초록 ▼

1. 본 연구과제에서는 단일 세포에서 얻어진 단일 분자 DNA 로부터 염기서열 정보를 직접 얻는 분석 방법을 개발하고자 하였으나 3년이라는 시간 동안에 이 수준에는 이르지 못하였다. 이와 유사한 연구는 하버드, 스탠포드를 비롯한 유수의 리딩 그룹에서도 진행되고 있으나 아직까지 아무도 이 연구를 성공시킨 예는 없다. 하지만 본 연구과제를 진행하는 지난 3년간의 연구를 통하여 거대한 DNA 분자를 분석하는데 매우 중요한 몇가지 기술을 개발하였고 이를 2편의 국제 논문과 2편의 국내 논문으로 발표하였으며 특히 2편의 국제 논문은 모두 저

1. 본 연구과제에서는 단일 세포에서 얻어진 단일 분자 DNA 로부터 염기서열 정보를 직접 얻는 분석 방법을 개발하고자 하였으나 3년이라는 시간 동안에 이 수준에는 이르지 못하였다. 이와 유사한 연구는 하버드, 스탠포드를 비롯한 유수의 리딩 그룹에서도 진행되고 있으나 아직까지 아무도 이 연구를 성공시킨 예는 없다. 하지만 본 연구과제를 진행하는 지난 3년간의 연구를 통하여 거대한 DNA 분자를 분석하는데 매우 중요한 몇가지 기술을 개발하였고 이를 2편의 국제 논문과 2편의 국내 논문으로 발표하였으며 특히 2편의 국제 논문은 모두 저명 저널인 Lab on a Chip (IF=6.3)과 영국화학회의 대표 저널인 Chemical Communications에 표지 논문으로 발표하였다.
2. 발표된 논문을 간단하게 설명하면 거대 DNA 분자를 분석하기 위해서는 DNA 분자를 길게 펴는 것이 매우 중요하다. DNA 를 펴는 방법에는 여러 가지가 있는데 그 중에서 나노채널을 이용하는 방법이 매우 인기 있는 방법 중에 하나이다. 이 과제를 통해서 나노채널을 이용하여 DNA 를 이론적으로 가능한 길이의 약 90%까지 펴서 보여 주었는데 이는 기존의 논문들이 대개 30~70%의 펴짐에 머물러 있는 것을 한 단계 끌어 올리는 연구 결과였다. 또한 이 연구 결과를 통하여 고분자 물리학 이론들을 재평가하고 이론들이 가지고 있는 한계를 지적하였다. 이 연구는 또한 융합의 특성을 잘 보여주었는데 생물과 화학은 물론 나노 과학과 물리까지를 모두 연결한 논문이었기 때문에 매우 주목을 받아서 표지논문이 되었을 뿐 아니라 저널의 홈페이지에 뉴스로 소개되었고 또한 국내 방송과 신문 그리고 잡지에서 이 논문의 발표를 홍보해 주었다. 또한 지금까지 출간된지 지난 1년간 아홉 번 인용될 정도로 높은 관심을 받고 있다.
3. 하지만 서열을 읽기 위해서는 나노채널에서는 여러 가지 한계가 있음을 발견하고 서열을 읽기에 적합한 형태의 새로운 시스템을 연구하기 시작하였는데 그 중에 하나가 아비딘이라는 단백질이 DNA에 삽입결합을 한다는 사실을 발견하여 이를 이용한 시스템을 개발하였다. 또한 아비딘이 바이오틴과의 결합력은 잘 알려진 사실이었기 때문에 이를 이용한 시스템과 함께 개발할 수 있었다. 아비딘을 이용하는 시스템은 DNA를 제외한 다른 물질 특히 형광이 붙어 있는 핵산과 선별적으로 DNA를 고정할 수 있기 때문에 이는 매우 훌륭한 시스템이 되어 주었다. 이 연구결과는 Chemical Communications에 표지논문으로 발표되었다.
4. 아직까지 논문으로 발표되지는 않았지만 3차년도에는 효모를 이용해서 16개의 염색체 DNA를 얻을 수 있는 시스템을 만들고 여기서 얻어진 DNA 들을 이용하여 여러 가지 생화학적 연구를 진행하고 있으며 특히 DNA 서열을 읽기 위해서 가장 중요한 효소인 DNA polymerase I의 특성을 질량분석기인 MALDI-TOF를 이용하여 분석하였다. 이러한 연구 결과들은 2012년 중에 논문으로 발표될 예정이며 본 연구과제의 목표였던 단일 세포 DNA의 서열 분석을 실현하는데 초석이 될 것으로 기대된다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8