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Development of molecular diagnostic platform for the detection of point mutation using dumbbell-shaped molecular inversion probe (MIP)

Development of molecular diagnostic platform for the detection of point mutation using dumbbell-shaped molecular inversion probe (MIP)

유전적 돌연변이는 여러 암 발생의 주요 원인으로 DNA 복제 시 자연적으로 발생하는 내부적 요인 또는 흡연, UV rays, 그리고 chemicals와 같은 외부적인 요인에 의해서 발생하게 된다. 특히 점 돌연변이의 경우 광범위한 질병에서 나타나며 흔하게 발견되는 biomarker가 존재하는데 EGFR 21 point mutation, P53, KRAS and BRCA가 그 예이다. 이는 대부분 심각한 유전적 변이 상태로 여겨지며 유전자 발현으로 이어지는 경우 특정 장기의 심각한 결함을 가져오게 된다. 또한 유전적 점 돌연변이는 약물에 대한 감수성을 떨어트려 질병 치료에 큰 장애요소가 된다.

질병의 진단 및 약물에 대한 개개인의 반응을 예측하기 위해서 점 돌연변이의 조기진단은 필수적인데 일반적인 진단방법으로 PCR과 DNA sequencing 방법이 이용되어 왔다. PCR 및 DNA sequencing은 높은 선택성 및 정확도를 갖는 장점이 있지만 연구실 및 병원과 같은 특정한 장소, 숙련된 연구원, 그리고 복잡한 기기가 필수적으로 요구된다는 한계점이 있다. PCR 및 DNA sequencing방법에서 벗어나 보다 간편한 진단방법으로 DNA base pairing 기반 진단기술이 연구되었다. 하지만 DNA base pairing 기반 진단기술에 경우 바이러스 질병의 진단 혹은 세균의 종 구분과 같이 명확하게 정해진 염기서열을 진단하는 경우 DNA hybridization의 높은 선택성을 보여주어 진단이 쉽게 이루어지지만 단 하나의 염기서열이 다른 ‘점 돌연변이’를 진단하는 경우에는 DNA base pairing 기반 진단기술에만 의존하는 방식은 여전히 문제점을 갖는다.

덤벨 모양 템플릿을 이용한 gap filling approach는 점 돌연변이 진단에 새로운 접근 방식으로써 기존 DNA base pairing 기반 진단기술의 문제점인 점 돌연변이 타겟에 대해 낮은 선택성을 보이는 것을 보완하여 매우 선택적이고 정확한 진단을 구현 할 수 있는 장점이 있다. 타겟 유전자에 점 돌연변이가 발생한 단 하나의 염기서열과 상보 결합하는 염기서열을 삭제한 DNA template을 디자인하고 삭제된 염기서열에 알맞은 dNTP로 합성하는 방법을 통하여 매우 선택적인 점 돌연변이 염기서열을 검사할 수 있다. 본 연구에서는 non-small cell lung cancer (NSCLC)에서 주로 발생하는 EGFR 21 point mutation을 model target으로 선정하여 점 돌연변이 진단 연구를 수행하였다.

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