Kim, Joon-Ho;Kim, Byung-Gyun;Yoon, Jun-Bo;Euisik Yoon
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제1권4호
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pp.232-238
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2001
A new DNA purification chip is proposed and fabricated for the sample preparation of Nucleic Acid (NA) probe assay. The proposed DNA purification chip is fabricated using photosensitive glass substrate and polydimethylsiloxane (PDMS) cover fixture. We have successfully captured and eluted the DNA using the fabricated photosensitive glass chip. The fabricated DNA purification chip showed a binding capacity of $15ng/\textrm{cm}^2$and a minimum extractable input concentration of $100copies/200\muL$. The proposed DNA purification chip can be applied for low-cost, disposable sample preparation of NA probe assays.
중합효소 연쇄반응(PCR)을 수행하려면 세포 용해(cell lysis)와 DNA추출(DNA purification)과정이 포함된 시료 전처리 과정을 거쳐야 한다. 종래의 시료 전처리 과정은 계면활성제와 같은 세포용해 버퍼를 이용하거나 열 또는 전기적 방법으로 세포막 파열을 유도하여 세포벽을 깬 후에 잔여물 처리과정을 거쳐 DNA를 추출하게 된다. 본 연구에서는 마이크로 비드와 PDMS 기둥을 이용한 필터가 있는 시료 전처리용 바이오칩을 설계 및 제작하였다. 또한 제작된 바이오칩을 사용하여 $80^{\circ}C$에서 2분간 세포용해를 수행하고 DNA를 추출하였다. 칩에서 전처리과정을 거친 시료내의 DNA농도와 순도를 측정하고 DNA PCR과 겔 전기영동을 통해 시료 전처리용 바이오칩의 성능을 평가하였다.
A method for the isolation and purification of DNA from a red algae, Porphyra was innovated. The innovation of the method consists mainly of three steps that include sodium acetate treatment, chloroform extraction, and 0.2 volume isopropanol precipitation step. The sodium acetate treatment was designed to remove polysaccharide contamination, and the isopropanol step to remove proteins and salts contaminents. Genomic DNA,s of several species(for example, P. tenera, P. yezoensis, P. seriata, and P. pseudolinearis) was successfully isolated by the innovated method. The amount of DNA purified from one g of sample material with the innovated method was 53 g in average. The resulting DNA was characterized to include high molecular weight and showed no nuclease activity. The DNA was pure enough to be digested directly by various restriction enzymes without any difficulties. Porphyra DNA was pure enough and adequate for amplification reaction through the polymerase chain reaction (small nuclear rDNA PCR amplification).
발굴된 유골에서 DNA 추출은 DNA신원확인과정에서 매우 중요한 단계이지만 유골에 오염된 미생물 DNA와 사람 DNA가 동시에 추출되는 문제점이 있다. 이를 극복하기 위해 발굴된 10명의 유골 시료를 페놀-ultrafiltration 후 $QIAquick^{(R)}$ PCR Purification Kit (ultrafiltration법)와 $QIAamp^{(R)}$ DNA Mini kit(Column-affinity법)를 적용하여 전체(미생물+사람) DNA정량 및 사람 DNA정량 후 각각 STR마커를 분석하므로서 DNA 분리 효율성을 확인하였다. 회수된 전체 DNA양은 Column-affinity법($19.6ng/{\mu}L$)이 ultrafiltration법($16.0ng/{\mu}L$) 보다 1.2배 더 나은 결과를 보였으나 사람 DNA 정량 결과로는 Column-affinity 법($0.034ng/{\mu}L$) 보다 ultrafiltration법($0.498ng/{\mu}L$)이 14.6배 더 많은 회수율을 나타냈다. 유골에 있던 다량의 미생물 DNA가 사람 DNA와 섞여있을 경우, 사람 DNA가 실리카 친화성 컬럼에 부착되는 것이 미생물 DNA의 영향을 받으나, 필터의 경우는 미생물 DNA의 영향을 받지 않아서 ultrafiltration법이 높은 회수율을 보였다.
The herpes simplex virus type-1 (HSV-1)-encoded DNA polymerase consists of two subunits, the products of the UL30 and UL42 genes. UL30 and UL42 were coexpressed in Sf9 cells infected with recombinant baculoviruses carrying the two genes. The UL30 and UL42 gene products remained tightly associated throughout the purification, which led to a near homogeneous heterodimer composed of the DNA polymerase and UL42 protein. The DNA polymerase-UL42 protein heterodimer, purified from the recombinant baculovirus-infected Sf9 cells, showed the same high degree of processivity of deoxynucleotide polymerization as the enzyme purified from the HSV-1 infected primate cells. Like the latter, it contained a 3'-5' exonuclease activity that specifically hydrolyzes an incorrectly matched nucleotide at the 3' terminus of a primer, thereby contributing to the fidelity of DNA replication.
In this paper miniaturized disposable micro/nanofluidic components applicable to bio chip, chemical analyzer and biomedical monitoring system, such as blood analysis, micro dosing system and cell experiment, etc are reported. This system includes various microfluidic components including a micropump, micromixer, DNA purification chip and single-cell assay chip. For low voltage and low power operation, a surface tension-driven micropump is presented, as well as a micromixer, which was implemented using MEMS technology, for efficient liquid mixing is also introduced. As bio-reactors, DNA purification and single-cell assay devices, for the extraction of pure DNA from liquid mixture or blood and for cellular engineering or high-throughput screening, respectively, are presented.
To obtain the recombinant circumsporozoite (CS) protein for the diagnosis of patients and seroepidemiology of Plasmodium vivax malaria which have been prevalent in northern part of Kyonggido, the CS protein gene was amplified by the polymerase chain reaction (PCR) from genomic DNA of the Korean vivax malaria patient. The gene consists of 1,123 nucleotides except signal peptide sequences and had an uninterrupted reading frame encoding a protein of 374 amino acids with a central region of 20 tandem repeats of the nonapeptide. The CS protein gene was expressed in Escherichia coli and purified, the molecular weight of recombinant CS protein was about 44 kDa (monomer) under denaturing purification and about 65 kDa (dimer) under native purification by SDS-PAGE. The purified recombinant CS protein which has antigenicity to malaria patients in Western blot analysis and Enzyme-linked immunosorbent assay, reacted only with the serum of P. vivax (PV210) infected malaria patients with no cross reaction to the P. falciparum malaria patient. The recombinant CS protein purified in this study will serve as a useful antigen to support the diagnosis of malaria patients and seroepidemiology.
인체 혈액 응고 9인자는 간에서 생성되며 461개의 아미노산으로 구성된 당 단백질이다. 따라서 인체 혈액 응고 9인자 cDNA를 찾기 위해 태아의 간(fetal liver) cDNA library를 PCR(Polymerase Chain reaction) 방법으로 screening하였으며, 그 결과 ATG개시 코돈으로부터 TAA종료 코돈까지 포함하는 1.4 kb의 9인자 cDNA를 찾았다. 또한 클론된 9인자 cDNA를 박테리아에서 발현시키기 위해 박테리아 발현 벡터인 pGEX-2T 플라스미드에 클로닝하므로써 pGEX-F9 플라스미드를 제조하였다. pGEX-F9로 형질전환된 E. coli에서 PGEX-F9의 발현을 유도하면 73 kDa 크기의 GST-factor9 융합 단백질이 다량생성되며 , 이 단백질이 혈액 응고 9인자 단백질을 함유하는 융합 단잭질임을 혈액 응고 9인자 항체를 이용한 Western blot으로 입증하였다. E. coli에서 발현된 GST-factor 9 융합 단백질은 전체 단백질의 약 20%를 차지하며 GST agarose bead를 이용한 one step purificarion 방법을 통해 GST-factor9 융합 단백질을 쉽게 분리 할 수 있다.
DNA sequencer는 template로 이용하는 DNA의 quality와 sequencing 반응 산물의 정제 방법, 그리고 gel 농도에 민감하다고 알려져 있다. 이에 우리는 plasmid DNA의 준비, 정제, sequencing 반응, gel 농도와 injection medium 등에 대한 최적 조건을 구축하기 위한 연구를 수행하였다. Plasmid DNA 준비과정에서 phenol을 사용한 것 보다 chloroform을 사용한 것이 평균 reading length가 532 bp에서 684 bp로 향상되었으며, 2.5% DMSO를 첨가한 것이 첨가하지 않은것에 비해 200 bp 더 길게 염기서열 분석이 되었다. 또한, sequencing 반응산물 정제 시 50 mM EDTA와 0.6 M sodium acetate를 미리 섞어서 pH 8.0으로 맞춘 것을 사용한 것이 50 mM EDTA(pH 8.0)와 0.6 M sodium acetate(pH 5.2)를 각각 사용한 것 보다 20 bp 길게 염기서열 분석이 되었다. Injection medium으로는 실험실에서 resin으로 탈 이온화 시킨 formamide보다 정제된 ABI formamide를 사용한 것이 보다 재현성 있게 reading length가 90 bp 더 길게 분석 되었으며, 4% PAGE gel 보다 3.6% PAGE gel을 사용한 것이 150 bp 더 길게 분석 되었다. Template 준비 시 chloroform으로 정제하고 2.5% DMSO를 첨가, sequencing 반응산물 정제 시 carrier의 pH를 8.0으로 맞춘 것을 이용, 그리고 ABI formamide와 3.6% gel 농도를 사용하는 최적의 조건으로 평균 700 bp, 85% score를 얻을 수 있었다.
Methods for the extraction of DNA from water sample were approximated. Four different procedures of DNA extraction were carried out with pellets obtained from centrifugation of 4 liter water samples. The recovery efficiency and purity of DNA extracted by each method from different sources were compared. DNA yield varied with extraction methods, Method I, which involves enzymatic and freeze-thaw lysis steps and phenol and phenol-chloroform purification of extracted nucleic acid, showed a significantly higher yield and purity than the other methods. The use of glass beads in the DNA extraction methods improved the purity of DNA suitable for PCR. Bovine serum albumin in the PCR reaction mixture was useful in reducing inhibitory effects of contaminants. The efficiency of an extraction method was determined by the detection of the aer of Aeromonas hydrophila with PCR. The lower limit of detection of A. hydrophila from seeded tap water was 2 CFU/ml in PCR when method I was used for DNA preparation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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