자성 산화철 나노입자(iron oxide nanoparticle, ${\gamma}-Fe_2O_3$) 표면을 기능성 유기 분자를 이용하여 아민기($-NH_2$), 카르복실기(-COOH)로 표면 처리 하였으며, 이들 기능기로 표면 처리된 산화철 나노입자를 FT-IR을 이용하여 나노입자 표면을 분석하였다. 아민기, 카르복실기로 표면처리된 산화철 나노입자 표면에 특정 배열을 갖는 21-base pair 길이의 프로브 DNA를 고정하였고, 형광 라벨(Cy5)이 부착된 상보적, 비상보적 타게트 DNA를 이용하여 고정된 프로브 DNA와 hybridization을 진행하였다. 각각의 상보적, 비상보적 타게트 DNA와 hybridization 처리한 산화철 나노입자를 confocal microscopy를 이용하여 관찰하였으며, 그 결과 산화철 나노입자를 이용하여 특정 배열의 DNA검출에 성공하였다.
돌연변이 및 유전병의 원인이 되고 있는 유전자 단일염기 다형성(single nucleotide polymorphisms; SNPs) 검출은 조기진단, 치료 및 제약등 바이오관련 분야에서 매우 중요하다. SNPs 검출을 위한 방법은 다양하게 제시되고 있으나 상보적 DNA와 SNPs의 에너지 차이가 미세하여 SNPs 검출에는 많은 어려움이 존재한다. 본 논문에서는 SNPs를 검출하기 위하여 전하 검출형 전계효과 트랜지스터(field-effect transistors; FETs)를 이용하여 DNA가 가지고 있는 음전하 측정 방법으로 SNPs를 검출하였다. 상보적 DNA와 SNPs의 미세한 에너지 차이를 구분하기 위하여 타게트 DNA hybridization공정에서 드레인-소스 전극에 -0.3 V의 음전압을 인가하였다. 음전압 인가에 따라 DNA 자체 음전하와 센서 표면의 음전압의 전기적 반발력에 의해 센서에 검출되는 타게트 DNA hybridization 신호 크기는 감소하였으나 상보적 DNA와 SNPs의 신호 차는 1.7 mV에서 8.7 mV로 5배 이상 증가하여 검출되었다.
Mitochondrial DNA (mtDNA) mutation was investigated in a hepatoma patient using a polymerase chain reaction (PCR) and an in situ hybridization technique. Biotin-labeled probes for the subunit m of cytochrome c oxidase revealed differences in the in situ hybridization. A PCR assay using biopsied and microdissected tissues showed that common deletion (4,977 bp) was more pronounced in the cancer region than in the normal parts of the same patient. These results suggest that mtDNA deletion might be associated with tumorigenesis in hepatoma.
수계 환경에서 일어나는 유전자의 전이행방을 이해하기 위하여, conjugation에 의하여 전이되는 kanamycin 내성 ($Km^r$) 유전자에 대하여 DNA probe를 이용하여 Southern hybridization 방법으로 추적하였다. 자연계로부터 분리한 $Km^r$ 세균과 $Km^r$ 유전자를 유전자 조작기법으로 변형시킨 GMM 균주들을 donor로 하여 conjugation을 했을 때, $Km^r$ 유전자는 자연계 분리 균주에서보다 수질환경에 관계없이 10~00배 잘 전이되었다. LB 배지에서 GMM 균주의 $Km^r$ 유전자가 전이된 conjugant에서는 새로 생성되는 plasmid가 많이 나타났고 AW와 FW에서는 conjugation 시간에 따라 plasmid의 재배열 현상이 다양하였다. LB에서 얻은 conjugant들의 plasmid에 대하여 $Km^r$ DNA probe로 Southern analysis를 한 결과, plasmid의 재배열이 다양함에도 불구하고 conjugant들의 $Km^r$ plasmid는 donor에서와 같은 위치에서 hybridization signal이 나타났다. 그러나 AW에서 50시간 conjugation시켰을 때 DKI의 pDK101과 DKC601의 pDT529, 그리고 AW에서 30시간 conjugation 시켰을 때 DKC600의 pDK101은 전혀 나타나지 않고, 소실되었다. 또 전이된 $Km^r$ plasmid의 크기는 AW와 FW의 수질에 따라 약간 변화되어 나타났다. 그러므로 DNA probe에 의한 Southern hybridization 방법은 수질환경에서 특정 유전자의 전이행방을 추적하는데 매우 유용하다고 판단된다.
The ascomycete Magnaporthe grisea is a pathogen of rice blast and is known to form specialized infection structures called appressoria for successful infection into host cells. To understand the molecular mechanism underlying infection process, appressorium-related genes were identified through global approaches including EST sequencing, differential hybridization, and sup-pression subtractive hybridization. EST database was generated on >2,000 cDNA clones randomly selected from appressorium stage cDNA library. Large number of ESTs showed homology to known proteins possibly involved in infection-related cellular development (attachment, germination, appressorium formation, and colonization) of rice blast fungus. The 1051 ESTs showing significant homology to known genes were assigned to 11 functional categories. Differential hybridization and suppression subtractive hybridization were applied to identify genes showing an appressorium stage specific expression pattern. A number of genes were selected as up-regulated during appressorium formation compared with the vegetative growing stage. Clones from various cDNA libraries constructed in different developmental stages were arrayed on slide glass for further expression profiling study. functional characterization of genes identified from these global approaches may lead to a better understand-ing of the infection process of this devastating plant disease, and the development of novel ways to protect host plant.
Expression of transferrin gene in various organs of rat was studied using rat transferrin cDNA. The hybridization method of $[^{35}S]-labeled$ transferrin cDNA with transferrin mRNA in cytoplasmic preparations was used to measure the level of transferrin mRNA. The rat from 15-day old fetus to 21-day old postnatal were employed as an animal model. In the liver, the level of transferrin mRNA increased with increasing age. However, the level of transferrin mRNA in brain was significantly lower than that in liver and the level did not increase with age.
Malignant catarrhal fever (MCF) is a systemic disease of ruminants caused by a gamma herpesvirus, ovine herpesvirus 2 (OvHV-2). Dot blot hybridization (DBH) protocols for detecting and differentiating this MCF virus were developed. OvHV-2 specific primer pairs, 556/555, were used for the amplification of target DNA. Then, the amplified DNA was labeled with incorporation of digoxigenin (DIG). The Dig-labeled probe was able to detect and differentiate specifically OvHV-2 DNA. This DBH technique can be applied to confirm the presence of MCF virus on clinical samples and to differentiate specifically between OvHV-2 infection and other viral infections.
Anopheles quadrimaculatus( Say) 자매종 간의 미토콘드리아 DNA의 제한효소 절단부위변이를 Aedes albopictus의 마토콘드리아 cDNA를 probe로 이용하여 조사하였다. DNA hybridization에 의해 두 속간에는 mtDNA 영기서열의 상당한 상동성이 있음을 알 수 있었다. 개체 모기로부터 분리한 DNA를 제한효소를 사용하여 절단한 결과 자매종간에 다른 양상을 볼 수 있었으며 Hind III에 의한 mtDNA 절편만으로도 자매종들을 동정할 수 있었다.
임신이나 배란진단과 같이 가정에서 직접 사용할 수 있는 형태의 membrane strip 크로마토그래피 방법을 이용하여 식중독 균 DNA 분석시스템을 개발하였다. 분석물질로서는 빈번하게 발생하고 있는 식중독 미생물 중에서 S. typhimurium을 선택하였으며, Salmonella 종에 특이한 유전자 부위인 invA 유전자 분석을 목표로 하였다. 우선 이 유전자는 본 실험실 내에서 설계한 primer 쌍을 사용한 PCR 공정을 통하여 증폭되었다. 이렇게 증폭한 산물을 본 연구자들이 설계한 DNA probe와의 hybridization을 통하여 분석함으로써 전통적으로 사용하고 있는 전기영동 분석법의 단순히 분자크기에 의한 분리법과 비교하여 특이한 분석을 할 수 있었다. 이때 PCR 후 과량으로 잔존하는 primer를 별도로 제거하지 않고 hybridization을 수행할 수 있도록 특별하게 DNA probe를 설계하였다. 또한, probe가 증폭된 DNA와 hybridization 하였을 때 고체표면에 의한 간섭효과가 최소화되도록 설계 시 반영되었고 더욱이 streptavidin-비오틴의 결합을 이용하여 probe를 고정함으로써 고상에서의 상호작용이 더욱 용이하도록 배려하였다. 이러한 분석방법을 이용하여 분석한 결과 시료첨가 후 20-40분 정도에 최소 $10^3$cfu/mL (10 cells/system) 농도의 박테리아를 분석할 수 있었다. 이러한 결과는 일반적으로 사용하는 전기영동법보다 약 10배정도 더 민감한 결과일 뿐만 아니라 실험실 기기를 사용하지 않고 분석을 수행함으로써 분석시료가 제공되는 현장에서도 식중독 균의 탐지가 가능하게 되었다.
연구배경 : Surfactant 단백은 surfactant의 물리학적 성상의 결정 및 대사를 조절하는데 있어서 중요한 역할을 한다. 유전자 발현의 조절을 연구하기 위하여서는 cDNA의 탐지자에 의한 mRNA의 정량측정이 중요하다. 방법 : 쥐의 surfactant 단백 B의 cDNA에 대한 coding 부위를 PGem 3Z 또는 4Z에 subclone하여 SP6 RNA polymerase 효소를 이용하여 antisense와 sense을 얻었다. Sense을 이용한 filter hybridization올 시행하여 정상곡선을 얻었다. Antisense는 $^{32}P$를 표지시켜 탐지자로 이용하였다. 결과 : SP-B에 대한 sense 복사체의 정상곡선은 Y=2034.9X+159.1(X=SP-BmRNA 복사체, Y=CPM)이고, 상관계수는 1.0이었다. 결론 : 이상의 결과로 filter hybridization 방법은 mRNA을 정량측정 하는데 있어서 빠르고, 재현성이 높으며, 많은 시료를 한꺼번에 시행할 수 있는 유용한 방법이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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