[보고서]DNA 표면 점유율 측정에 기초한 방사선 유발 DNA 손상의 발암물질 상승효과 평가

송준명

DNA 표면 점유율 측정에 기초한 방사선 유발 DNA 손상의 발암물질 상승효과 평가
Evaluation of Carcinogenic Synergic Effect on Radiation-induced DNA Damage Based on DNA Surface Coverage Determination Using DNA Sensor 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	서울대학교 산학협력단
연구책임자	송준명
참여연구자	김민정 , 김지연 , 박선희 , 이재형 , 탁유경 , 팔석데브 , 프라빈
보고서유형	3단계보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2010-02
과제시작연도	2009
주관부처	교육과학기술부
사업 관리 기관	한국연구재단
등록번호	TRKO201000011852
과제고유번호	1345098672
DB 구축일자	2013-04-18
키워드	방사선,발암물질,DNA 손상,DNA 칩,DNA 표면점유율Radiation,Carcinogen,DNA damage,DNA chip,DNA surface coverage

초록 ▼

1. GFP 센서를 이용한 방사선 유발 DNA 손상의 발암물질 상승효과의 in vivo 과정의 단세포 수준 이해
가. 상업용 GFP 발현 플라스미드 벡터로부터 GFP 발현 유전자 증폭
나. BPDE 노출 GFP 발현 유전자의 BPDE-DNA adduct 형성 및 UV를 이용한 정량
다. BPDE-DNA adduct 함유 GFP 발현 Recombinant Plasmid의 조재 및 E. coli 박테리아에서 클로닝
라. 클로닝한 컨트롤 Recombinant Plasmid를 HEK 293 세포에 발현시키기 위한 GFP 발현 조건의 최적화
마. 유동세포계수기를 이용한 BPDE-DNA adduct 함유 Recombinant Plasmid의 GFP 발현률 측정
2. 레이저 유발 형광에 기초한 고감도 High-throughput DNA 표면 점유율 측정법 개발
가. DNA 표면 점유율 측정용 레이저 유발 형광 시스템의 개발
나. 금 샘플 플래트폼에서의 DNA 표면 점유율 및 혼성화 정도 측정
다. 실리콘 샘플 플래트폼에서의 DNA 표면 점유율 및 혼성화 정도 측정
3. 실리콘 및 금 표면 플래트폼에서의 DNA 표면 점유율 측정법에 기초한 BPDE 발암물질 노출에 의한 방사선 유발 DNA single 및 double strand breaks의 증가 상승효과 관찰
가. 실리콘 및 금 표면 샘플 플래트폼에서의 single strand DNA 손상에 대한 BPDE 발암물질과 방사선의 결합 효과 정량적 고찰
나. 실리콘 및 금 표면 샘플 플래트폼에서의 double strand DNA 손상에 대한 BPDE 발암물질과 방사선의 결합 효과 정량적 고찰

Abstract ▼

1. Evaluation of the synergistic carcinogenic effect of radiation and BPDE on DNA using GFP sensor at single cell level
A. Amplification of GFP expression gene from commercial GFP expression plasmid vector
B. Formation of BPDE-DNA adduct using BPDE-exposed GFP expression gene and UV quantification.
C. Manufacturing GFP expression Recombinant Plasmid containing BPDE-DNA adduct and cloning of the gene from E. coli bacteria.
D. Optimization of the GFP expression condition to express recombinant plasmid in HEK 293 cell
E. Measuring the level of expression of recombinant plasmid containing BPDE-DNA adduct using flow cytometry
2. Development of high sensitivity and high-throughput DNA surface coverage determination method using laser-induced florescence
A. Development of laser-induced fluorescence system for measuring DNA surface coverage determination
B. Measuring DNA coverage immobilized on gold surface and hybridization efficiency
C. Measuring DNA coverage immobilized on silicon surface and hybridization efficiency
3. Evaluation of synergistic carcinogenic effect of radiation and BPDE on DNA using single and double strand DNA immobilized on silicon and gold surfaces
A. Quantitative investigation about combined effect of BPDE and radiation exposure on single strand DNA immobilized on silicon and gold surfaces.
B. Quantitative investigation about combined effect of BPDE and radiation exposure on double strand DNA immobilized on silicon and gold surfaces.

목차 Contents

표지...1
제출문...2
보고서 요약서...3
요약문...4
SUMMARY...9
목차...15
제1장 연구개발과제의 개요...18
제1절 연구 개발의 목적...18
제2절 연구 개발의 필요성 및 범위...18
1. 기술적 측면...18
2. 경제ㆍ산업적 측면...19
3. 사회ㆍ문화적 측면...20
제2장 국내외 기술개발 현황...21
제1절 국내ㆍ외 관련기술의 현황...21
제2절 관련분야의 기술발전에의 기여도...24
제3장 연구개발수행 내용 및 결과...25
제1절 이론적, 실험적 접근방법...25
제2절 연구내용...29
1. GFP 센서를 이용한 방사선 유발 DNA 손상의 발암물질 상승효과의 in vivo 과정의 단세포 수준 이해...29
가. BPDE-DNA Adduct의 제법 및 정량적 결정...29
2. 레이저 유발 형광에 기초한 고감도 High-throughput DNA 표면 점유율 측정법 개발...38
가. DNA 표면 점유율 측정용 레이저 유발 형광 시스템의 개발...38
나. 실리콘 샘플 플래트폼에서의 DNA 표면 점유율 및 혼성화 정도 측정...38
다. 금 표면에서 Alkaline phosphatase를 이용한 DNA 표면 점유율 및 혼성화 정도 측정...39
3. DNA 표면 점유율 측정법에 기초한 BPDE 발암물질 노출에 의한 방사선 유발 DNA single 및 double strand breaks의 증가 상승효과 관찰...40
가. 레이저 유발 형광 시스템 ...40
나. Single strand breaks 측정...41
다. Double strand breaks 측정...47
제3절 연구결과...52
1. GFP 센서를 이용한 방사선 유발 DNA 손상의 발암물질 상승효과의 in vivo 과정의 단세포 수준 이해...52
가. BPDE 노출 GFP 발현 유전자의 BPDE-DNA adduct 형성 및 UV를 이용한 정량...52
나. BPDE-DNA adduct를 함유한 AcGFP1 DNA와 vector의 재조합...53
다. Agarose젤 전기영동을 이용한 각기 다른 농도의 BPDE-DNA adduct를 함유한 AcGFP1 DNA와 vector의 재조합 확인...54
라. 재조합 GFP 플라스미드 제조 시 insert DNA에 따른 GFP 발현률 차이의 비교...54
마. GFP 센서를 이용한 방사선 유발 DNA 손상의 발암물질 상승효과 확인...55
바. 효소를 이용한 γ-ray의 dose에 의한 DNA 손상 확인...56
2. 레이저 유발 형광에 기초한 고감도 High-throughput DNA 표면 점유율 측정법 개발...58
가. 레이저 유발 형광 시스템 개발...58
나. 금 표면에서 Alkaline phosphatase를 이용한 DNA 표면 점유율 및 혼성화 정도 측정...59
다. 실리콘 샘플 플래트폼에서의 DNA 표면 점유율 및 혼성화 정도 측정...62
3. DNA 점유율 측정법에 기초한 BPDE 발암물질 노출에 의한 방사선 유발 DNA single 및 double strand breaks의 증가 상승효과 관찰...67
가. Single strand breaks 측정...67
나. Double strand breaks 측정...74
4. 연구결과의 장단점...83
제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...84
1. 연도별 연구평가의 착안점...84
2. 연구개발 목표에 대한 달성도...85
3. 연구 결과의 대의적 활용 실적...90
4. 관련분야의 기술발전에의 기여도...91
제5장 연구개발결과의 활용계획...92
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...93
제7장 참고문헌...95
수정ㆍ보완요구사항 반영내역...103

표/그림 (55)

표 GFP가 발현되는 AcGFP1 DNA 분리 과정
표 GFP 플라스미드의 제한효소 반응 조건
표 GFP 플라스미드의 AcGFP1 DNA 증폭을 위한 PCR 온도조절
표 PCR 반응조건
표 GFP 발현 Recombinant Plasmid의 조제
표 GFP 플라스미드를 이용한 형질 전환
표 형질전환된 GFP 플라스미드 확보과정
표 GFP 플라스미드를 이용한 형질주입 과정
표 GFP 발현된 세포의 PI 염색 과정
표 GFP 센서를 이용한 방사선 유발 DNA 손상
표 Alkaline phosphatase를 이용한 실리콘 표면 칩에서의 DNA 표면 점유율 및
표 Alkaline phosphatase를 이용한 금 표면 칩에서의 DNA 표면 점유율 및 혼
표 Schematic diagram of LIF detection system
표 Schematic diagram of oligonucleotide chip fabrication. (ss DNA)
표 Schematic diagram of the quantification of fluorescein-labeled oligonucleotides immobilized on a chipsurface using alkaline phosphatase (ALP) digestion
표 Calibration curve of fluorescence dye in Alkaline phosphatase buffer
표 실험 전체 과정 모식도
표 BPDE농도 및 노출시간
표 Calibration curve of fluorescence dye in Potassium phosphate buffer
표 Schematic diagram of oligonucleotide chip fabrication. (ds DNA)
표 Schematic diagram of the quantification of fluorescein-labeled oligonucleotides(double strand DNA) immobilized on chip surface using ALP digestion
표 실험 전체 과정 모식도
표 BPDE농도와 노출시간 조건
표 다른 수의 BPDE-DNA adduct를 만들기 위한 반응 조건과 얻어진 양
표 UV spectrophotometer로 측정한 네 종류의 BPDE-DNA adduct
표 DNA gel electrophoresis 결과.
표 BPDE-DNA adduct의 농도에 따른 대조군 GFP발현률과의 차이
표 DNA 손상의 상승효과 확인
표 Fpg enzyme처리 후 gel electrophoresis (A), Gamma Ray dose에 따른 각각의 DNA 분율(B).
표 Endonuclease III 처리 후 gel electrophoresis(A),Gamma Ray dose에 따른 DNA 분율(B).
표 Endonuclease IV 처리 후 gel electrophoresis(A),Gamma Ray dose에 따른 각
표 Schematic diagram of LIF detection system
표 Schematic diagram of the quantification of fluorescein-labeled oligonucleotides immobilized on a chip surface using ALP digestion
표 Surface density of 3biotin-modified 20 mer oligonucleotide on silicon oxide chip determined as a function of ALP-digestion period. The probe, sequence
표 Comparison of surface coverage of 3′thiol-modified 20 mer oligonucleotide on gold thin film determined by different analytical techniques
표 Idealized schematic of the sequence of reactions involved in the oligonucleotide immobilization on plasma-cleaned silicon nitride surface.
표 Schematic presentation of the sequence of reactions involved in the oligonucleotide immobilization on silicon wafer surface.
표 Surface coverage of 20 mer oligonucleotide immobilized on different solid surfacees
표 Effect of ionic strength on immobilization efficiency.
표 실리콘 플래트폼에서 BPDE를 처리하지 않은 single strand DNA의 감마선 선량에 따른 single strand breaks 결과
표 실리콘 플래트 폼에서 BPDE를 처리한 single strand DNA의 감마선 선량에 따른 single strand breaks 결과
표 실리콘 플래트폼에서 BPDE를 처리 유무에 따른 single strand breaks 결과 비교
표 실리콘 플래트폼에서 BPDE를 처리 농도에 따른 single strand breaks 결과
표 금표면 플래트폼에서 BPDE를 처리하지 않은 single strand DNA의 감마선 선량에 따른 single strand breaks 결과
표 금표면 플래트폼에서 BPDE를 처리한 single strand DNA의 감마선 선량에 따른 single strand breaks 결과
표 금표면 플래트폼에서 BPDE를 처리 유무에 따른 single strand breaks 결과
표 금표면 플래트폼에서 BPDE를 처리 농도에 따른 single strand breaks 결과
표 실리콘 플래트폼에서 BPDE를 처리하지 않은 double strand DNA의 감마선 선량에 따른 single strand breaks 결과
표 실리콘 플래트폼에서 BPDE를 처리한 double strand DNA의 감마선에 선량에 따른 single strand breaks 결과
표 실리콘 플래트폼에서 BPDE를 처리 유무에 따른 double strand breaks 결과 비교
표 실리콘 플래트폼에서 BPDE 처리 농도에 따른 double strand breaks 결과 비교
표 금표면 플래트폼에서 BPDE를 처리하지 않은 double strand DNA의 감마선 선량에 따른 single strand breaks 결과
표 금표면 플래트폼에서 BPDE를 처리한 double strand DNA의 감마선 선량에 따른 single strand breaks 결과
표 금표면 플래트폼에서 BPDE를 처리 유무에 따른 double strand breaks 결과 비교
표 금표면 플래트폼에서 BPDE 처리 농도에 따른 double strand breaks 결과 비교

과제명(ProjectTitle) :	-
연구책임자(Manager) :	-
과제기간(DetailSeriesProject) :	-
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과제수행기간(LeadAgency) :	-
연구목표(Goal) :	-
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