele of a single nucleotide sequence mutation by a PCR method, the design method using one complementary forward or reverse primer of the template strand and two complementary forward or reverse primers of each allele.
더욱 자세하게는, 단일염기서열변이의 각 대립유전자에 대한 PCR 프라이머를 설계할 때, 5`말단에 주형가닥과 상보적인 서열을 추가 하여 각 대립유전자의 증폭산물의 크기를 조절하고, 다른 대립유전자의 중복되는 서열의 특정 부분을 다른 염기로 치환하여 각각의 대립유전자 PCR 프라이머 간의 주형가닥에 혼성화되는 과정을 경쟁시켜 PCR 프라이머의 특이도를 증가시키는 방법이다.More specifically, when designing PCR primers for each allele of a single nucleotide sequence mutation, the size of the amplified product of each allele is controlled by adding a sequence complementary to the template strand to the 5' end, and by replacing a specific part of the overlapping sequence of another allele with a different base to compete for the hybridization process between the PCR primers of each allele to the template strand, thereby increasing the specificity of the PCR primers.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서,In order to achieve the above purpose of the present invention,
본 발명은 (A) 대립유전자의 변이위치의 말단염기 X를 포함하며 5'-방향으로 10~30개 염기 크기의 후단영역과, 상기 후단영역의 5'-방향으로 하기 프라이머-2에 의한 PCR 산물과 구별되기에 충분한 크기의 전단영역을 가지며, 상기 후단영역 5'-방향의 1~3개 연속된 염기가 주형에 비상보적인 변이부 A가 있고, 나머지 염기는 대립유전자-1의 염기와 상보적인, 대립유전자-1을 위한 프라이머-1;과, (B) 대립유전자의 변이위치의 말단염기 X'를 포함하며 5'-방향으로 10~30개 염기 크기이며 주형에 상보적인, 대립유전자-2를 위한 프라이머-2;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대립유전자 분석을 위한 프라이머 쌍을 제공한다. The present invention provides a primer pair for allele analysis, characterized in that it consists of (A) a primer-1 for allele-1, which includes a terminal base X of a mutation site of an allele and has a size of 10 to 30 bases in the 5'-direction, and a front region of a sufficient size to be distinguished from a PCR product by primer-2 in the 5'-direction of the rear region, and has a mutation part A in which 1 to 3 consecutive bases in the 5'-direction of the rear region are non-complementary to a template, and the remaining bases are complementary to the bases of allele-1; and (B) a primer-2 for allele-2, which includes a terminal base X' of a mutation site of an allele and has a size of 10 to 30 bases in the 5'-direction and is complementary to a template.
본 발명에서 상기 프라이머-1의 후단영역 또는 프라이머-2의 1 또는 2개소에는 1~3개 연속된 염기가 주형에 비상보적인 변이부 B 및/또는 변이부 C, C'를 추가할 수 있다.In the present invention, 1 to 3 consecutive bases of a non-complementary mutation B and/or mutation C, C' can be added to the rear region of the primer-1 or 1 or 2 positions of the primer-2.
본 발명에서는 이상과 같은 본 발명에 의한 프라이머쌍의 구조를 'Miso-Winglet 구조'라 칭하기로 한다.In the present invention, the structure of the primer pair according to the present invention as described above is referred to as the 'Miso-Winglet structure'.
상기 목적에 따라서 본 발명은 Miso-Winglet 구조의 프라이머쌍을 이용하여 중합효소연쇄반응(PCR)에 의해 단일염기서열변이의 대립유전자 차이를 검출하는 단계를 포함하는, 대립유전자를 분석하는 방법을 제공한다. 다중 단일염기서열변이의 경우 대립유전자 각각에 대한 프라이머 쌍들을 동시에 이용하여 다중 단일염기서열변이의 대립유전자를 분석하는 것도 가능할 것이다.In accordance with the above purpose, the present invention provides a method for analyzing alleles, which includes a step of detecting allelic differences of single nucleotide sequence variations by polymerase chain reaction (PCR) using a primer pair of a Miso-Winglet structure. In the case of multiple single nucleotide sequence variations, it may also be possible to analyze alleles of multiple single nucleotide sequence variations by simultaneously using primer pairs for each allele.
이러한 분석방법은 (a) 개체의 시료로부터 분리된 핵산 시료를 준비하는 단계; (b) 상기 분리된 핵산 시료를 주형가닥으로 하여 Miso-Winglet 구조의 프라이머 쌍을 이용하여 다중 중합효소 연쇄반응(Multiplex-PCR)을 수행하는 단계; 및 (c) 단일염기다형성을 분석하는 단계;를 포함할 수 있다. Such an analysis method may include: (a) a step of preparing a nucleic acid sample isolated from a sample of an individual; (b) a step of performing a multiplex polymerase chain reaction (multiplex-PCR) using a primer pair of a Miso-Winglet structure with the isolated nucleic acid sample as a template strand; and (c) a step of analyzing a single nucleotide polymorphism.
또한 본 발명은, 전술한 대립유전자를 분석하는 방법을 이용하여 생물학적 산물의 유래를 진단하는 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for diagnosing the origin of a biological product by using the method of analyzing the aforementioned allele.
이때 상기 생물학적 산물은 식품이며, 유래는 품종, 원산지, 생산자 및 생산개체를 포함하는 어느 하나 이상일 수 있다. 예를 들면 하기 실시예에서 제시된 것처럼, 상기 생물학적 산물은 우유이며 유래는 그 우유를 생산한 소 품종으로 유(乳)의 종 근원 판별에 활용될 수 있다. At this time, the biological product is food, and the origin may be one or more including a breed, a place of origin, a producer, and a producing individual. For example, as presented in the example below, the biological product is milk, and the origin may be a breed of cattle that produced the milk, which may be utilized to determine the species origin of the milk.
또한 상기 생물학적 산물은 병원성 생물체이며, 유래는 상기 병원성 생물체의 유전형일 수 있다. Additionally, the biological product may be a pathogenic organism and may be derived from a genotype of the pathogenic organism.
또한 본 발명은 전술한 대립유전자를 분석하는 방법을 이용하여 작물 또는 가축의 장래 특성을 예측하는 방법을 제공한다. 예를 들면 하기 실시예에서 제시된 것처럼, 육우의 다양한 단일염기서열변이의 대립유전자의 분석을 통해 소 육량 및 육질을 예측하는 방법을 제공할 수 있다. In addition, the present invention provides a method for predicting future characteristics of crops or livestock by using the method for analyzing the aforementioned alleles. For example, as presented in the examples below, a method for predicting beef yield and quality of cattle can be provided by analyzing alleles of various single nucleotide sequence variations in beef cattle.
또한 본 발명은 전술한 바와 같은 대립유전자 분석을 위한 프라이머 쌍을 포함하는 PCR 반응 조성물 또는 대립유전자 분석 키트를 제공한다,The present invention also provides a PCR reaction composition or an allele analysis kit comprising a primer pair for allele analysis as described above.
본 발명의 증폭은 PCR에 따라 실시된다. 프라이머는 유전자 증폭 반응에 이용된다. The amplification of the present invention is performed according to PCR. Primers are used in the gene amplification reaction.
본 발명의 '표적 증폭산물'은 검출하고자 하는 표적의 대한 증폭 핵산(DNA) 서열을 의미하며, 중합 효소 연쇄반응(PCR)에 의해 만들어지는 산물이다. '표적 증폭산물'은 본 명세서에서 사용되는 용어 '증폭산물' 과 차이가 없으며, 본 명세서에서 혼용된다.The 'target amplification product' of the present invention refers to an amplified nucleic acid (DNA) sequence for a target to be detected, and is a product produced by polymerase chain reaction (PCR). The 'target amplification product' is no different from the term 'amplification product' used in this specification, and they are used interchangeably in this specification.
본 발명에서 사용되는 용어 '프라이머'란, 짧은 자유 3-말단 수산화기(free 3' hydroxylgroup)를 가지는 핵산서열로 상보적인 주형(template)과 염기쌍(base pair)을 형성할 수 있고 주형 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 하는 짧은 핵산 서열을 의미한다. 프라이머의 적절한 길이는 사용 목적에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 15~30개의 염기로 구성될 수 있다. 프라이머 서열은 주형과 완전하게 상보적일 필요는 없으나, 주형과 혼성화할 정도로 충분히 상보적이어야 한다. 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응(즉, DNA 중합효소 또는 역전사효소)을 위한 시약 및 상이한 4가지 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재하에서 DNA 합성을 개시할 수 있다.The term 'primer' used in the present invention means a short nucleic acid sequence having a short free 3' hydroxyl group, which can form base pairs with a complementary template and functions as a starting point for copying the template strand. The appropriate length of the primer may vary depending on the intended use, but may generally consist of 15 to 30 bases. The primer sequence does not need to be completely complementary to the template, but should be sufficiently complementary to hybridize with the template. The primer can initiate DNA synthesis in the presence of a reagent for polymerization reaction (i.e., DNA polymerase or reverse transcriptase) and four different nucleoside triphosphates in an appropriate buffer and temperature.
본 발명의 프라이머는 포스포아미다이트 고체 지지체 방법, 또는 기타 널리 공지된 방법을 사용하여 화학적으로 합성할 수 있다. 이러한 핵산서열은 또한 당해 분야에 공지된 많은 방법을 이용하여 변형시킬 수 있다. 이러한 변형의 비-제한적인 예로는 메틸화, 캡화, 천연 뉴클레오타이드 하나 이상의 동족체로의 치환, 및 뉴클레오타이드 간의 변형, 예를 들면, 하전되지 않은 연결체 (예: 메틸 포스포네이트, 포스소트리에스테르, 포스포로아미데이트, 카바메이트 등) 또는 하전된 연결체 (예: 포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트 등)로의 변형이 있다.The primers of the present invention can be chemically synthesized using the phosphoramidite solid support method, or other well known methods. These nucleic acid sequences can also be modified using many methods known in the art. Non-limiting examples of such modifications include methylation, capping, substitution with one or more homologues of a natural nucleotide, and modification between nucleotides, such as modification with uncharged linkers (e.g., methyl phosphonate, phosphotriester, phosphoroamidate, carbamate, etc.) or charged linkers (e.g., phosphorothioate, phosphorodithioate, etc.).
본 발명의 방법을 프라이머를 이용하여 실시하는 경우에는, 다중 중합효소 연쇄반응(Multiplex PCR)을 실시하여 분석 대상에서 타겟 유전자들을 동시에 검출할 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 시료에서 추출한 DNA에 결합하는 프라이머를 이용하여 유전자 증폭 반응을 실시한다.When the method of the present invention is performed using a primer, multiplex polymerase chain reaction (multiplex PCR) can be performed to simultaneously detect target genes in the analysis subject. Therefore, the method of the present invention performs a gene amplification reaction using a primer that binds to DNA extracted from a sample.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 Multiplex PCR 반응 조건은 95℃에서 15분 1회 진행하고, 95℃에서 20초와 60℃에서 40초 및 72℃에서 60초를 35회 반복한 후, 72℃에서 3분 1회 진행될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the Multiplex PCR reaction conditions may be performed once at 95°C for 15 minutes, followed by 35 cycles of 95°C for 20 seconds, 60°C for 40 seconds, and 72°C for 60 seconds, and then performed once at 72°C for 3 minutes.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are intended to explain the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited to these examples.
본 발명은 단일염기다형성에서 ARMS-PCR(Amplification refractory mutation system)을 이용한 분석의 문제점인 불필요한 증폭산물의 발생을 방지하고 대상이 되는 2개의 증폭산물만 생성할 수 있으며, 기존의 분석법으로는 불가능하였던 다수의 단일염기다형성 대립유전자를 다중 중합효소연쇄반응으로 동시 분석이 가능한 Miso-Winglet 구조의 프라이머쌍을 제공하기 때문에 다양한 PCR 진단 및 검정 방법에서 유용하게 이용될 수 있다. The present invention provides a primer pair of a Miso-Winglet structure that can prevent the generation of unnecessary amplification products, which is a problem in analysis using ARMS-PCR (Amplification refractory mutation system) in single nucleotide polymorphism, and can generate only two target amplification products, and can simultaneously analyze a large number of single nucleotide polymorphism alleles by multiplex polymerase chain reaction, which was impossible with existing analysis methods, and therefore can be usefully used in various PCR diagnostic and assay methods.
도 1은 본 발명의 Miso-Winglet 구조의 올리고뉴클레오타이드를 이용한 PCR 프라이머 쌍의 모식도.
도 2a는 도 1에 예시된 프라이머쌍을 이용한 PCR 과정에서 각 대립유전자의 프라이머와 주형가닥과의 결합 및 증폭 여부를 보여주는 모식도.
도 2b는 상기 도 1에서 사용된 Miso-Winglet PCR 프라이머의 PCR 과정 중 생성된 증폭산물이 주형가닥으로 사용 될 때, 각 대립유전자의 프라이어와 증폭산물 주형가닥과의 결합 및 증폭 관계를 보여주는 모식도.
도 3~6은 본 발명의 실시예에서 Multiplex PCR 산물의 전기영동 결과 사진.Figure 1 is a schematic diagram of a PCR primer pair using an oligonucleotide of the Miso-Winglet structure of the present invention.
Figure 2a is a schematic diagram showing whether the primers of each allele bind to the template strand and are amplified during the PCR process using the primer pairs exemplified in Figure 1.
Figure 2b is a schematic diagram showing the binding and amplification relationship between the primers of each allele and the amplified product template strand when the amplified product generated during the PCR process of the Miso-Winglet PCR primer used in Figure 1 is used as the template strand.
Figures 3 to 6 are photographs of the electrophoresis results of Multiplex PCR products in an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시 예를 제시하나, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐이며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, preferred embodiments are presented to help understand the present invention, but the following embodiments are only illustrative of the present invention, and it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope and technical idea of the present invention, and it is natural that such changes and modifications fall within the scope of the appended patent claims.
전술하였듯이 발명은 (A) 대립유전자의 변이위치의 말단염기 X를 포함하며 5'-방향으로 10~30개 염기 크기의 후단영역과, 상기 후단영역의 5'-방향으로 하기 프라이머-2에 의한 PCR 산물과 구별되기에 충분한 크기의 전단영역을 가지며, 상기 후단영역 5'-방향의 1~3개 연속된 염기가 주형에 비상보적인 변이부 A가 있고, 나머지 염기는 대립유전자-1의 염기와 상보적인, 대립유전자-1을 위한 프라이머-1;과, (B) 대립유전자의 변이위치의 말단염기 X'를 포함하며 5'-방향으로 10~30개 염기 크기이며 주형에 상보적인, 대립유전자-2를 위한 프라이머-2;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대립유전자 분석을 위한 프라이머 쌍에 관한 것이다. 이러한 프라이머 쌍의 예를 도 1의 (a)에 예시적으로 대립유전자 A형의 프라이머-1과 대립유전자 G형의 프라이머-2로 구성된 Miso-Winglet 구조의 프라이머 쌍의 모식도를 도시하였다. 도면에서 굵은 글씨체로 표시된 프라이머-1의 변이부 A는 인위적 돌연변이이고, 프라이머-2의 대응부 A' 영역은 동일 위치를 보기 쉽게 하기 위하여 굵은 글씨로 표현한 것으로 이 부분은 돌연변이가 아니다.As described above, the invention relates to a primer pair for allele analysis, characterized by comprising: (A) a primer-1 for allele-1, which includes a terminal base X of a mutation site of an allele and has a size of 10 to 30 bases in the 5'-direction, and a front region of a size sufficient to be distinguished from a PCR product by primer-2 in the 5'-direction of the rear region, and has a mutation part A of 1 to 3 consecutive bases in the 5'-direction of the rear region that is non-complementary to a template, and the remaining bases are complementary to the bases of allele-1; and (B) a primer-2 for allele-2, which includes a terminal base X' of a mutation site of an allele and has a size of 10 to 30 bases in the 5'-direction and is complementary to a template. An example of such a primer pair is illustrated in Fig. 1(a) as a schematic diagram of a primer pair of a Miso-Winglet structure consisting of primer-1 of allele type A and primer-2 of allele type G. In the drawing, the mutation A of primer-1, indicated in bold, is an artificial mutation, and the corresponding region A' of primer-2 is indicated in bold to make it easy to see the same position, and this part is not a mutation.
표 1과 표 3의 프라이머 쌍에 전단영역을 밑줄로 표시하여 구분하였고 표의 두번째 행에 각 변이부 및 말단염기를 표시하였다. The primer pairs in Tables 1 and 3 are distinguished by underlining the shear region, and each mutation and terminal base are indicated in the second row of the table.
아래 표 1, 3에서 서열번호 1, 2, 3, 7, 10, 13, 16, 19는 프라이머-1에 해당하며, 서열번호 4, 5, 8, 11, 14, 17, 20은 프라이머-2에 해당한다. 프라이머-1에서 밑줄친 부분이 전단영역이고 나머지가 후단영역이며, 후단영역과 프라이머-2의 양측 말단을 제외한 사이의 비상보적 염기 즉, 돌연변이 영역인 변이부 B 및 또는 변이부 C, C'를 추가할 수 있다(대응부 B'는 돌연변이 아님). 이러한 프라이머 쌍의 예를 도 1의 (b)에 도시하였는데, 도면에는 전단영역, 후단영역, 변이부 A~C, 대응부 A', B', 변이부 C' 및 말단염기 X, X'가 예시적으로 표시되어 있다. 도면에서 굵은 글씨체로 표시된 프라이머-1의 변이부 A~C 및 프라이머-2의 변이부 C'는 인위적 돌연변이이고, 프라이머-2의 대응부 A', B' 영역은 동일 위치를 보기 쉽게 하기 위하여 굵은 글씨로 표현한 것으로 이 부분은 돌연변이가 아니다.In Tables 1 and 3 below, sequence numbers 1, 2, 3, 7, 10, 13, 16, and 19 correspond to primer-1, and sequence numbers 4, 5, 8, 11, 14, 17, and 20 correspond to primer-2. The underlined part in primer-1 is the front end region and the rest is the rear end region, and non-complementary bases, that is, mutation regions, such as variant parts B and/or variant parts C, C', can be added between the rear end region and both ends of primer-2 (corresponding part B' is not a mutation). An example of such a primer pair is illustrated in Fig. 1 (b), in which the front end region, the rear end region, variant parts A to C, corresponding parts A', B', variant part C', and terminal bases X, X' are exemplarily indicated. The mutations A to C of primer-1 and mutation C' of primer-2, which are indicated in bold in the drawing, are artificial mutations, and the corresponding regions A' and B' of primer-2 are indicated in bold to make it easier to see the same location, and these parts are not mutations.
아래 표 1, 3에서 서열번호 6, 9, 12, 15, 18, 21은 정방향 프라이머인 프라이머-1, 프라이머-2에 공통으로 대응되는 역방향 프라이머이다. 이하에서는 특별한 언급이 없더라도 PCR을 위해 역방향의 공통 프라이머가 필수적으로 함께 사용되는 것으로 한다. 이하 혼동을 방지하기 위해 순서대로 번호를 기입하면서 설명한다.In Tables 1 and 3 below, sequence numbers 6, 9, 12, 15, 18, and 21 are reverse primers that commonly correspond to the forward primers, Primer-1 and Primer-2. In the following, unless otherwise specified, it is assumed that reverse common primers are necessarily used together for PCR. To avoid confusion, the following explanations are given in order by numbering them.
(1) 프라이머-1의 전단영역(1) Shear area of primer-1
상기 대립유전자-1을 위한 프라이머-1의 전단영역은 대립유전자-2 또는 추가적인 PCR 증폭산물의 대한 크기를 구별 할 수 있는 영역으로, 다중 중합효소 연쇄반응(Multiplex-PCR)에서 2개 이상의 증폭산물을 아가로즈젤 전기영동 또는 자동 전기영동 장치 분석을 통해 구별할 때, 특정한 간격 혹은 원하는 크기로 증폭산물을 설계하기에 유용한 장점을 지니고 있다. 이때 전단영역의 크기는 10~50 염기일 수 있는데 이에 제한되는 것은 아니다. 다만 너무 크면 자원의 낭비이며 너무 작으면 PCR 산물의 구별이 어렵게 되는데, 본 발명이 속하는 기술분야의 평균적 지식인이라면 상황에 따라 적절한 크기를 결정할 수 있을 것이다. The shear region of primer-1 for the above allele-1 is a region capable of distinguishing the sizes of allele-2 or additional PCR amplification products, and has an advantage in that it is useful for designing amplification products at specific intervals or desired sizes when distinguishing two or more amplification products in multiplex polymerase chain reaction (Multiplex-PCR) through agarose gel electrophoresis or automatic electrophoresis device analysis. At this time, the size of the shear region may be 10 to 50 bases, but is not limited thereto. However, if it is too large, it is a waste of resources, and if it is too small, it becomes difficult to distinguish PCR products. An average person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs will be able to determine an appropriate size depending on the situation.
(2) 변이부 A(2) Mutant A
만약 프라이머-1 후단영역과 프라이머-2의 서로 대응되는 5' 말단부분에 서열차이가 존재하지 않으면, PCR 과정 중 프라이머-1 혹은 프라이머-2를 사용한 증폭산물이 주형가닥으로 사용 될 때, 각 대립유전자의 PCR 프라이머를 사용한 증폭산물의 주형가닥과 각 대립유전자의 PCR 프라이머 간의 결합 특이도가 떨어져 부정확한 PCR 결과를 얻을 수 있다. 따라서 프라이머-1 후단영역의 5' 말단부분에 인위적 돌연변이 뉴클레오타이드 서열인 변이부 A를 형성함으로써, 주형가닥과 각 대립유전자 PCR 프라이머가 결합할 때 대립유전자-1 PCR 프라이머의 편향 결합을 억제하고, PCR 과정 중 대립유전자-2 PCR 프라이머를 사용한 대립유전자-2의 증폭산물이 대립유전자-1 PCR 프라이머의 주형가닥으로 사용될 수 없도록 억제하는 장점이 있다.If there is no sequence difference between the corresponding 5' terminal portions of primer-1 and primer-2, when the amplified product using primer-1 or primer-2 is used as the template strand during the PCR process, the binding specificity between the template strand of the amplified product using the PCR primer of each allele and the PCR primer of each allele may decrease, which may result in inaccurate PCR results. Therefore, by forming a mutant portion A, which is an artificial mutant nucleotide sequence, at the 5' terminal portion of the primer-1 terminal portion, when the template strand and the PCR primer of each allele bind, there is an advantage of suppressing the biased binding of the allele-1 PCR primer when the template strand and the PCR primer of each allele bind, and suppressing the amplified product of allele-2 using the allele-2 PCR primer during the PCR process from being used as the template strand of the allele-1 PCR primer.
(3) 말단염기 X, X'(3) Terminal base X, X'
프라이머-1 및 프라이머-2의 3' 말단부분은 단일염기서열변이의 대립유전자 위치이며 주형의 대응되는 염기와 상보적이다. 따라서 프라이머-1의 3' 말단서열 X와 프라이머-2의 3' 말단서열 X'는 서로 다른 염기이다. The 3' terminal portions of primer-1 and primer-2 are the allelic positions of the single nucleotide sequence mutation and are complementary to the corresponding bases of the template. Therefore, the 3' terminal sequence X of primer-1 and the 3' terminal sequence X' of primer-2 are different bases.
(4) 변이부 B (선택적)(4) Variant B (optional)
본 발명에 의한 프라이머-1, 프라이머-2를 이용하는 PCR 과정 중 프라이머-1 혹은 프라이머-2에 의한 증폭산물이 주형가닥으로 사용될 때, 각 대립유전자의 PCR 프라이머를 사용한 증폭산물의 주형가닥과 각 대립유전자의 PCR 프라이머 간의 결합 특이도가 떨어져 부정확한 PCR 결과를 얻을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에서 상기 프라이머-1의 후단영역의 1 또는 2개소에는 각각 추가적으로 1~3개 연속된 염기가 주형에 비상보적이 되도록 치환된 변이부 B를 둘 수 있다. 이렇게 함으로써 ⓐ PCR 과정 중 프라이머-2를 사용한 증폭산물 주형가닥에 프라이머-1이 서열 차이로 Tm 값이 달라져 결합을 억제할 수 있게 되거나 ⓑ PCR 과정 중 프라이머-1을 사용한 증폭산물 주형가닥에 프라이머-2가 서열 차이로 Tm 값이 달라져 결합을 억제할 수 있게 된다. In the PCR process using primer-1 and primer-2 according to the present invention, when the amplified product by primer-1 or primer-2 is used as the template strand, the binding specificity between the template strand of the amplified product using the PCR primer of each allele and the PCR primer of each allele may decrease, thereby obtaining inaccurate PCR results. To solve this problem, in the present invention, a mutation B in which 1 to 3 consecutive bases are additionally substituted so as to be non-complementary to the template may be provided at 1 or 2 locations in the rear region of primer-1. By doing so, ⓐ primer-1 can inhibit binding to the template strand of the amplified product using primer-2 during the PCR process due to a difference in Tm value due to a difference in sequence, or ⓑ primer-2 can inhibit binding to the template strand of the amplified product using primer-1 during the PCR process due to a difference in Tm value.
(5) 변이부 C, C' (선택적)(5) Mutant C, C' (optional)
본 발명에서는 단일염기서열변이의 대립유전자 위치에 대응되는 프라이머-1 및 프라이머-2의 3' 말단염기 X와 X' 서열차이의 특이도를 증가시키기 위해 3' 말단을 기준으로 2~4번째 위치의 1~2개 염기에 주형에 비상보적인 변이부 C, C' 를 둘 수 있다. 이때 프라이머-1 및 프라이머-2의 변이부 C, C'는 서로 다른 염기로 구성된다. In the present invention, in order to increase the specificity of the sequence difference between the 3'-terminal bases X and X' of primer-1 and primer-2 corresponding to the allelic position of the single nucleotide sequence mutation, non-complementary mutation parts C and C' can be placed at 1 to 2 bases at the 2nd to 4th positions from the 3' end. At this time, the mutation parts C and C' of primer-1 and primer-2 are composed of different bases.
프라이머-1, 프라이머-2의 변이부 C, C'는 대립유전자 위치의 특이도를 증가시키는 영역으로, 주형가닥과 상보적이지 않는 서열을 사용하여 각 대립유전자의 PCR 프라이머의 특이도를 증가시키는 역할을 한다.The mutations C and C' of primer-1 and primer-2 are regions that increase the specificity of the allele position, and serve to increase the specificity of the PCR primer for each allele by using a sequence that is not complementary to the template strand.
이상과 같은 본 발명에서 상기 각 변이부는 각 프라이머의 결합 특이도에 변화를 주기 위해 1~3개의 돌연변이가 존재하는 것이 바람직하다. 3개 초과의 돌연변이를 포함할 경우 프라이머와 주형가닥의 결합력이 매우 크게 감소하여 PCR 효율에 악영향을 미친다.In the present invention as described above, it is preferable that each mutation portion has 1 to 3 mutations in order to change the binding specificity of each primer. If more than 3 mutations are included, the binding force between the primer and the template strand is greatly reduced, which adversely affects PCR efficiency.
도 2a에 도 1에 예시된 프라이머쌍을 이용한 PCR 과정에서 각 대립유전자의 프라이머와 주형가닥과의 결합 및 증폭 여부를 보여주는 모식도와, 도 2b에 상기 도 1에서 사용된 Miso-Winglet PCR 프라이머의 PCR 과정 중 생성된 증폭산물이 주형가닥으로 사용될 때, 각 대립유전자의 프라이어와 증폭산물 주형가닥과의 결합 및 증폭 관계를 보여주는 모식도를 도시하였다.FIG. 2a is a schematic diagram showing the binding and amplification of the primers of each allele and the template strand during the PCR process using the primer pairs exemplified in FIG. 1, and FIG. 2b is a schematic diagram showing the binding and amplification relationship between the primers of each allele and the template strand of the amplified product when the amplified product generated during the PCR process of the Miso-Winglet PCR primers used in FIG. 1 is used as the template strand.
도 2a에서 (a), (a`)은 주형가닥의 유전자형이 A일 때, 각 대립유전자 PCR 프라이머의 결합 및 증폭을 나타내고, 도 2a에서 (b), (b`)은 주형가닥의 유전자형이 G일 때, 각 대립유전자 PCR 프라이머의 결합 및 증폭을 나타낸다.In Fig. 2a, (a) and (a`) represent the binding and amplification of each allele PCR primer when the genotype of the template strand is A, and in Fig. 2a, (b) and (b`) represent the binding and amplification of each allele PCR primer when the genotype of the template strand is G.
도 2b에서 (a)는 gDNA의 주형가닥에 대립유전자 A형의 PCR 프라이머가 결합하여 증폭되는 과정을 나타내며, (a`)은 (a)에서 만들어진 증폭산물이 주형가닥으로 사용될 때, 각 대립유전자의 프라이머의 결합 및 증폭을 나타낸다.In Figure 2b, (a) represents the process in which the PCR primer of allele A type binds to the template strand of gDNA and is amplified, and (a`) represents the binding and amplification of the primer of each allele when the amplification product created in (a) is used as the template strand.
도 2b에서 (b)는 gDNA의 주형가닥에 대립유전자 G형의 PCR 프라이머가 결합하여 증폭되는 과정을 나타내며, (b`)은 (b)에서 만들어진 증폭산물이 주형가닥으로 사용 될 때, 각 대립유전자의 프라이머의 결합 및 증폭을 나타낸다.In Figure 2b, (b) represents the process in which the PCR primer of the allele G type binds to the template strand of gDNA and is amplified, and (b`) represents the binding and amplification of the primer of each allele when the amplification product created in (b) is used as the template strand.
이상과 같은 본 발명에 의한 프라이머쌍 올리고뉴클레오타이드의 구조는 본 발명자들에 의해 최초로 제안되는 것으로, 비행기 주날개 끝에 수직 또는 거의 수직으로 부착하는 작은 날개의 윙렛(Winglet)형태에서 영감을 받아 'Miso-Winglet' 구조라 명명하고, 이러한 구조를 가지는 PCR 프라이머를 'Miso-Winglet 프라이머'라 명명한다.The structure of the primer pair oligonucleotide according to the present invention as described above is first proposed by the present inventors, and is named the 'Miso-Winglet' structure after being inspired by the winglet shape of a small wing attached vertically or nearly vertically to the tip of an airplane's main wing, and a PCR primer having this structure is named the 'Miso-Winglet primer'.
상기 Miso-Winglet 구조의 올리고뉴클레오타이드를 단일염기서열변이의 대립유전자 PCR 프라이머로 사용할 때 다중 중합 효소 연쇄반응(Multiplex-PCR)에서 각 대립유전자 PCR 프라이머의 혼성화 특이성을 향상 시키고, PCR 증폭산물의 크기를 자유롭게 조절 할 수 있기 때문에 다수의 단일염기서열변이를 동시에 검출 하는데 유용하게 사용 될 수 있다.When the above Miso-Winglet structure oligonucleotide is used as an allele PCR primer for a single nucleotide sequence variation, the hybridization specificity of each allele PCR primer in a multiplex polymerase chain reaction (multiplex-PCR) is improved, and the size of the PCR amplification product can be freely controlled, so it can be usefully used to detect a number of single nucleotide sequence variations simultaneously.
보다 상세하게는, Miso-Winglet 프라이머는 본 발명자에 의하여 개발된 신 개념 구조의 프라이머로서, 단일염기서열변이의 각 대립유전자의 PCR 프라이머를 검체 핵산의 주형가닥과 같은 방향으로 설계할 수 있고, 어느 한 대립유전자를 위한 프라이머에만 전단영역을 추가함으로써 각 대립유전자 표적 증폭산물의 크기를 조절할 수 있어 보다 정확한 결과 분석이 가능하며, 두 프라이머의 특정 영역(A ; B 및/또는 C, C' 추가 가능)의 인위적 돌연변이 뉴클레오타이드와 X, X' 영역의 대립유전자 간의 차이를 보이는 뉴클레오타이드를 포함한 총 2~4종 영역의 서열 차이로 검체 핵산의 주형가닥 또는 각 대립유전자의 PCR 프라이머가 사용 된 증폭산물의 주형가닥에 대한 프라이머 결합 특이성을 크게 향상 시킬 수 있다.More specifically, the Miso-Winglet primer is a new concept structure primer developed by the present inventor, which can design a PCR primer for each allele of a single nucleotide sequence mutation in the same direction as the template strand of a sample nucleic acid, and can control the size of the target amplification product of each allele by adding a shear region only to the primer for one allele, thereby enabling more accurate result analysis, and including an artificially mutated nucleotide in a specific region of the two primers (A; B and/or C, C' can be added) and a nucleotide showing a difference between the alleles in the X, X' region, the primer binding specificity for the template strand of the sample nucleic acid or the template strand of the amplification product using the PCR primer of each allele can be greatly improved.
[실시예][Example]
실시예 1Example 1
(1) 재료(1) Materials
저지 원유(서울우유 연구소), 시중 유통 홀스타인 우유, Simple-Step 2X multiplex PCR Master Mix (Misogene), Oligonucleotide (Cosmogenetech), 50 ~ 500mM Tris-HCl (pH 9.0), 1 ~ 10 mM MgCl2, 10 ~ 500mM (NH4)2SO4, 0.001 ~ 0.1% BSA, Hot start Taq DNA polymerase (2.5 U/㎕), Genomic DNA Prep Kit (Nanohelix), HPLC water (Merck)Jersey raw milk (Seoul Milk Research Institute), commercially distributed Holstein milk, Simple-Step 2X multiplex PCR Master Mix (Misogene), Oligonucleotide (Cosmogenetech), 50 ~ 500 mM Tris-HCl (pH 9.0), 1 ~ 10 mM MgCl2, 10 ~ 500 mM (NH4)2SO4, 0.001 ~ 0.1% BSA, Hot start Taq DNA polymerase (2.5 U/㎕), Genomic DNA Prep Kit (Nanohelix), HPLC water (Merck)
(2) DNA 준비(2) DNA preparation
DNA의 추출은 Nanohelix 사의 Genomic DNA Prep Kit(Cat No. GCTN200)을 사용하였다. DNA의 정량 분석은 Spectrophotometer ND-2000(Nanodrop, USA)를 이용 하였으며, 260 ~ 280nM에서 흡광도를 측정하여 DNA의 농도 및 순도를 확인하였다. 추출한 DNA는 멸균 증류수를 이용하여 모두 20 ng/㎕로 보정한 후 실험 사용 전까지 -20℃에 보관하였다.DNA extraction was performed using Genomic DNA Prep Kit (Cat No. GCTN200) from Nanohelix. DNA quantitative analysis was performed using Spectrophotometer ND-2000 (Nanodrop, USA), and the concentration and purity of DNA were confirmed by measuring the absorbance at 260 to 280 nM. The extracted DNA was adjusted to 20 ng/㎕ using sterile distilled water and stored at -20℃ until experimental use.
(3) 단일염기서열변이 PCR 분석을 위한 Miso-Winglet 프라이머 설계(3) Design of Miso-Winglet primers for single nucleotide sequence mutation PCR analysis
상기 (2)에서 추출된 DNA를 증폭하기 위하여 NCBI에 등록된 소의 MC1R(Bostaurus melanocortin 1 receptor, AF445642.1) 유전자를 인식하도록 프라이머를 설계하였다.In order to amplify the DNA extracted in (2) above, primers were designed to recognize the bovine MC1R (Bostaurus melanocortin 1 receptor, AF445642.1) gene registered in NCBI.
보다 상세하게는 소의 MC1R 유전자의 99번째 아미노산을 암호화 하는 코돈의 단일염기다형성 대립유전자 C 와 T를 분석하기 위함으로써, 대립유전자 C 와 T의 해당하는 프라이머를 같은 방향으로 설정하고, 대립유전자 C 프라이머(표1, SNP Type C Miso-Winglet F Primer)에 Miso-Winglet 구조를 활용하여 설계하였다.In more detail, in order to analyze the single nucleotide polymorphism alleles C and T of the codon encoding the 99th amino acid of the MC1R gene of cattle, the corresponding primers for alleles C and T were set in the same direction, and the Miso-Winglet structure was utilized to design the allele C primer (Table 1, SNP Type C Miso-Winglet F Primer).
보다 상세하게는 대립유전자 C 와 T를 같은 방향으로 설정 할 때, 각각의 증폭 산물의 크기 차이로 구별할 수 있도록 대립유전자 C 프라이머 (서열번호1)에 50 base의 올리고뉴클레오타이드 서열(전단영역)을 추가 하였고, A, B, C, X 영역에 대립유전자 T 프라이머 (서열번호4)와 다른 서열을 갖는 인위적 돌연변이를 주어서 각 프라이머 간의 간섭현상을 최소한으로 줄일 수 있도록 설계하였다.More specifically, when alleles C and T are set in the same direction, a 50-base oligonucleotide sequence (transfer region) was added to the allele C primer (SEQ ID NO: 1) so that they can be distinguished by the size difference of each amplification product, and artificial mutations having a different sequence from the allele T primer (SEQ ID NO: 4) were provided in the A, B, C, and X regions so that interference between each primer could be minimized.
상기 프라이머 서열은 서열번호 1 내지 6으로 나타내었다. 서열번호 1 ~ 6의 전체 염기서열에 대한 프라이머를 합성(㈜코스모진텍) 하였다. 각각의 프라이머의 정보 및 증폭 산물의 크기 등의 정보는 하기 [표 1]에 자세히 나타내었다. The above primer sequences are represented by SEQ ID NOs. 1 to 6. Primers for the entire base sequence of SEQ ID NOs. 1 to 6 were synthesized (Cosmogene Tech Co., Ltd.). Information on each primer and the size of the amplified product, etc. are presented in detail in [Table 1] below.
서열번호 1, 3 은 본 발명에서 프라이머-1에 해당하며, 서열번호2는 프라이머-1의 효과를 확인하기 위한 비교예로 활용하기 위하여 제작한 비교용 프라이머이다. 아래 표에서 확인할 수 있듯이, 서열번호2는 변이부 A, B가 프라이머-2(서열번호4)의 대응부 A', B'와 동일한 염기로 구성되어 있다. Sequence numbers 1 and 3 correspond to primer-1 in the present invention, and sequence number 2 is a comparative primer produced to be used as a comparative example to confirm the effect of primer-1. As can be seen in the table below, mutation parts A and B of sequence number 2 are composed of the same bases as the corresponding parts A' and B' of primer-2 (sequence number 4).
(4) Multiplex PCR 조건 설정(4) Setting Multiplex PCR conditions
PCR 반응액은 상기 실시예 (a)에서 각 우유로 부터 추출된 genomic DNA 1㎕ (20 ng/㎕), Simple Step 2X Multiplex PCR Master Mix 10 ㎕, 혼합된 프라이머 Mixture 3 ㎕를 혼합한 후 멸균된 증류수를 첨가하여 최종 20 ㎕가 되도록 준비하였다. 최적화된 PCR 반응 온도 및 시간은 95℃에서 15분 1회, 95℃에서 20초와 60℃에서 40초 및 72℃에서 60초를 35회 반복한 후 72℃에서 3분 1회 진행하는 것으로 결정하였다. 최종 반응 산물의 확인을 위해 5㎕의 PCR 반응 산물을 3% 아가로스 젤에 로딩하여 250V에서 30분간 전기영동을 진행한 후 UV trans-illuminator로 결과를 확인하였다.The PCR reaction solution was prepared by mixing 1 ㎕ (20 ng/㎕) of the genomic DNA extracted from each milk in the above Example (a), 10 ㎕ of Simple Step 2X Multiplex PCR Master Mix, and 3 ㎕ of the mixed primer mixture, and then adding sterilized distilled water to make a final volume of 20 ㎕. The optimized PCR reaction temperature and time were determined to be 95 °C for 15 minutes once, 35 cycles of 95 °C for 20 seconds, 60 °C for 40 seconds, and 72 °C for 60 seconds, and then 72 °C for 3 minutes once. To confirm the final reaction product, 5 ㎕ of the PCR reaction product was loaded onto a 3% agarose gel, electrophoresis was performed at 250 V for 30 minutes, and the results were confirmed with a UV trans-illuminator.
(5) 단일염기다형성을 분석하는 단계; 우유 판별 확인(5) Step of analyzing single nucleotide polymorphism; Confirmation of milk discrimination
저지 우유 2종, 홀스타인 우유 2종에 대하여 상기 (4) 조건 하에 Multiplex PCR을 수행하였고, 전기영동 결과 사진을 도 3, 4에 나타내었다. Multiplex PCR was performed under the conditions (4) above for two types of Jersey milk and two types of Holstein milk, and the electrophoresis results are shown in Figures 3 and 4.
① 비교예 : Miso-Winglet 구조 중 전단, C, X 영역만 포함된 프라이머① Comparative example: Primer containing only the shear, C, and X regions of the Miso-Winglet structure
상기 표 1의 프라이머 정보 중 서열번호 2, 4, 6의 혼합 프라이머를 사용한 Multiplex PCR 결과, 도 3에서 확인 할 수 있는 바와 같이, 홀스타인 우유(도 3의 1, 3번)에서는 MC1R 296C 대립유전자의 증폭산물인 250bp의 PCR 증폭산물을 확인할 수 있었지만, 저지 우유(도 3의 2, 4번)에서는 MC1R 296T 대립유전자의 증폭산물인 200bp의 PCR 증폭산물을 확인할 수 없었다. As can be seen in Fig. 3, the results of Multiplex PCR using the mixed primers of sequence numbers 2, 4, and 6 from the primer information in Table 1 above showed that a 250-bp PCR amplification product, which is an amplification product of the MC1R 296C allele, was confirmed in Holstein milk (Fig. 3, numbers 1 and 3), but a 200-bp PCR amplification product, which is an amplification product of the MC1R 296T allele, was not confirmed in Jersey milk (Fig. 3, numbers 2 and 4).
보다 상세하게는 상기 실시예(b) 표1의 대립유전자 C형의 프라이머 (서열번호 2)는 Miso-Winglet 구조의 모든 영역을 적용하지 않고, 증폭산물의 크기를 구별할 수 있는 50 base의 올리고뉴클레오타이드의 전단영역을 추가 하였으며; C, X 영역은 대립유전자 T형의 프라이머(서열번호 4)와 서열 차이가 있지만, A, B 영역은 서열 차이가 없다.More specifically, the primer (SEQ ID NO: 2) of the allele C type in the above Example (b) Table 1 did not apply the entire region of the Miso-Winglet structure, but added a 50-base oligonucleotide front region that can distinguish the size of the amplification product; the C and X regions have sequence differences from the primer (SEQ ID NO: 4) of the allele T type, but the A and B regions have no sequence differences.
따라서 A, B 영역의 인위적인 돌연변이의 서열이 없는 대립유전자 C형의 프라이머(서열번호 2)는 대립유전자 T형의 프라이머(서열번호 4)보다 주형가닥과의 프라이머 결합력이 높아져서 대립유전자 C형의 프라이머의 편향 증폭이 유발되었고, 그로 인해서 대립유전자 C형의 홀스타인 우유에서만 PCR 증폭산물을 확인할 수 있었으며, 프라이머 결합 경쟁력에서 밀린 대립유전자 T형의 저지 우유에서는 PCR 증폭산물을 확인할 수 없었다.Therefore, the primer of allele C type (SEQ ID NO: 2), which has no sequence of artificial mutations in the A and B regions, had a higher primer binding affinity with the template strand than the primer of allele T type (SEQ ID NO: 4), which induced biased amplification of the primer of allele C type, and as a result, PCR amplification products were confirmed only in Holstein milk of allele C type, and no PCR amplification products were confirmed in Jersey milk of allele T type, which was inferior in primer binding competitiveness.
② 적용예 : Miso-Winglet 구조 중 전단, A, X 영역만 포함된 프라이머 (청구항1에 의한 프라이머 쌍 적용) ② Application example: Primer containing only the shear, A, and X regions of the Miso-Winglet structure (application of primer pair according to claim 1)
상기 표 1의 프라이머 정보 중 서열번호 3, 5, 6의 혼합 프라이머를 사용한 Multiplex PCR 결과, 도 4에서 확인 할 수 있는 바와 같이, 홀스타인 우유(도 4의 1, 2번)에서는 MC1R 296C 대립유전자의 증폭산물인 250bp의 PCR 증폭산물을 확인할 수 있었고, 저지 우유(도 4의 3, 4번)에서는 MC1R 296T 대립유전자의 증폭산물인 200bp의 PCR 증폭산물을 확인할 수 있었다.As can be seen in Fig. 4, as a result of Multiplex PCR using the mixed primers of sequence numbers 3, 5, and 6 from the primer information in Table 1 above, a 250 bp PCR amplification product, which is an amplification product of the MC1R 296C allele, was confirmed in Holstein milk (Fig. 4, numbers 1 and 2), and a 200 bp PCR amplification product, which is an amplification product of the MC1R 296T allele, was confirmed in Jersey milk (Fig. 4, numbers 3 and 4).
보다 상세하게는 상기 실시예1 표1의 대립유전자 C형의 프라이머 (서열번호 3)는 Miso-Winglet 구조의 모든 영역을 적용하지 않고, 증폭산물의 크기를 구별할 수 있는 50 base의 올리고뉴클레오타이드의 전단영역을 추가 하였으며; A, X 영역은 대립유전자 T형의 프라이머(서열번호3)와 서열 차이가 있지만, B, C 영역은 서열 차이가 없다.More specifically, the primer (SEQ ID NO: 3) of the allele C type in Table 1 of the above Example 1 did not apply the entire region of the Miso-Winglet structure, but added a 50-base oligonucleotide front region that can distinguish the size of the amplification product; the A and X regions have sequence differences from the primer (SEQ ID NO: 3) of the allele T type, but the B and C regions have no sequence differences.
대립유전자 C형의 프라이머(서열번호 3)는 대립유전자 T형의 프라이머(서열번호5)보다 주형가닥과의 프라이머 결합력이 높아져서 대립유전자 C형의 프라이머의 편향 증폭은 유발되었으나, Miso-Winglet 구조의 A, X 영역만 사용하더라도 각 대립유전자의 PCR 증폭산물은 확인할 수 있었다.The primer of allele C type (SEQ ID NO: 3) had a higher primer binding affinity to the template strand than the primer of allele T type (SEQ ID NO: 5), which caused biased amplification of the primer of allele C type. However, even if only the A and X regions of the Miso-Winglet structure were used, PCR amplification products of each allele could be confirmed.
③ 적용예 : Miso-Winglet 구조 모든 영역을 사용한 프라이머 (청구항2에 의한 프라이머 쌍 적용)③ Application example: Primer using all areas of the Miso-Winglet structure (application of primer pair according to claim 2)
상기 표 1의 프라이머 정보 중 서열번호 1, 4, 6의 혼합 프라이머를 사용한 Multiplex PCR 결과, 도 5에서 확인 할 수 있는 바와 같이, 홀스타인 우유(도 5의 1, 2번)에서는 MC1R 296C 대립유전자의 증폭산물인 250bp의 PCR 증폭산물을 확인할 수 있었고, 저지 우유(도 5의 3, 4번)에서는 MC1R 296T 대립유전자의 증폭산물인 200bp의 PCR 증폭산물을 확인할 수 있었다.As can be seen in Fig. 5, the results of Multiplex PCR using the mixed primers of sequence numbers 1, 4, and 6 from the primer information in Table 1 above, a 250 bp PCR amplification product, which is an amplification product of the MC1R 296C allele, was confirmed in Holstein milk (Fig. 5, numbers 1 and 2), and a 200 bp PCR amplification product, which is an amplification product of the MC1R 296T allele, was confirmed in Jersey milk (Fig. 5, numbers 3 and 4).
상기 적용예 ②에서는 대립유전자 C형의 증폭산물으로 편향 증폭이 다소 나타났으나, 추가 인위적인 돌연변이 서열을 갖는 Miso-Winglet 구조의 프라이머-1(서열번호1)를 사용한 Multiplex PCR 결과에서는 각 대립유전자의 증폭산물이 균일하게 증폭되었다. In the above application example ②, a somewhat biased amplification was observed in the amplification product of allele C type, but in the Multiplex PCR results using primer-1 (sequence number 1) of the Miso-Winglet structure having an additional artificial mutation sequence, the amplification products of each allele were uniformly amplified.
상기 결과로부터 본 발명에 따른 Miso-Winglet 구조의 프라이머를 사용한 Multiplex PCR 결과, 단일염기다형성의 대립유전자의 프라이머를 단방향으로 설계할 경우, 프라이머 간의 간섭효과와 편향증폭을 억제하므로, 4개 프라이머를 사용하는 기존의 ARMS-PCR(Amplification refractory mutation system) 기술과 달리 3개의 프라이머를 사용하여 불필요한 증폭산물을 생성하지 않고 각 대립유전자의 표적 증폭산물만 생성한다는 큰 장점을 확인할 수 있다. From the above results, it can be confirmed that the Multiplex PCR result using the primer of the Miso-Winglet structure according to the present invention suppresses the interference effect and biased amplification between primers when the primer of the allele of the single nucleotide polymorphism is designed unidirectionally, and thus, unlike the existing ARMS-PCR (Amplification refractory mutation system) technology that uses four primers, it has the great advantage of not generating unnecessary amplification products by using three primers and generating only the target amplification products of each allele.
실시예 2Example 2
(1) 재료(1) Materials
한우 소고기, 수입 소고기, Simple-Step 2X multiplex PCR Master Mix (Misogene), Oligonucleotide (Cosmogenetech), 50 ~ 500mM Tris-HCl (pH 9.0), 1 ~ 10 mM MgCl2, 10 ~ 500mM (NH4)2SO4, 0.001 ~ 0.1% BSA, Hot start Taq DNA polymerase (2.5 U/㎕), Genomic DNA Prep Kit (Nanohelix), HPLC water (Merck)Korean beef, imported beef, Simple-Step 2X multiplex PCR Master Mix (Misogene), Oligonucleotide (Cosmogenetech), 50 ~ 500 mM Tris-HCl (pH 9.0), 1 ~ 10 mM MgCl2, 10 ~ 500 mM (NH4)2SO4, 0.001 ~ 0.1% BSA, Hot start Taq DNA polymerase (2.5 U/㎕), Genomic DNA Prep Kit (Nanohelix), HPLC water (Merck)
(2) DNA 준비(2) DNA preparation
DNA의 추출은 Nanohelix 사의 Genomic DNA Prep Kit (Cat No. GCTN200)을 사용하였다. DNA의 정량 분석은 Spectrophotometer ND-2000(Nanodrop, USA)를 이용 하였으며, 260 ~ 280nM에서 흡광도를 측정하여 DNA의 농도 및 순도를 확인하였다. 추출한 DNA는 멸균 증류수를 이용하여 모두 20 ng/㎕로 보정한 후 실험 사용 전까지 -20℃에 보관하였다.DNA extraction was performed using Genomic DNA Prep Kit (Cat No. GCTN200) from Nanohelix. DNA quantitative analysis was performed using Spectrophotometer ND-2000 (Nanodrop, USA), and the concentration and purity of DNA were confirmed by measuring the absorbance at 260 to 280 nM. The extracted DNA was adjusted to 20 ng/㎕ using sterile distilled water and stored at -20℃ until experimental use.
(3) 단일염기서열변이 5개(총 대립유전자 10개)를 Multiplex PCR로 분석하기 위한 Miso-Winglet 프라이머 설계(3) Design of Miso-Winglet primers for analyzing 5 single nucleotide sequence mutations (10 alleles in total) by multiplex PCR
상기 실시예 (a)에서 추출된 DNA를 증폭하기 위하여 NCBI에 등록된 소의 To amplify the DNA extracted in the above example (a), the bovine DNA registered in NCBI
PLAG1(PLAG1 zinc finger, XM_005215432.4), ACACA(acetyl-CoA carboxylase alpha, AJ430417.1), FASN(fatty acid synthase, AF285607.2)PLAG1 (PLAG1 zinc finger,
SCD(stearoyl-CoA desaturase, AY241932.1) 유전자를 인식하도록 프라이머를 설계하였다. Primers were designed to recognize the SCD (stearoyl-CoA desaturase, AY241932.1) gene.
각 유전자의 다형성은 다음 표 2와 같은 특성을 반영한다. The polymorphisms of each gene reflect the characteristics shown in Table 2 below.
이상과 같은 5개 유전자의 유전형을 분석하여, 소의 육량 · 육질의 대한 근내 지방의 함량 및 도체중을 유전자형으로 예측하기 위함으로써, 각 유전자의 대립유전자 한쪽에 Miso-Winglet 구조의 프라이머를 사용하여 5종류의 단일염기서열변이를 Multiplex PCR로 동시에 분석할 수 있도록 설계하였다.By analyzing the genotypes of the five genes as described above, we designed a method to simultaneously analyze five types of single nucleotide sequence variations using multiplex PCR using primers with a Miso-Winglet structure on one allele of each gene in order to predict the content of intramuscular fat and carcass weight for beef yield and meat quality in cattle by genotype.
보다 상세하게는 FASN16024 유전자는 대립유전자 A에 Miso-Winglet 구조프라이머(서열번호 7)를 사용하였으며, 대립유전자 G와 증폭산물의 크기를 구별하기 위해서, 전단영역에 50 base의 올리고뉴클레오타이드를 추가하였다; SCD10329 유전자는 대립유전자 C에 Miso-Winglet 구조 프라이머(서열번호 10)를 사용하였으며, 대립유전자 T와 증폭산물의 크기를 구별하기 위해서, 50개 올리고뉴클레오타이드의 전단영역을 추가하였다; FASN17924 유전자는 대립유전자 A에 Miso-Winglet 구조 프라이머(서열번호 13)를 사용하였으며, 대립유전자 G와 증폭산물의 크기를 구별하기 위해서, 전단영역에 40 base의 올리고뉴클레오타이드를 추가하였다; ACACA2274 유전자는 대립유전자 A에 Miso-Winglet 구조 프라이머(서열번호 16)를 사용하였으며, 대립유전자 G와 증폭산물의 크기를 구별하기 위해서, 전단영역에 40 base의 올리고뉴클레오타이드를 추가하였다; PLAG1 유전자는 대립유전자 G에 Miso-Winglet 구조 프라이머(서열번호 19)를 사용하였으며, 대립유전자 C와 증폭산물의 크기를 구별하기 위해서, 전단영역에 30 base의 올리고뉴클레오타이드를 추가하였다. In more detail, the FASN16024 gene used a Miso-Winglet structural primer (SEQ ID NO: 7) for allele A, and a 50-base oligonucleotide was added to the transposition region to distinguish the size of the amplified product from allele G; the SCD10329 gene used a Miso-Winglet structural primer (SEQ ID NO: 10) for allele C, and a 50-base oligonucleotide transposition region to distinguish the size of the amplified product from allele T; the FASN17924 gene used a Miso-Winglet structural primer (SEQ ID NO: 13) for allele A, and a 40-base oligonucleotide was added to the transposition region to distinguish the size of the amplified product from allele G; The ACACA2274 gene used a Miso-Winglet structure primer (SEQ ID NO: 16) for allele A, and a 40-base oligonucleotide was added to the transposition region to distinguish the size of the amplified product from allele G; the PLAG1 gene used a Miso-Winglet structure primer (SEQ ID NO: 19) for allele G, and a 30-base oligonucleotide was added to the transposition region to distinguish the size of the amplified product from allele C.
상기 프라이머 서열은 서열번호 7 내지 21로 나타내었다. 서열번호 7 ~ 21의 전체 염기서열에 대한 프라이머를 합성(㈜코스모진텍) 하였다. 각각의 프라이머의 정보 및 증폭 산물의 크기 등의 정보는 하기 표 3에 자세히 나타내었다. The above primer sequences are represented by SEQ ID NOs: 7 to 21. Primers for the entire base sequence of SEQ ID NOs: 7 to 21 were synthesized (Cosmogene Tech Co., Ltd.). Information on each primer and the size of the amplified product, etc. are presented in detail in Table 3 below.
(4) Multiplex PCR 조건 설정(4) Setting Multiplex PCR conditions
PCR 반응액은 상기 실시예 (a)에서 각 소고기로 부터 추출된 genomic DNA 1㎕ (20 ng/㎕), Simple Step 2X Multiplex PCR Master Mix 10 ㎕, 혼합된 프라이머 Mixture 3 ㎕를 혼합한 후 멸균된 증류수를 첨가하여 최종 20 ㎕가 되도록 준비하였다. 최적화된 PCR 반응 온도 및 시간은 95℃에서 15분 1회, 95℃에서 20초와 60℃에서 30초 및 72℃에서 60초를 35회 반복한 후 72℃에서 3분 1회 진행하는 것으로 결정하였다. 최종 반응 산물의 확인을 위해 5㎕의 PCR 반응 산물을 3% 아가로스 젤에 로딩하여 250V에서 30분간 전기영동을 진행한 후 UV trans-illuminator로 결과를 확인하였다.The PCR reaction solution was prepared by mixing 1 ㎕ (20 ng/㎕) of the genomic DNA extracted from each beef in the above Example (a), 10 ㎕ of Simple Step 2X Multiplex PCR Master Mix, and 3 ㎕ of the mixed primer mixture, and then adding sterilized distilled water to make a final volume of 20 ㎕. The optimized PCR reaction temperature and time were determined to be 95 °C for 15 minutes once, 35 cycles of 95 °C for 20 seconds, 60 °C for 30 seconds, and 72 °C for 60 seconds, and then 72 °C for 3 minutes once. To confirm the final reaction product, 5 ㎕ of the PCR reaction product was loaded onto a 3% agarose gel, electrophoresis was performed at 250 V for 30 minutes, and the results were confirmed with a UV trans-illuminator.
(5) 결과 : 단일염기다형성을 분석하는 단계; 소고기 유전자형 분석(5) Results: Step of analyzing single nucleotide polymorphism; Beef genotype analysis
한우 3종, 수입소 5종의 대하여 상기 실시예 (b-2) 조건 하에 Multiplex PCR을 수행하였고, 그 결과를 도 6에 나타내었다. Multiplex PCR was performed on three types of Korean cattle and five types of imported cattle under the conditions of the above example (b-2), and the results are shown in Fig. 6.
도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 한우 1에서 FASN 16024 유전자는 대립유전자 G형의 430bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, SCD 10329 유전자에서는 대립유전자 C형의 380bp와 대립유전자 T형의 330bp가 모두 증폭이 되어 C/T 유전형 이형접합체로 확인되었고, FASN 17924 유전자에서는 대립유전자 G형의 240bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, ACACA 2274 유전자에서는 대립유전자 G형의 160bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, PLAG1 유전자에서는 대립유전자 C형의 100bp만 증폭된 C 유전형 동형접합체로 확인되었다. 또한 한우 2는 한우 1과 동일한 결과의 유전형을 확인하였다.As can be confirmed in Fig. 6, in Hanwoo 1, only 430 bp of the G allele was amplified for the FASN 16024 gene, confirming it as a G genotype homozygote, in the SCD 10329 gene, both 380 bp of the C allele and 330 bp of the T allele were amplified, confirming it as a C/T genotype heterozygote, in the FASN 17924 gene, only 240 bp of the G allele was amplified, confirming it as a G genotype homozygote, in the ACACA 2274 gene, only 160 bp of the G allele was amplified, confirming it as a G genotype homozygote, and in the PLAG1 gene, only 100 bp of the C allele was amplified, confirming it as a C genotype homozygote. In addition, Hanwoo 2 confirmed a genotype with the same result as Hanwoo 1.
한우 3에서 FASN 16024 유전자는 대립유전자 G형의 430bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, SCD 10329 유전자에서는 대립유전자 C형의 380bp와 대립유전자 T형의 330bp 모두 증폭이 되어 C/T 유전형 이형접합체로 확인되었고, FASN 17924 유전자에서는 대립유전자 G형의 240bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, ACACA 2274 유전자에서는 대립유전자 A형의 200bp와 대립유전자 G형의 160bp 모두 증폭이 되어 A/G 유전형 이형접합체로 확인되었고, PLAG1 유전자에서는 대립유전자 G형의 130bp와 대립유전자 C형의 100bp 모두 증폭이 되어 G/C 이형접합체로 확인되었다.In Hanwoo 3, the FASN 16024 gene was confirmed as a G genotype homozygote in which only 430 bp of the G allele was amplified, in the SCD 10329 gene, both 380 bp of the C allele and 330 bp of the T allele were amplified, confirming a C/T genotype heterozygote, in the FASN 17924 gene, only 240 bp of the G allele was amplified, in the ACACA 2274 gene, both 200 bp of the A allele and 160 bp of the G allele were amplified, confirming an A/G genotype heterozygote, and in the PLAG1 gene, both 130 bp of the G allele and 100 bp of the C allele were amplified, confirming a G/C heterozygote.
수입우 1에서 FASN 16024 유전자는 대립유전자 G형의 430bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, SCD 10329 유전자에서는 대립유전자 C형의 380bp만 증폭된 C 유전형 동형접합체로 확인되었고, FASN 17924 유전자에서는 대립유전자 G형의 240bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, ACACA 2274 유전자에서는 대립유전자 G형의 160bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, PLAG1 유전자에서는 대립유전자 G형의 130bp와 대립유전자 C형의 100bp 모두 증폭이 되어 G/C 이형접합체로 확인되었다.In Imported Cow 1, the FASN 16024 gene was confirmed as a G genotype homozygote in which only 430 bp of the G allele was amplified, the SCD 10329 gene was confirmed as a C genotype homozygote in which only 380 bp of the C allele was amplified, the FASN 17924 gene was confirmed as a G genotype homozygote in which only 240 bp of the G allele was amplified, the ACACA 2274 gene was confirmed as a G genotype homozygote in which only 160 bp of the G allele was amplified, and the PLAG1 gene was confirmed as a G/C heterozygote in which both 130 bp of the G allele and 100 bp of the C allele were amplified.
수입우 2에서 FASN 16024 유전자는 대립유전자 G형의 430bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, SCD 10329 유전자에서는 대립유전자 C형의 380bp만 증폭된 C 유전형 동형접합체로 확인되었고, FASN 17924 유전자에서는 대립유전자 A형의 280bp와 대립유전자 G형의 240bp 모두 증폭이 되어 A/G 이형접합체로 확인되었고, ACACA 2274 유전자에서는 대립유전자 G형의 160bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, PLAG1 유전자에서는 대립유전자 G형의 130bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었다.In imported cow 2, the FASN 16024 gene was confirmed as a G genotype homozygote in which only 430 bp of the G allele was amplified, the SCD 10329 gene was confirmed as a C genotype homozygote in which only 380 bp of the C allele was amplified, the FASN 17924 gene was confirmed as an A/G heterozygote in which both 280 bp of the A allele and 240 bp of the G allele were amplified, the ACACA 2274 gene was confirmed as a G genotype homozygote in which only 160 bp of the G allele was amplified, and the PLAG1 gene was confirmed as a G genotype homozygote in which only 130 bp of the G allele was amplified.
수입우 3에서 FASN 16024 유전자는 대립유전자 G형의 430bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, SCD 10329 유전자에서는 대립유전자 C형의 380bp만 증폭된 C 유전형 동형접합체로 확인되었고, FASN 17924 유전자에서는 대립유전자 A형의 280bp와 대립유전자 G형의 240bp 모두 증폭이 되어 A/G 이형접합체로 확인되었고, ACACA 2274 유전자에서는 대립유전자 A형의 200bp와 대립유전자 G형의 160bp 모두 증폭이 되어 A/G 유전형 이형접합체로 확인되었고, PLAG1 유전자에서는 대립유전자 G형의 130bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었다.In imported cow 3, the FASN 16024 gene was confirmed as a G genotype homozygote in which only 430 bp of the G allele was amplified, the SCD 10329 gene was confirmed as a C genotype homozygote in which only 380 bp of the C allele was amplified, the FASN 17924 gene was confirmed as an A/G heterozygote in which both 280 bp of the A allele and 240 bp of the G allele were amplified, the ACACA 2274 gene was confirmed as an A/G genotype heterozygote in which both 200 bp of the A allele and 160 bp of the G allele were amplified, and the PLAG1 gene was confirmed as a G genotype homozygote in which only 130 bp of the G allele was amplified.
수입우 4에서 FASN 16024 유전자는 대립유전자 A형의 480bp와 대립유전자 G형의 430bp 모두 증폭이 되어 A/G 이형접합체로 확인되었고, SCD 10329 유전자에서는 대립유전자 C형의 380bp만 증폭된 C 유전형 동형접합체로 확인되었고, FASN 17924 유전자에서는 대립유전자 G형의 240bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, ACACA 2274 유전자에서는 대립유전자 G형의 160bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, PLAG1 유전자에서는 대립유전자 G형의 130bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었다.In imported cow 4, both 480 bp of allele A and 430 bp of allele G were amplified in the FASN 16024 gene, confirming it as an A/G heterozygote. In the SCD 10329 gene, only 380 bp of allele C was amplified, confirming it as a C genotype homozygote. In the FASN 17924 gene, only 240 bp of allele G was amplified, confirming it as a G genotype homozygote. In the ACACA 2274 gene, only 160 bp of allele G was amplified, confirming it as a G genotype homozygote, and in the PLAG1 gene, only 130 bp of allele G was amplified, confirming it as a G genotype homozygote.
수입우 5에서 FASN 16024 유전자는 대립유전자 A형의 480bp와 대립유전자 G형의 430bp 모두 증폭이 되어 A/G 이형접합체로 확인되었고, SCD 10329 유전자에서 대립유전자 T형의 330bp만 증폭된 T 유전형 동형접합체로 확인되었고, FASN 17924 유전자에서는 대립유전자 G형의 240bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, ACACA 2274 유전자에서는 대립유전자 G형의 160bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었고, PLAG1 유전자에서는 대립유전자 G형의 130bp만 증폭된 G 유전형 동형접합체로 확인되었다.In imported cow 5, both 480 bp of allele A and 430 bp of allele G were amplified in the FASN 16024 gene, confirming it as an A/G heterozygote. In the SCD 10329 gene, only 330 bp of allele T was amplified, confirming it as a T genotype homozygote. In the FASN 17924 gene, only 240 bp of allele G was amplified, confirming it as a G genotype homozygote. In the ACACA 2274 gene, only 160 bp of allele G was amplified, confirming it as a G genotype homozygote, and in the PLAG1 gene, only 130 bp of allele G was amplified, confirming it as a G genotype homozygote.
이상과 같이 확인된 각 시료(한우1~수입우5)의 유전자형을 아래 표 4로 정리하였다. The genotypes of each sample (Korean cattle 1 to imported cattle 5) confirmed as above are summarized in Table 4 below.
상기 결과로부터 한우 3종에서 2종류의 유전형을 확인하였고, 수입소 5종에서는 5종 모두 다른 유전형을 확인 할 수 있었다. From the above results, two types of genotypes were confirmed in three types of Korean cattle, and different genotypes were confirmed in all five types of imported cattle.
지금까지의 실시예들을 통하여 본 발명에 따른 Miso-Winglet 구조의 프라이머를 사용할 경우 여러 개의 다중염기서열변이의 각 대립유전자를 한 번의 Multiplex PCR로 분석 할 수 있는 우수한 효과를 나타냄을 확인하였다. 특히, 특정 표적산물의 크기를 자유롭게 설계 할 수 있기 때문에, 분석 시 쉽고 빠르게 유전형을 분류할 수 있다는 점에서 큰 장점을 지닌다.Through the examples so far, it has been confirmed that when the primer of the Miso-Winglet structure according to the present invention is used, it exhibits an excellent effect in that each allele of several multi-base sequence mutations can be analyzed with a single Multiplex PCR. In particular, since the size of a specific target product can be freely designed, it has a great advantage in that the genotype can be easily and quickly classified during analysis.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예 들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다. The present invention has been described with reference to preferred embodiments thereof. Those skilled in the art will appreciate that the present invention may be implemented in modified forms without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated by the claims, not the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the present invention.
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Claims (10)
(A) Primer-1 for allele-1, which includes a terminal base X of the mutation site of an allele and has a 5'-direction length of 10 to 30 bases, and a 5'-direction length of the latter region having a sufficient size to be distinguished from a PCR product by primer-2, wherein 1 to 3 consecutive bases in the 5'-direction of the latter region have a mutation part A that is non-complementary to the template, and the remaining bases are complementary to the bases of allele-1; and (B) Primer -2 for allele-2, which includes a terminal base X' of the mutation site of an allele and has a 5'-direction length of 10 to 30 bases and is complementary to the template.
상기 프라이머-1의 후단영역 또는 프라이머-2의 1 또는 2개소에 1~3개 연속된 염기가 주형에 비상보적인 것을 특징으로 하는 대립유전자 분석을 위한 프라이머 쌍.
In the first paragraph,
A primer pair for allele analysis, characterized in that 1 to 3 consecutive bases in the rear region of the primer-1 or 1 or 2 positions of the primer-2 are non-complementary to the template.
A method for analyzing alleles of single nucleotide sequence mutations by PCR using a primer pair according to claim 1 or 2.
다중 단일염기서열변이의 대립유전자 각각에 대한 프라이머 쌍들을 이용하여 다중 단일염기서열변이의 대립유전자를 분석하는 방법.
In the third paragraph,
A method for analyzing alleles of multiple single nucleotide sequence variations using primer pairs for each allele of the multiple single nucleotide sequence variations.
A method for diagnosing the origin of a biological product using the method according to Article 3.
상기 생물학적 산물은 식품이며, 유래는 품종, 원산지, 생산자 및 생산개체를 포함하는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 생물학적 산물의 유래를 진단하는 방법.
In paragraph 5,
A method for diagnosing the origin of a biological product, wherein the biological product is a food, and the origin is characterized by at least one of a variety, a place of origin, a producer, and a producing individual.
상기 생물학적 산물은 병원성 생물체이며, 유래는 상기 병원성 생물체의 유전형인 것을 특징으로 하는 생물학적 산물의 유래를 진단하는 방법.
In paragraph 5,
A method for diagnosing the origin of a biological product, wherein the biological product is a pathogenic organism and the origin is a genotype of the pathogenic organism.
A method for predicting the characteristics of crops or livestock using the method according to Article 3.
A PCR reaction composition comprising a primer pair according to claim 1 or 2.
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