초록 ▼

1. 최종목표
2013년도 NET 신기술 인증 공고된 (주)휴머패스의 "인간 Y 성염색체의 Y-STR 좌위 분석시스템을 이용한 감식기술"은 기존의 수입에 의존하던 AmpFLSTR Yfiler를 대체하여 한국인의 Y 성염색체 대립유전자의 분석에 적합한 키트로서, ①수입제품을 대체할 수 있는 표준화된 유전자감식용 multiplex-PCR 키트를 개발, 생산하고 ②한국인 집단에 맞는 대립유전자 빈도를 조사하여 그 정보를 제공함으로서 결과판정에 정확성과 신뢰성을 부여하고, 극미량(<0.5 ng)의 조건에서도 DNA 감식이 가능하도록

1. 최종목표
2013년도 NET 신기술 인증 공고된 (주)휴머패스의 "인간 Y 성염색체의 Y-STR 좌위 분석시스템을 이용한 감식기술"은 기존의 수입에 의존하던 AmpFLSTR Yfiler를 대체하여 한국인의 Y 성염색체 대립유전자의 분석에 적합한 키트로서, ①수입제품을 대체할 수 있는 표준화된 유전자감식용 multiplex-PCR 키트를 개발, 생산하고 ②한국인 집단에 맞는 대립유전자 빈도를 조사하여 그 정보를 제공함으로서 결과판정에 정확성과 신뢰성을 부여하고, 극미량(<0.5 ng)의 조건에서도 DNA 감식이 가능하도록 하여 ③ 해외업체에 의존하던 유전자감식 키트를 국내 자체적으로 연구 개발하여 상품화함으로서 가격경쟁력 및 효율성을 극대화시키는데 최종 목표가 있다.

2. 개발내용 및 결과
- 개발내용 -
○ 변별력 높은 대립 유전자 선정 및 Multiplex PCR 조건 확립
Y 성염색체상에 존재하는 다수의 STR marker를 대상으로 대립유전자수와 빈도 및 유전적 정보가 높은 우수한 STR 유전자들을 검색하고 선정된 관련 좌위들을 분석하여 동시에 STR 좌위를 검색할 수 있는 최적 multiplex-PCR 중폭을 위한 반응액 조성 및 조건을 확립한다,
동양인 특이도 높은 유전자로 선정된 DYS388, DYS447의 식별력은 각각 0.724, 0.742로 나타났으며 500개의 임상검체에서 발견된 각 유전자의 좌위수는 7개, 8개 이었다. DYS447 좌위의 한국인에 대한 식별력은 매우 높은 값을 나타내었으며 또한 DYS388좌위의 식별력도 0.724로서 높은 값에 속하였다. 따라서 Y-STR kit의 법의학적 유용성을 확인하여 제품에 적용하여 한국인 변별력이 높은 kit를 구현하였다.

○ Y-STR 대립유전자의 Allelic DNA ladder 구축
Sequencing 기법을 이용해 Y-STR marker 좌위별 대립유전자들의 염기서열을 결정하고 반복배열(tandem repeat)된 단위(units)를 확인하고 PCR 증폭산물을 cloning 하여 Y-STR 대립유전자의 Allelic DNA ladder를 구축한다.

○ DNA 분리의 간편화
Direct PCR과 범죄현장시료에 적합한 Multiplex-PCR을 위한 최적 비율을 결정하고 이를 kit로 제조하여 최종 유전자감식키트로서의 성능을 확보한다.

○ Multiplex-PCR 감식키트의 재현성과 신뢰성 확보
Multiplex-PCR 감식키트의 재현성과 신뢰성 확보를 위해 혈연관계에 따른 유전양상, 최소 검체량에 따른 DNA 검출량, PCR 조성에 따른 검출한계량, DNA 농도에 따른 검출한계량, 종에 따른 유전자 검출가능성을 분석하여 인간유전자 특이성을 확보한다.

- 결과 -
1) 한국형 Y-STR 유전자감식키트의 Guideline 유도
외국 수입 kit의 경우 한국인의 유전적 특성(대립유전자 빈도, 돌연변이율, 이형접합도 등)을 배제하고 서양인에 맞는 STR 좌위와 Allelic DNA ladder를 구축하였으므로 실제적으로 한국인을 대상으로 분석했을 때 대립유전자에 따른 차이를 가져올 수 있고 특정 유전자형을 ladder와 일치되지 않아 어려움이 있다. 따라서 서양인의 사용을 목적으로 개발되었으므로 백인 사외에서는 변별력이 높으나 한국인을 비롯한 동양인에서는 변별력 및 신뢰성에 대한 효용가치가 상대적으로 떨어진다. 따라서 한국인에 맞는 좌위를 높일 경우 높은 정확성과 신뢰성을 기여할 수 있고 또한 아시아 시장을 상대로 수출가능하게 국제 경쟁력을 높일 수 있었다.

2) 유전자 감식 기술의 노하우 축적
개발 기술의 노하우를 발전시켜 추가적인 감식 시약 개발 및 이용 확대 등에 활용할 수 있으며 기업특화 프로토콜 개발 기회 확대로 유전자 감식시약의 다양한 분석방법을 정립 및 개발할 수 있는 핵심기술 보유 여건 마련할 수 있을 것이다. 또한 주 사용 경쟁국 핵심기술 추격 위한 기업의 연구개발 활동에 긍정적인 기여를 하였다.

3) 유전자감식 관련 감식장비 및 시약의 유효성 입증
STR 좌위의 단순반복배열을 간편하게 확인 가능하며 STR 분석에서 검색되어진 유전자의 정확한 크기를 측정하는데 필요한 크기 표지 유전자 조합군이 DNA 감식시스템 구축 기술 확립의 지침을 마련 할 수 있으며, 차후 개발된 감식시스템의 유효성, 반복성 및 신뢰성 입증절차를 마련하고 국산 감식시스템의 기술수준을 위한 지침을 마련하는데 기여하였다고 생각한다.

4) 수입 대체 효과
현재 주로 한국에서 상용화되고 있는 유전자감식키트 중에 친자확인과 개인식별을 위한 유전자 분석법 중에 성염색체상의 16개 STR 좌위를 이용한 PCR kit 로서 AmpFLSTR Yfiler systems (Applied Biosystems: USA)을 전량 수입하여 사용하고 있기 때문에 국산화의 필요성이 절실하게 요구되는 상황에서 일부 자체 시제품을 이용하여 실험을 진행하여 수입 대체 효과를 보았다.

5) 유전자 감정 분석 비용 기존대비 50% 절감
외국회사에서 제조된 유전자 감식키트를 사용함에 따라 제조원가에 비하여 고가의 비용으로 수입되고 있고 이에 따른 의뢰인의 분석의뢰비용 혹은 감식비용의 증가로 분석비를 높게 책정해야 하는 어려움이 있으며, 또한 외국회사의 키트 생산 중단 또는 다른 기법으로 대체시에는 그동안 축적된 내국인의 유전정보 data-base를 포기하여야 하며, 국내의 감식기술도 외국제품 변경사항을 따라가야 하므로 이에 따른 분석기술의 종속화 문제 등을 해결 할 수 있을 것으로 기대되었으며, 실제 유전자 감정 분석 비용 기존대비 가장 큰 비중을 차지하고 있는 STR 키트에서 기존 Applied Biosystems 사의 AmpFLSTR Y filer systems 대비 약 50% 이상의 절감 효과를 보았다.

6) 외화 절감 효과
대외 의존적이던 STR 분석 키트의 국산화를 실행하므로 일부 수입량에 대한 대체 수급이 매우 용이해짐에 따라 DNA 데이터베이스 구축 등의 국가사업에 능동적이고 유연하게 대처할 수 있을 것으로 판단되며, 국산화를 통하여 고가의 외국제품을 대체함으로써 외화 예산 절감의 효과가 클 것으로 기대된다.

7) 새로운 시장 창출 효과 및 고용효과
유전자 감식 산업은 2006년도 이후 매년 약 40% 이상 증가하고 있는 추세이며, 또한 2005년부터 중국, 러시아 등 해외 교포들의 국적회복시 법원이 유전자 감식 결과를 요구하면서 혈통확인을 위한 유전자 검사의뢰가 해마다 증가하였고, 업계에 의하면 2009 년도 유전자 감식 시장규모는 약 362억원 정도로 추산하고 있다. 국산 분석 제품의 개발로 국제 시장에서의 경쟁력 확보 및 국내 시장의 활성화를 유도 할 수 있다. 또한, 기술의 상용화 단계에서 주관기관에서만 연 1인 이상의 신규 고용 창출의 효과가 발생 할 것이며 활성화된 국내 유전자 감식 시장에서의 신규 인력 고용 창출 또한 기대된다.

8) 기술이전
현재 한국의 6.25 전쟁과 같은 민족간의 전쟁을 겪었던 나라로의 유전자감식 기술의 이전 및 계획 상품의 수출확대가 가능할 것으로 기대된다. 현재 베트남은 전쟁으로 인해 100만구 이상의 유해가 땅 속에 묻혀 있는 상태이며, 지속적인 전쟁을 겪고 있는 중동지역에서도 많은 시신 및 유해들이 존재하고 있다. (주)휴먼패스 또한 베트남과 유전자감식과 유해에 대한 유전자 감식에 대한 기술이전 등에 토의와 문의가 지속적으로 이루어 지고 있다. 이러한 계기를 통해 국내뿐 아니라 해외 기술이전으로 인한 수출 또한 가능할 것이라 예상된다.

3. 사업성과
학연 공동 기업부설연구소 연계 후속 연구개발 지원사업을 통하여 (주)휴먼패스가 기존 외산제품인 Applied Biosystems 사의 AmpFLSTR Y-filer 제품 (판매가격 6,500,000 만원 / 100 rxn)을 일부 사업화 제품으로 대체하여 수입 대체 효과로 외화 약 4000만원 가량을 절감하는 효과를 얻었습니다. 이를 토대로 현재 중국 BGI 사와 사업화 제품의 중국 수출을 위한 인증 및 추가 요구 사항에 대해 논의 중에 있습니다.

4. 수행결과 활용계획
계획상품이 목표로 하는 시장은 국내 시장과 국외 시장으로 구분되며, 국내 시장은 국립과학수사연구원, 국방부 조사본부 등의 국·공립 연구 시험기관, (주)휴먼패스와 같은 민간 유전자 감식 업체 및 대학교 연구기관이며 목표 국제 시장은 중국을 포함하는 동아시아 유전자 분석 시장이다. 국내 시장의 경우 본 계획상품이 2013년도 "NET 신기술 인증"을 적용한 제품으로 조달청 우선 구매 물품으로 지정이 가능하며, 우선 구매 물품으로 지정되었을 경우 국내 수요시장의 많은 비중을 차지하는 국·공립 연구 기관에서 우선 구매가 가능하다. 국·공립 연구기관에서의 인지도를 바탕으로 국내시장의 점유는 경쟁사 제품보다 우위를 점할 수 있을 것으로 예상된다. 국외 시장은 중국을 포함하는 동남아시아 시장을 목표 시장으로 하고 있으며 이는 계획상품이 경쟁사 제품보다 동아시아인에게 변별력이 뛰어나며 가격 경쟁력도 있기 때문이다. 중국 시장은 세계 유전자 분석시장의 30~40%를 차지하는 BGI사와의 업무 제휴로 중국으로의 사업영역 확장을 이번 사업화를 통하여 진행할 예정입니다.

( 출처 : 요약서 3p )

목차 Contents

• 표지 ... 1제출문 ... 2최종보고 요약서 ... 3제1장 개요 ... 8제2장 과제수행 목표 및 내용 ... 9 제1절 과제수행 목표 ... 9 제2절 개발내용 및 방법 ... 10제3장 사업성과 ... 21제4장 연구개발결과 활용계획 ... 23끝페이지 ... 26