분석과학 (Analytical Science and Technology)

  • 제31권2호
  • /
  • Pages.65-70
  • /
  • 2018
  • /
  • 1225-0163(pISSN)
  • /
  • 2288-8985(eISSN)
한국분석과학회 (The Korean Society of Analytical Sciences)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

고대 유전자에 대한 두 종류의 DNA 분리 방법의 비교 연구: 실리카 현탁액 방법 및 초원심분리 농축 방법

The comparative study of two extraction methods for ancient DNA: silica suspension method and ultracentrifugal concentrator method

  • 이은정 (유전자분석실, 광주과학수사연구소) ;
  • ;
  • Lee, Eun-jung (Forensic DNA analysis Sector, Gwangju Institute of National Forensic Service) ;
  • Maixner, Frank (Institute of Mummy Studies, EURAC Research) ;
  • Zink, Albert (Institute of Mummy Studies, EURAC Research)
  • 투고 : 2017.10.25
  • 심사 : 2018.03.28
  • 발행 : 2018.04.25
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

이 연구에서는 대규모 병렬형 염기서열 분석 (massively parallel sequencing)에 적용할 샷건 라이브러리 (shotgun library)를 성공적으로 제작하기 위해 두 가지 유형의 고대 DNA (ancient DNA, aDNA) 분리 방법을 비교하였다. 헝가리 선사 시대 늑골 뼈 시료로 실리카 현탁액을 이용한 추출법과 Amicon Ultracel-15 10K 초원심 분리 장치(Millipore)를 이용한 추출법을 비교하였다. 약 150 mg의 뼛가루에서 각각의 방법으로 3 회 반복 추출한 후 이중 가닥 DNA (double stranded DNA, ds DNA)의 양을 측정하였다. 초원심분리 농축 방법은 실리카 현탁액을 사용하는 것보다 더 빠르고, 더 쉬운 공정이며 약 11 배 높은 DNA 회수율을 나타냈다. 또한 초원심 분리 장치로 획득한 DNA 주형은 실리카 현탁액으로 획득한 것보다 샷건 라이브러리가 훨씬 성공적으로 만들어졌다. 두 종류의 aDNA 추출 방법을 비교한 본 연구는 Amicon 장치를 사용하는 분리법이 시간의 절약, 단순한 프로세스 및 높은 효율 등의 장점을 지니고 있음을 보여주었다.

This study compared two methods for preparing ancient DNA (aDNA) for the construction of successful shotgun libraries that may be applied to massive parallel sequencing. For the comparative analysis, the DNA of prehistoric rib samples from Hungary was extracted using either a manually prepared silica suspension or the Amicon Ultracel-15 10K ultracentrifugal device (Millipore). After the extraction of the same amount of bone powder (about 150 mg) from three samples by each method, the amount of extracted double-stranded DNA and the subsequent degree of construction of the shotgun library were analyzed. The Amicon device method was rapid and easier to perform and resulted in an approximately 11-fold higher DNA recovery than that obtained using the silica suspension. The shotgun library constructed using DNA templates prepared by the Amicon device was more successful than that constructed from templates isolated using the silica suspension. The comparative study of these two aDNA extraction methods showed that the Amicon device has the advantages of saving time, process simplicity, and high efficiency.

키워드

참고문헌

  1. R. Higuchi, B. Bowman, M. Freiberger, O. A. Ryder, and A. C. Wilson, Nature, 312, 282-284 (1984). https://doi.org/10.1038/312282a0
  2. F. Sanger, Biosci. Rep., 1(1), 3-18 (1981). https://doi.org/10.1007/BF01115145
  3. H. N. Poinar, C. Schwarz, J. Qi, B. Shapiro, R. D. MacPhee, B. Buigues, A. Tikhonov, D. H. Huson, L. P. Tomsho, A. Auch, M. Rampp, W. Miller, and S. C. Schuster, Science, 311(5759), 392-394 (2006). https://doi.org/10.1126/science.1123360
  4. E. Hagelberg, M. Hofreiter, and C. Keyser, Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci., 370(1660), 20130371. http://doi.org/10.1098/rstb.2013.0371 (2015).
  5. M. Hofreiter, J. L. A. Paijmans, H. Goodchild, C. F. Speller, A. Barlow, G. G. Fortes, J. A. Thomas, A. Ludwig, and M. J. Collins, BioEssays, 37(3), 284-293 (2015). https://doi.org/10.1002/bies.201400160
  6. N. Rohland, M. Hofreiter, BioTechniques, 42(3), 343 (2007). https://doi.org/10.2144/000112383
  7. C. Gamba, E. R. Jones, M. D. Teasdale, R. L. McLaughlin, G. Gonzalez-Fortes, V. Mattiangeli, L. Domboroczki, I. Kovari, I. Pap, A. Anders, A. Whittle, J. Dani, P. Raczky, T. F. G. Higham, M. Hofreiter, D. G. Bradley, and R. Pinhasi, Nature Communications, 5, 5257 (2014). https://doi.org/10.1038/ncomms6257
  8. Millipore User Guide Amicon(R) Ultra-15 10K Centrifugal Filter Devices (2014).
  9. Qiagen MinElute(R) Handbook (2008).
  10. Premega Quantus Fluorometer Operating Manual #TM396 (2014).
  11. M. Meyer and M. Kircher, Cold Spring Harbor Protocols, 2010(6), pdb-prot5448 (2010).
  12. Agilent High Sensitivity DNA Kit Quick Start Guide (2009).
  13. www.python.org
  14. H. Jonsson, A. Ginolhac, M. Schubert, P. L. Johnson, and L. Orlando, Bioinformatics, 29(13), 1682-1684 (2013). https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btt193
  15. H. Y. Lee, M. J. Park, N. Y. Kim, J. E. Sim, W. I. Yang, and K. J. Shin, Forensic Sci. Int: Genetics, 4, 275-280 (2010). https://doi.org/10.1016/j.fsigen.2009.10.014