효과적인 원위치 중합효소 연쇄반응 (In situ PCR)을 위해서는 증폭된 PCR 산물의 세포외 유출을 감소시켜야 한다. 이를 위한 한 방법으로 거대분자 PCR 산물을 합성시키기 위한 5'쪽에 서로 상보적인 꼬리서열을 가진 프라이머(꼬리 프라이머; tailed primer)가 사용되었으나 많은 PCR 횟수로 인해 시간의 낭비와 세포조직의 형태보존성이 저하되는 문제가 발생하였다. 따라서 PCR 조건을 가능한 최적화시키고, 최소의 PCR 횟수로써 세포외 유출을 막을 수 없는 방법이 필요하게 되었다. 이러한 방법의 일환으로 꼬리 프라이머를 이용하여 PCR 튜브 속에서 목표 핵산없이 프라이머 중합체(primer polymers)의 형성을 유도하였고, 이를 유리 슬라이드위에 고정시킨 Molt/LAV 세포들에 처리하여 20 회의 짧은 시간에서도 적절한 탐침을 할 수 있게 되었다. 이로 인해 프라이머 중합체의 원위치 중합효소 연쇄반응에서의 사용가능성을 타진하였다.
연구 배경: 결핵성 흉막염의 진단에 있어서 흉수에 대한 중합효소연쇄반응 검사는 매우 낮은 민감도를 보였으며, 이는 흉수 내의 결핵균의 수가 적은 데에 기인하는 것으로 추정된다. 이번 연구에서는 흉수의 검체양을 증가시켰을 때 결핵성 흉수에 대한 중합효소연쇄반응 검사의 민감도가 향상되는지를 알아보고자 하였다. 방 법: 결핵성 흉막염에 대한 감별 진단이 필요하였던 53명의 환자에 대하여 전향적인 연구를 시행하였다. 각각의 환자로부터 얻은 흉수를 10 ml, 25 ml, 50 ml로 양을 달리 하여 결핵균에 대한 중합효소연쇄반응 검사를 시행하였으며, Cobas Amplicor MTB (Roche Diagnostic Systems)를 이용하였다. 결핵성 흉막염은 흉수에서 결핵균이 배양된 경우, 흉막 생검에서 결핵이 진단된 경우, 가래에서 결핵균이 배양된 경우 및 기타 원인이 배제된 상태에서 임상적으로 결핵성 흉수가 의심되며 항결핵제 투약으로 흉수가 호전된 경우를 포함하였다. 결 과: 53명의 환자 중 26명이 결핵성 흉막염으로 진단되었다. 흉수에 대한 항산균 바름질, 결핵균 배양, 아데노신 디아미나아제 측정 및 흉막 생검의 민감도는 각각 3.8%, 15.4%, 88.5%, 84.6%이었다. 10 ml, 25 ml, 50 ml의 흉수를 이용한 결핵균 중합효소연쇄반응 검사는 각각 3명(11.5%), 4명(15.4%), 3명(11.5%)에서 양성이었으며, 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05, symmetry exact 검사). 결 론: 결핵균의 수가 극히 적을 것으로 예상되는 흉수 등의 검사물에 대해서는 결핵균 중합효소연쇄반응 검사의 임상적 유용성이 극히 제한적이며, 검사물의 양을 증가시키더라도 민감도는 향상되지 않는다.
해산어의 참돔이리도바이러스 (RSIV) 감염 상황을 조사하기 위한 진단법으로 중합효소연쇄반응법(PCR)을 확립하고 1998년 여름 통영을 중심으로 대량폐사가 일어난 남해안 지역의 돌돔, 참돔 및 조피볼락을 대상으로 RSIV의 검출을 행한 결과 남해안 전역의 RSIV 감염이 확인되어졌다.
아시아조충과 무구조충의 편절은 형태학적으로 유사해 감별진단하기가 쉽지 않다. 하지만 아시아조충의 경우 감염자에서 낭미충증 등의 심각한 합병증을 일으킬 가능성을 배제할 수 없으므로 두 기생충의 정확한 진단이 필요하다. 최근 기생충학 분야에서 DNA 서열에 기초한 진단 방법이 널리 쓰이고 있다. 본 연구에서는 다중 중합 효소연쇄반응을 이용해 한국인에서 발견된 태니아 속 조충류의 감별진단을 시도해 보고자 했다. 중합효소연쇄반응을 위해 Ta4978F, Ts5058F, Tso7421F, Rev7915 4개의 시발체(프라이머)를 사용했으며, 그 결과 태니아의 종 동정이 정확하고 신속하게 이루어질 수 있었다. 중합효소연쇄반응 방법을 도입한다면 한국에서 인체 태니아 조충의 역학적 소견을 용이하게 재검토할 수 있으리라고 생각한다.
Multiplex ligation dependent probe amplification (MLPA)은 탐침자를 표적지에 교잡시킨 후, ligation 시키고, 그 산물을 중합효소연쇄반응으로 증폭시킴으로써 표적지의 존재여부 또는 농도를 확인할 수 있는 방법으로, 그 원리가 소개된 이래로 여러 유전자들에 대한 거대결실 및 중복돌연변이에 대한 탐색에 이용되었다. 유전자진단은 질환에 관련된 유전자에 대한 돌연변이를 탐색함으로써 질환을 진단하는 방법으로, 단일유전자 결핍 질환에 대한 유전자진단은 주로 중합효소연쇄반응과 염기서열 분석 방법을 통한 점돌연변이의 탐색에 집중되어 있다. 거대결실 또는 중복돌연변이의 경우, 특히 이형접합자를 형성하게 되는 경우는 중합효소 연쇄반응을 통하여 결실 또는 중복돌연변이 여부의 확인이 힘들다. PCR 방법에 기초하여 유전자의 농도(gene dosage)를 알 수 있는 방법으로 MLPA 방법이 소개되면서 거대결실 또는중복돌연변이를 포함하고 있던 질병 관련돌연변이들의 규명이 한층 쉬워졌다. MLPA의 원리를 응용하여 단순한 유전자의 농도 측정뿐 아니라 유전자내의 메칠화양상의 차이를 확인하거나, 염색체의 배수체 이상 등 염색체이상의 돌연변이 규명과, 전체 유전자의 크기가 비교적 커서 거대결실 돌연변이를 많이 동반하는, 주로 우성유전의 암 관련 유전자 돌연변이의 규명에 유용하게 이용된다. MLPA는 상용적인 중합효소연쇄반응으로 확인할 수 없는 유전자의 농도를 효과적으로 규명할 수 있는 방법으로, 적은 양의 주형 DNA만을 사용하고, 한가지의 실험원리로 다양한 응용이 가능하며 high-throughput이 가능한 장점을 가지는 반면, 주형 DNA의 질에 결과의 의존도가 높고, 민족 또는 개인간의 차이를 보일 수 있는 표적 DNA 염기서열 내의 single nucleotide polymorphism (SNP) 등으로 인해 분석의 오류가 생길 수 있으며, 양적 차이를 규명하는 것이므로 수 차례의 대조군 검사가 함께 진행되어야 하는 단점이 있다. 여기서는 MLPA를 이용하여 질병유전자의 돌연변이를 밝힌 사례를 바탕으로 MLPA의 원리와 탐색할 수 있는 돌연변이의 종류, 그리고 이 방법의 장단점에 대해 고찰해 보고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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