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국내에서 유통되는 8종의 식육감별을 위한 multiplex PCR법 개발
Development of Multiplex PCR Assay for Identification of Eight Species from Meats in Korea 원문보기

한국식품위생안전성학회지 = Journal of food hygiene and safety, v.31 no.1, 2016년, pp.28 - 35  

허은정 (식품의약품안전처) ,  고은경 (농림축산검역본부 동물약품관리과) ,  윤향진 (농림축산검역본부 동물약품관리과) ,  김연화 (농림축산검역본부 동물약품관리과) ,  김영조 (식품의약품안전처) ,  박현정 (식품의약품안전처) ,  위성환 (농림축산검역본부 동물약품관리과) ,  문진산 (농림축산검역본부 동물약품관리과)

초록
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본 연구에서는 국내 대표 식육인 소, 돼지, 닭, 오리의 4종 식육과 염소, 양, 말, 칠면조의 4종 식육을 동시에 신속하게 감별할 수 있는 2 set의 multiplex PCR법을 개발하고자 미토콘드리아 16S RNA에서 종 특이부위를 선발하고 각 종에 대한 특이도를 높이기 위하여 인위적인 미스매치를 주어 프라이머를 제작한 후 8종 식육의 274개 시료를 대상으로 특이도와 민감도를 조사하였다. 그 결과 소, 돼지, 닭, 오리 모든 시료에서 각각 279, 94, 192, 477 bp의 증폭산물이, 말, 양, 염소, 칠면조의 모든 시료에서 각각 152 bp, 271 bp, 670 bp, 469 bp에서 뚜렷한 PCR 유전자 산물이 확인되어 모든 축종에서 100%의 특이도를 나타내어 축종별 감별력이 우수한 것으로 나타났다. 8종의 축종별로 DNA를 $10ng/{\mu}l$으로 정량한 후 혼합물을 10배씩 단계 희석하여 반응여부를 조사한 결과, 소, 돼지, 오리에서는 100 fg까지, 닭에서는 1 pg까지 검출됨을 확인할 수 있었다. 소, 돼지, 닭, 오리고기를 99.9%, 99%, 90%, 70%, 50%, 30%, 10%, 1%, 0.1%의 비율로 혼합한 식육과 $83^{\circ}C$ 20분, $100^{\circ}C$ 30분, $121^{\circ}C$ 10분에서 각각 열처리한 가열 혼합육에 대하여 검출한계를 조사한 결과 마지막 단계의 희석 비율인 모든 혼합육의 0.1%에서 검출이 가능하였으며, 열처리 혼합육에서는 닭에서는 1% 농도에서 소와 돼지의 혼합육에서 0.1% 농도에서 검출되어 민감도가 높음을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 multiplex PCR법은 특이도 및 민감도에 있어서 국내 대표 식육을 감별하는데 있어서 유용한 것으로 평가된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Species identification of animal tissues in meat products is an important issue to protect the consumer from illegal and/or undesirable adulteration; for economic, religious and health reasons. In this reason, accurate analytical methods are needed for the labeling of meat products with requiring si...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이에 본 연구에서는 국내에서 가장 널리 유통되고 있는 소, 돼지, 닭, 오리, 염소, 양, 말, 칠면조 8종의 식육, 혼합육, 열처리 가공육에 대하여 동시에 신속하게 감별할 수 있는 multiplex PCR법을 개발하였다. 이를 위하여 미토콘드리아 16S RNA에서 종 특이부위를 선발하고 각 종에 대한 특이도를 높이기 위하여 인위적인 미스매치를 주어 프라이머를 제작하여 국내 대표 식육인 소, 돼지, 닭, 오리의 4종 식육과 염소, 양, 말, 칠면조의 4종 식육을 동시에 감별할 수 있는 두 set의 multiplex PCR법을 각각 개발하였다.
  • . 이에 본 연구에서는 이러한 점을 감안하여 최종 선발된 종 특이적 전방향 및 역방향 프라이머 셋트에 대해 PCR 증폭산물의 강도를 고려하여 반응당 해당 프라이머의 농도를 Table 1에서와같이 조절하고, PCR 반응 조건을 평가하였다. 그 결과 검사시료인 DNA (5 ng/uL) 2 uL와 프라이머 믹스 2 uL, 2X PCR premix 10 uL, 증류수 6 uL를 첨가하여 95℃에서15분간 전-변성을 실시한 후 95℃에서 30초간 변성, 60℃에서 30초간 어닐링, 72℃에서 1분간 연장을 35사이클 수행한 후 마지막으로 72℃에서 3분간 최종 연장 과정을 수행할 때 가장 적절한 반응 조건을 보이는 것으로 나타났다(Table 2).
  • 최종 선발된 축종별 PCR 프라이머를 이용하여 증폭된 단편의 크기가 예상된 대립유전자의 크기 범위 내에 존재하는지와 PCR 조건의 적정성을 재평가하기 위하여 본 연구에서 8종의 식육 274개 시료를 대상으로 특이도를 조사하였다. 그 결과 프라이머 Set 1(소, 돼지, 닭, 오리)에서는 소, 돼지, 닭, 오리 4종의 모든 시료의 축종에서 Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현행 축산물 가공기준 및 성분규격에 명시된 식육감별을 위한 검사법은 어떤 것들이 있는가? 현행 축산물의 가공기준 및 성분규격에는 식육감별을 위한 검사법으로서 이화학적 방법, 혈청학적 검사법, 효소면역학적검사법, 유전자검사법이 있다20). glycogen검사법, 지방검사법 및 자비법은 식육감별기준이 모호하거나 매우 주관적이고, DNA hybridization법과 혈청학적 검사법인 면역혈청침강반응, 미량겔 확산법 그리고 한천겔 확산법은 근연종에서 교차반응이 발생하며, 히스티딘 디펩타이드법은 두 가지 이상의 혼합육에서는 식육을 감별할 수 없는 단점이 있다11,16).
현재 사용 중인 식육감별을 위한 검사법들의 단점은 무엇인가? 현행 축산물의 가공기준 및 성분규격에는 식육감별을 위한 검사법으로서 이화학적 방법, 혈청학적 검사법, 효소면역학적검사법, 유전자검사법이 있다20). glycogen검사법, 지방검사법 및 자비법은 식육감별기준이 모호하거나 매우 주관적이고, DNA hybridization법과 혈청학적 검사법인 면역혈청침강반응, 미량겔 확산법 그리고 한천겔 확산법은 근연종에서 교차반응이 발생하며, 히스티딘 디펩타이드법은 두 가지 이상의 혼합육에서는 식육을 감별할 수 없는 단점이 있다11,16).
mt DNA 유전자에 기반을 둔 PCR 검사가 반추류, 가금류, 개, 고양이와 같은 축종을 감별하는데 널리 쓰는 이유는 무엇인가? 식육품종감별에 있어서 최근에 국내외 여러 연구자가 식육감별을 위하여 12S rRNA, 16S rRNA, 그리고 cytochrome b (cyt b)와 같은 미토콘드리아 DNA (mt DNA) 유전자에 기반을 둔 PCR 검사를 활용하고 있다. 이 검사법은 신속성, 민감성, 특이성에서 우수하기 때문에 반추류(소, 면양, 산양, 사슴), 가금류(닭, 칠면조, 오리, 거위), 개, 고양이, 그리고 돼지와 같은 축종을 감별하는데 가장 널리 쓰이고 있다9,14,17,18,22,24,29). 특히, mt DNA 유전자는 핵 내 DNA보다 세포당 수천 개의 copy number가 있어 열변성에 의해 야기된 DNA 단편으로부터 적절한 크기로 증폭될 수 있고, 다양한 축종에서 보고된 염기서열의 유용성뿐만 아니라 동물 mt DNA 유전자 구성에 관한 방대한 정보를 가지고 있다.
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참고문헌 (31)

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  31. Weissenberger, M., Reichert, W., and Mattern, R.: A Multiplex PCR assay to differentiate between dog and red fox. Forensic Sci Int Genet., 5, 411-414 (2011). 

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