한글초록:국내 가공식품에서 유전자재조합식품(GMO)의 유전자분석법을 확립하기 위하여 추출방법별로 추출효율과 식품제조 공정에서 온도·습도·압력 등의 가공조건에 따른 GMO유전자의 변화를 정성 PCR법을 이용하여 비교 분석하였다. PCR법의 핵심인 추출방법을 결정하기 위하여 Wizard™, DNeasy™, CTAB, phenol/chloroform의 4가지의 추출방법을 비교 분석하였다. Wizard™, DNeasy™ 방법은 실리카레진을 이용한 흡착법으로 대두 및 옥수수 가공식품에서 고르게 우수한 추출효율을 보였다. Wizard™법은 모든 가공식품에서 우수한 추출효율을 보이며, PCR반응에 의한 증폭산물도 잘 보존되므로 GMO분석을 위한 추출법으로 가장 적합한 것으로 판단하였다. 가공공정에 따른 대두가공식품 유전자의 변화와 이를 통한 ...
한글초록:국내 가공식품에서 유전자재조합식품(GMO)의 유전자분석법을 확립하기 위하여 추출방법별로 추출효율과 식품제조 공정에서 온도·습도·압력 등의 가공조건에 따른 GMO유전자의 변화를 정성 PCR법을 이용하여 비교 분석하였다. PCR법의 핵심인 추출방법을 결정하기 위하여 Wizard™, DNeasy™, CTAB, phenol/chloroform의 4가지의 추출방법을 비교 분석하였다. Wizard™, DNeasy™ 방법은 실리카레진을 이용한 흡착법으로 대두 및 옥수수 가공식품에서 고르게 우수한 추출효율을 보였다. Wizard™법은 모든 가공식품에서 우수한 추출효율을 보이며, PCR반응에 의한 증폭산물도 잘 보존되므로 GMO분석을 위한 추출법으로 가장 적합한 것으로 판단하였다. 가공공정에 따른 대두가공식품 유전자의 변화와 이를 통한 분석법 확립을 위하여 두부, 된장, 콩나물의 가공공정과 유통단계에서 발생될 수 있는 유전자의 변화를 비교 분석하였다. 두부, 콩나물, 된장은 가공공정 중에 열, 압력, 효소 등의 변성요인에 의하여 DNA가 짧은 단편화 되므로 정확한 분석을 위하여 다양한 사이즈의 프라이머의 검출감도를 비교하여 적합한 가장 적합한 프라이머를 선정하고자 하였다. 대두 내재유전자는 actin 169 bp foward : 5'-GAG AAA AGA TAG CCC AAA TCA TGT-3', actin 169 bp Reverse: 5'-GAT TCA GGG AAA GAA CAA TGT GAT-3'로 프라이머를 선정하였다. 35S promoter 프라이머는 130 bp foward : 5'-ATC ATT GCG ATA AAG GAA AG-3', 130 bp reverse : 5'-AAT CCACTT GCT TTG AAG AC-3', NOS terminator 프라이머는 132 bp foward : 5'-ATA ATT GCG GGA CTCTAATC-3', 132 bp reverse: 5'-GCC GGT CTT GCG ATG ATT-3'를 적합한 프라이머로 선정하였다. 이들을 분석에 응용한 결과 가공식품에서 검출감도가 우수하였다. 선정된 프라이머를 이용하여 대두가공식품을 가공하면서 발생할 수 있는 다양한 가공조건(열, 효소, 압력)에서 DNA변화를 비교 분석하였다. 두부는 열처리, 단백응고 등의 가공공정에서 DNA는 안정적으로 보존되었으며, GM콩(Roundup ready)을 이용하여 100℃ 40 분 동안 열처리 시뮬레이션 결과에서도 동일한 결과를 얻을 수 있었다. 반면 제조 후 5일후부터 부패가 진행되면서 DNA가 소실되는 것으로 분석되었다. 이는 부패에 관여하는 미생물의 가수분해효소나 단백분해효소에 의한 영향으로 추정되며, 두부 유전자의 감소원인은 생물학적인 요인이 클 것으로 생각되었다. 또한 국내 수입량이 많은 GM 옥수수 중 Bt11을 이용하여 제조공정 중 옥수수의 유전자변화를 일으킬 수 있는 주요 요인인 열, 압력 및 효소 등에 대한 내재유전자 및 35S promoter, NOS terminator유전자의 변화와 손실시점 등을 비교 분석하였다. 가열에 따른 옥수수 유전자의 변화를 조사한 결과, 마이크로웨이브를 이용한 경우 2∼3분, 직화한 경우 1∼2분 후에 DNA가 소실되었다. 특히 직화하여 탄화되는 경우 손실의 속도가 빨랐다. 멸균조건을 상압멸균과 가압멸균으로 압력효과를 비교한 결과, 가압멸균한 경우 상압멸균에 비하여 유전자의 분해속도가 빨랐다. 또한 수분첨가 효과를 파악하기 위하여 건조멸균과 습열멸균을 비교한 결과, 습열멸균에서는 유전자가 완전히 분해되는 반면, 습열멸균에서는 DNA가 보존되는 것으로 분석되었다. 이러한 결과에서 종합하면, 수분과 압력의 복합작용이 DNA의 소실을 촉진하는 것으로 생각되었다. 유탕처리시에는 직화한 경우에 비하여 DNA의 소실이 2배 이상 느리게 진행되어 150℃ 3∼4분까지도 열에 안정하게 보존되었다. 이는 기름내의 수분이 감소하면서 가수분해효과가 감소하였기 때문으로 추정되며, 실제 유탕처리 건과류에서 옥수수유전자가 안정적으로 보존됨을 확인할 수 있었다. 이러한 모의 실험결과를 토대로 가공식품 65종 모니터링 분석한 결과 13.6%인 9종에서 유전자재조합 옥수수를 사용한 것으로 분석되었으며, 콘칩 등의 과자류에서 사용이 많은 것으로 나타났다. 이는 유탕처리가 유전자를 안정적으로 보호한다는 실험결과와 일치하였으며, 특히 미국산 옥수수 분말을 사용한 율무차, 소고기 수프, 옥수수 수프, 식빵믹스 등에서 GM 옥수수의 검출빈도가 높았다영문초록: Various kinds of genetically modified organisms(GMO) and processed foods have been developed during recent years. Genetically modified organisms can be classified into several groups as their development methods. Generally, GMO has three foreign DNA regions such as gene expression adjustment region(promoter), termination region(terminator) and structure gene. Detection of these regions can be done particularly by polymerase chain reaction(PCR). PCR-based detection can virtually be performed for any GMO within short of time. The most important prerequisite for the application of PCR-based detection is to decide efficient abstraction method of nucleic acids. Specially, in the case of processed food, because nucleic acids of foodstuffs are damaged by heat treatment(sterilization), pressure and fermentation, DNA must be extracted from the samples prior to PCR analysis. Although many DNA extraction protocols are available, they have rarely been compared in a comprehensive method. In this study four widely used commercial and non-commercial DNA extraction methods, DNeasy™, Wizard™, CTAB, phenol/chloroform system were compared with respect to the quality and yield of nucleic acids and insertion genes. To discriminate between the genetically modified soybean processed foods which were Korean traditional foods as Beansprout, doenjang, Beancurd(Tofu) and the unmodified one. we analyzed comparatively that the loss degree of inner DNA about denature factors in process step as heat or pressure and decision of suitable PCR primer by size. As a result of having compared about various -actin, NOS terminator and 35S promoter primer. -actin was 169 bp, 35S promoter was 130 bp and NOS terminator was 132 bp effective. As a result of having checked a loss degree of a gene, as for the bean curd, DNA was mostly preserved well, and the loss of DNA along the processing process was hardly observed by a processing process. Most DNA of beansprout have moved to trunk after germination stage, and the appropriate analysis part was judged as the trunk. And the doenjang showed a detection difference of DNA by an operation of an enzyme among self-life periods. Besides, after 50days, insertion gene was destroyed entirely so that detection was not possible. Recent years tremendous reports have been made on food biotechnology, including transgenic crop breeding, and genetic modifications organism(GMO) used in the food production. The crylA(b) gene of Bacillus thuringiensis was developed with the herbicide tolerant and insect resistance characteristic corn. The corn was approved currently 6 branch breed as insect resistance MON810, Event176, Bt11, NK603 and herbicide tolerant T25 and GA21 in Korea. we developed primers for qualitative detection of GM corn by using PCR which are including construction region, 35S promoter region, and NOS terminator region introduced in GM corn. Corn is imported with the processing materials and passes by the highly processing process cause the gene of corn will destroy easily. The GM(Genetically Modified) corn 'Bt 11' was developed to promote insect resistance with crylA(b) gene derived from Bacillus thuringiensis. Effects of heat, pressure and -amylase on DNA fragment degradation in Bt 11 corn were examined using PCR. Whereas DNA fragment were degraded completely within 4 minutes at 150℃ and by autoclave, most of them remained after oil frying, boiling and drying-autoclave. The treatment of -amylase enzyme didn't affect DNA fragment degradation. On analysing 65 corn-processed foods obtained from the Korean market, 9 were detected as GM corns containing foods(13.6%)
한글초록:국내 가공식품에서 유전자재조합식품(GMO)의 유전자분석법을 확립하기 위하여 추출방법별로 추출효율과 식품제조 공정에서 온도·습도·압력 등의 가공조건에 따른 GMO유전자의 변화를 정성 PCR법을 이용하여 비교 분석하였다. PCR법의 핵심인 추출방법을 결정하기 위하여 Wizard™, DNeasy™, CTAB, phenol/chloroform의 4가지의 추출방법을 비교 분석하였다. Wizard™, DNeasy™ 방법은 실리카레진을 이용한 흡착법으로 대두 및 옥수수 가공식품에서 고르게 우수한 추출효율을 보였다. Wizard™법은 모든 가공식품에서 우수한 추출효율을 보이며, PCR반응에 의한 증폭산물도 잘 보존되므로 GMO분석을 위한 추출법으로 가장 적합한 것으로 판단하였다. 가공공정에 따른 대두가공식품 유전자의 변화와 이를 통한 분석법 확립을 위하여 두부, 된장, 콩나물의 가공공정과 유통단계에서 발생될 수 있는 유전자의 변화를 비교 분석하였다. 두부, 콩나물, 된장은 가공공정 중에 열, 압력, 효소 등의 변성요인에 의하여 DNA가 짧은 단편화 되므로 정확한 분석을 위하여 다양한 사이즈의 프라이머의 검출감도를 비교하여 적합한 가장 적합한 프라이머를 선정하고자 하였다. 대두 내재유전자는 actin 169 bp foward : 5'-GAG AAA AGA TAG CCC AAA TCA TGT-3', actin 169 bp Reverse: 5'-GAT TCA GGG AAA GAA CAA TGT GAT-3'로 프라이머를 선정하였다. 35S promoter 프라이머는 130 bp foward : 5'-ATC ATT GCG ATA AAG GAA AG-3', 130 bp reverse : 5'-AAT CCA CTT GCT TTG AAG AC-3', NOS terminator 프라이머는 132 bp foward : 5'-ATA ATT GCG GGA CTC TAA TC-3', 132 bp reverse: 5'-GCC GGT CTT GCG ATG ATT-3'를 적합한 프라이머로 선정하였다. 이들을 분석에 응용한 결과 가공식품에서 검출감도가 우수하였다. 선정된 프라이머를 이용하여 대두가공식품을 가공하면서 발생할 수 있는 다양한 가공조건(열, 효소, 압력)에서 DNA변화를 비교 분석하였다. 두부는 열처리, 단백응고 등의 가공공정에서 DNA는 안정적으로 보존되었으며, GM콩(Roundup ready)을 이용하여 100℃ 40 분 동안 열처리 시뮬레이션 결과에서도 동일한 결과를 얻을 수 있었다. 반면 제조 후 5일후부터 부패가 진행되면서 DNA가 소실되는 것으로 분석되었다. 이는 부패에 관여하는 미생물의 가수분해효소나 단백분해효소에 의한 영향으로 추정되며, 두부 유전자의 감소원인은 생물학적인 요인이 클 것으로 생각되었다. 또한 국내 수입량이 많은 GM 옥수수 중 Bt11을 이용하여 제조공정 중 옥수수의 유전자변화를 일으킬 수 있는 주요 요인인 열, 압력 및 효소 등에 대한 내재유전자 및 35S promoter, NOS terminator유전자의 변화와 손실시점 등을 비교 분석하였다. 가열에 따른 옥수수 유전자의 변화를 조사한 결과, 마이크로웨이브를 이용한 경우 2∼3분, 직화한 경우 1∼2분 후에 DNA가 소실되었다. 특히 직화하여 탄화되는 경우 손실의 속도가 빨랐다. 멸균조건을 상압멸균과 가압멸균으로 압력효과를 비교한 결과, 가압멸균한 경우 상압멸균에 비하여 유전자의 분해속도가 빨랐다. 또한 수분첨가 효과를 파악하기 위하여 건조멸균과 습열멸균을 비교한 결과, 습열멸균에서는 유전자가 완전히 분해되는 반면, 습열멸균에서는 DNA가 보존되는 것으로 분석되었다. 이러한 결과에서 종합하면, 수분과 압력의 복합작용이 DNA의 소실을 촉진하는 것으로 생각되었다. 유탕처리시에는 직화한 경우에 비하여 DNA의 소실이 2배 이상 느리게 진행되어 150℃ 3∼4분까지도 열에 안정하게 보존되었다. 이는 기름내의 수분이 감소하면서 가수분해효과가 감소하였기 때문으로 추정되며, 실제 유탕처리 건과류에서 옥수수유전자가 안정적으로 보존됨을 확인할 수 있었다. 이러한 모의 실험결과를 토대로 가공식품 65종 모니터링 분석한 결과 13.6%인 9종에서 유전자재조합 옥수수를 사용한 것으로 분석되었으며, 콘칩 등의 과자류에서 사용이 많은 것으로 나타났다. 이는 유탕처리가 유전자를 안정적으로 보호한다는 실험결과와 일치하였으며, 특히 미국산 옥수수 분말을 사용한 율무차, 소고기 수프, 옥수수 수프, 식빵믹스 등에서 GM 옥수수의 검출빈도가 높았다영문초록: Various kinds of genetically modified organisms(GMO) and processed foods have been developed during recent years. Genetically modified organisms can be classified into several groups as their development methods. Generally, GMO has three foreign DNA regions such as gene expression adjustment region(promoter), termination region(terminator) and structure gene. Detection of these regions can be done particularly by polymerase chain reaction(PCR). PCR-based detection can virtually be performed for any GMO within short of time. The most important prerequisite for the application of PCR-based detection is to decide efficient abstraction method of nucleic acids. Specially, in the case of processed food, because nucleic acids of foodstuffs are damaged by heat treatment(sterilization), pressure and fermentation, DNA must be extracted from the samples prior to PCR analysis. Although many DNA extraction protocols are available, they have rarely been compared in a comprehensive method. In this study four widely used commercial and non-commercial DNA extraction methods, DNeasy™, Wizard™, CTAB, phenol/chloroform system were compared with respect to the quality and yield of nucleic acids and insertion genes. To discriminate between the genetically modified soybean processed foods which were Korean traditional foods as Beansprout, doenjang, Beancurd(Tofu) and the unmodified one. we analyzed comparatively that the loss degree of inner DNA about denature factors in process step as heat or pressure and decision of suitable PCR primer by size. As a result of having compared about various -actin, NOS terminator and 35S promoter primer. -actin was 169 bp, 35S promoter was 130 bp and NOS terminator was 132 bp effective. As a result of having checked a loss degree of a gene, as for the bean curd, DNA was mostly preserved well, and the loss of DNA along the processing process was hardly observed by a processing process. Most DNA of beansprout have moved to trunk after germination stage, and the appropriate analysis part was judged as the trunk. And the doenjang showed a detection difference of DNA by an operation of an enzyme among self-life periods. Besides, after 50days, insertion gene was destroyed entirely so that detection was not possible. Recent years tremendous reports have been made on food biotechnology, including transgenic crop breeding, and genetic modifications organism(GMO) used in the food production. The crylA(b) gene of Bacillus thuringiensis was developed with the herbicide tolerant and insect resistance characteristic corn. The corn was approved currently 6 branch breed as insect resistance MON810, Event176, Bt11, NK603 and herbicide tolerant T25 and GA21 in Korea. we developed primers for qualitative detection of GM corn by using PCR which are including construction region, 35S promoter region, and NOS terminator region introduced in GM corn. Corn is imported with the processing materials and passes by the highly processing process cause the gene of corn will destroy easily. The GM(Genetically Modified) corn 'Bt 11' was developed to promote insect resistance with crylA(b) gene derived from Bacillus thuringiensis. Effects of heat, pressure and -amylase on DNA fragment degradation in Bt 11 corn were examined using PCR. Whereas DNA fragment were degraded completely within 4 minutes at 150℃ and by autoclave, most of them remained after oil frying, boiling and drying-autoclave. The treatment of -amylase enzyme didn't affect DNA fragment degradation. On analysing 65 corn-processed foods obtained from the Korean market, 9 were detected as GM corns containing foods(13.6%)
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