[논문]유전자 진단 메커니즘과 기반 기술

구영미; 박한이; 박한오

문제 정의

이러한 중요한 기술, 유전자 증폭 및 진단 기술에 대하여 생명공학 측면에서 간단히 소개하고자 한다. 또한, 바이오산업 분야의 수입의존도 비중이 컸던 바이오 공정을 위 한기 기류 중에 순수한 국내 기술로서 개발된 유전자진단 장치의 발전과 앞으로 더 나아가야 할 방향을 논의하고자 한다.
느끼는 것이 현실이다. 이러한 어려움을 극복하기 위한 예로써, Bead 를 이용한 유전자 추출원리를 설명하고자 한다.
바이오니아에는 구형 자성 실리카 입자를 개발하여 전자동으로 유전자를 추출하는 장비를 개발하여 국내외에 보급하고 있다. 이러한 중요한 기술, 유전자 증폭 및 진단 기술에 대하여 생명공학 측면에서 간단히 소개하고자 한다. 또한, 바이오산업 분야의 수입의존도 비중이 컸던 바이오 공정을 위 한기 기류 중에 순수한 국내 기술로서 개발된 유전자진단 장치의 발전과 앞으로 더 나아가야 할 방향을 논의하고자 한다.

제안 방법

정제에 응용되었다. 이를 이용하여 순수 국내 기술로 Magnetic Beads 를 유전자 추출에 도입하여 차세대 전자동 유전자 추출 장비 (Fully Automated Nucleic Acid Extractor; ExiPrepn"16)를 개발하여 시장에 출시하였다.
이기 술을 적용함으로써 96 well plate 에 균일한 광원을 조사시 켜 sample plate 중심 과 모서 리 의 광량 차이를 최소화하여 well 간의 편차를 줄였다. 또한, 모든 형광 data 를 2D CCD 를 통해 동시 측정하는 방식을 채택하여 well-to-well scan 방식의 기기에서 발생하는 측정 시간의 차이에 따른 well 간 편차가 없도록 고안되었다.
자주 사용되는 보편적인 작업이 수작업 또는 고가에 부피까지 큰 수입제품에 의존해 오던 전자동 유전자 주줄 장비 분야에도 국내 기술로써 Magnetic Beads 를이 용하여 bacteria, blood, tissues 그리 고, plant 등에서 전자동으로 빠른 시간 내 DNA 또는 RNA 를 추출할 수 있게 되었다. 실리카 코팅 자성입자의 고유한 장점을 핵산분리에 응용하여 방법적으로도 간단하게 접근하였다. 시료를 Lysis 반응을 시킨 후에, 분해된 DNA 와 Magnetic Beads 가 결합을 하게 한 후 Magnetic Beads 를 외부 자기장으로 고정하여 용액을 세척한 다음 원하는 DNA나 RNA를 Magnetic Beads 로부터 분리(elute)한다.
6 과 같이 빛의 전반사 성질을 이용하여 장비에 사용되는 백색광을 집속하여 Light Pipe 로입사시켜서 균일한 면광원을 만드는 기술이다. 이기 술을 적용함으로써 96 well plate 에 균일한 광원을 조사시 켜 sample plate 중심 과 모서 리 의 광량 차이를 최소화하여 well 간의 편차를 줄였다. 또한, 모든 형광 data 를 2D CCD 를 통해 동시 측정하는 방식을 채택하여 well-to-well scan 방식의 기기에서 발생하는 측정 시간의 차이에 따른 well 간 편차가 없도록 고안되었다.
그동안 유전자증폭 정량분석 시스템 장비 분야는 안정된 장비로서 상용화에 많은 어려움이 있었으나 현재는 연구, 개발 노력에 힘입어 세계 시장에서 경쟁력을 확보하여 해외시장으로 수출되고 있다. 특히 앞에서 이미 살펴본 real time PCR 과 자성 나노 입자를 이용한 전자동 유전자추출 장치는 순수 국내 기술로 개발하여 CE-IVD 인증까지 획득하였다. 바이오 및 임상진단 장비 분야는 그동안 전적으로 수입에 의존하였던 분야이다.
또한, BT, NT, IT 의 지속적인 융합 연구로 유전자 시스템 사업분야가 성장한다면 바이오 분야의 지능화는 시간 문제라 생각된다. 현재까지 유전자 시스템 가운데 진단 분야의 국내 기술 개발 및 제품을 소개하고, 앞으로 가능성을 분석하였다.

성능/효과

이 분석 소프트웨어는 Absolute Quantification, Relative Quantification, SNP Genotyping, Existence/Nonexistence 모듈로 구성되 어 1) Absolute Quantification 은 정확히 알고 있는 각각의 표준 샘플의 농도를 이용하여 바이러스와 같은 유전자를 정량하는데 사용되며, 2) Relative Quantification 은 house keeping 유전자를 이용하여 암과 같은 질병 관련 유전자의 상대적인 발현량을즉정하는데 이용된다. 3) SNP(Single Nucleotide Polymorphism) Genotyping 은 모든 유전자는 거의 99.9%가 동일하며, 나머지 약 0.1%의 개인별로 차이 나는 유전자 sequence 1~2 개를 찾아 내는데 사용된다. 4) Existence/Nonexistence 모듈은 식중독 균과 같은 미생물이나 virus 의 존재유무를 확인하고자 할 때 활용된다.
1%의 개인별로 차이 나는 유전자 sequence 1~2 개를 찾아 내는데 사용된다. 4) Existence/Nonexistence 모듈은 식중독 균과 같은 미생물이나 virus 의 존재유무를 확인하고자 할 때 활용된다. 이러한 소프트웨어의 정량 .

후속연구

이러한 기술이 발전되어 앞으로 암을 비롯한 각종 질병의 진단이 유전자들의 발현을 정확히 즉정하는 수준에서 이루어져 질병치료법이 보다 정밀하고 다양화되어 난치병을 정복할 수 있게 될 것이다.

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