초록 ▼

대량 사상자가 발생하는 대량재해에서 신원확인을 위한 DNA 분석 중 미토콘드리아 DNA (mtDNA) 분석이 요구되는 경우 기존 염기서열 분석법은 시간, 인력, 하드웨어적 한계가 노출 되므로 NGS 방식을 통한 High-throughput 플랫폼 구축이 요구된다. 이에 본 연구에서는 Illumina 사에서 개발된 MiSeq 장비를 이용해 NGS를 이용한 대량 샘플의 미토콘드리아 분석 플랫폼을 구축하고자 하였다. 본 연구에서 사용한 Illumina사의 NGS 방식은 다음 4 가지 기본 단계를 거쳐서 분석된다. Library Prepa

대량 사상자가 발생하는 대량재해에서 신원확인을 위한 DNA 분석 중 미토콘드리아 DNA (mtDNA) 분석이 요구되는 경우 기존 염기서열 분석법은 시간, 인력, 하드웨어적 한계가 노출 되므로 NGS 방식을 통한 High-throughput 플랫폼 구축이 요구된다. 이에 본 연구에서는 Illumina 사에서 개발된 MiSeq 장비를 이용해 NGS를 이용한 대량 샘플의 미토콘드리아 분석 플랫폼을 구축하고자 하였다. 본 연구에서 사용한 Illumina사의 NGS 방식은 다음 4 가지 기본 단계를 거쳐서 분석된다. Library Preparation, Cluster Generation, Sequencing, Data Analysis 인데 이 중 Library preparation과 Cluster generation이 NGS 실험의 핵심 요소이다. 현재 시중에 Library preparation을 위한 상업용 키트들은 여러 회사에서 개발되어 있고 매우 고가에 판매되고 있는 실정이다. 또한 이들 키트를 이용한다 해도, 많은 수작업을 요하는 등의 문제점이 존재한다. 본 연구에서는 위 4 단계의 실험 방법을 보다 쉽고 간편하게 응용하기 위해 새롭게 fusion primer를 제작하고, 상업용 kit를 이용한 library preparation 제작이 아닌 PCR 만으로 library preparation과 cluster generation이 동시에 가능한 방법을 개발하였다. 개발된 방법에 따라 총 91개의 시료를 NGS로 성공적으로 분석되었으며, 동일 시료에 대해 Sanger방식으로 분석해 concordance test를 시행해본 결과 99% 동일함을 보였다. 차이가 있는 시료의 경우, heteroplasmy가 있는 시료였으며, Sanger 방식을 통해 분석했을 때보다 좀 더 자세한 결과를 얻을 수 있었다. 그러나 NGS 분석 결과 no call로 잡힌 경우는 소프트웨어의 오류로 추정되어 분석 프로그램의 개발이 필요하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 과제에서는 96개 이상의 Fastq 파일을 일괄 분석할 수 있는 소프트웨어 프로그램을 개발하였다. 이를 통해 대량 시료에 대한 mtDNA를 분석 할 수 있는 기술은 향후 법과학을 포함한 생명과학화 의학 등의 다양한 연구 분야에서 활용 할 수 있을 것으로 기대된다.

( 출처 : 요약문 3p )

Abstract ▼

In large-scale disasters, mitochondrial DNA (mtDNA) analysis using next generation sequencing (NGS) can be used to reduce time and labor to levels lower than those required in conventional Sanger type sequencing (STS) methods.

However, when applying current NGS methods, a large amount of time

In large-scale disasters, mitochondrial DNA (mtDNA) analysis using next generation sequencing (NGS) can be used to reduce time and labor to levels lower than those required in conventional Sanger type sequencing (STS) methods.

However, when applying current NGS methods, a large amount of time and labor are required for library preparation, cluster generation, sequencing, and data analysis, among which library preparation and cluster generation are particularly time-consuming. NGS methods have been optimized to enable the collection of a large volume of data from numerous samples in a short period of time. However, in the field of DNA testing, mtDNA analysis is a more useful method for obtaining limited information from a large number of samples. Hence, in the present study, we applied NGS methods for the analysis of mtDNA. We designed a primer set that enabled library and cluster formation to be conducted simultaneously using PCR. Our methods make NGS methods faster and more convenient than conventional methods for base sequencing of mtDNA from a large number of samples. Using this developed method, we verified the mtDNA base sequences of samples from 91 individuals and found 99.922% consistency with the results of the STS methods in the HV I region and 99.97% consistency in the HV II region. However the NGS result presented as “no call” was presumed to be the software error thus development of an analyzing program was necessary. To overcome this problem, we have developed a software program capable of analysing more than 96 Fastq files at once. We expect that the technique based on the developed software program enabling massive analysis of mtDNA will be utilized for various research area including forensic sicence and life science henceforth.

( 출처 : SUMMARY 4p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 2016-유전자-01자체연구과제차·계획서 ... 2
• 요약문 ... 3
• Summary ... 4
• 목차 ... 5
• 연구과제 연구결과 ... 6
• 제1장 연구과제의 개요 ... 6
• 제2장 총괄연구과제의 국내·외 연구 현황 ... 9
• 제3장 연구과제의 연구수행 내용 및 결과 ... 10
• 제4장 연구과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 21
• 제5장 연구과제의 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 23
• 제6장 연구과제 연구 결과 활용계획 ... 25
• 제7장 첨부서류 ... 28
• 끝페이지 ... 101