• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권4호
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• pp.358-364
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• 2017

Asymmetric PCR preferentially amplifies one DNA strand for use in DNA hybridization studies. Linear-After-The-Exponential-PCR (LATE-PCR) is an advanced asymmetric PCR method which uses innovatively designed primers at different concentrations. This study aimed to optimise LATE-PCR parameters to produce single-stranded DNA of Candida spp. and Aspergillus spp. for detection via probe hybridisation. The internal transcribed spacer (ITS) region was used to design limiting primer and excess primer for LATE-PCR. Primer annealing and melting temperature, difference of melting temperature between limiting and excess primer and concentration of primers were optimized. In order to confirm the presence of single-stranded DNA, the LATE-PCR product was hybridised with digoxigenin labeled complementary oligonucleotide probe specific for each fungal genus and detected using anti-digoxigenin antibody by dot blotting. Important parameters that determine the production of single-stranded DNA in a LATE-PCR reaction are difference of melting temperature between the limiting and excess primer of at least $5^{\circ}C$ and primer concentration ratio of excess primer to limiting primer at 20:1. LATE-PCR products of Candida albicans, Candida parapsilosis, Candida tropicalis and Aspergillus terreus at up to 1:100 dilution and after 1 h hybridization time, successfully hybridised to respective oligonucleotide probes with no cross reactivity observed between each fungal genus probe and non-target products. For Aspergillus fumigatus, LATE-PCR products were detected at 1:10 dilution and after overnight hybridisation. These results indicate high detection sensitivity for single-stranded DNA produced by LATE-PCR. In conclusion, this advancement of PCR may be utilised to detect fungal pathogens which can aid the diagnosis of invasive fungal disease.

• 식물병연구
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• 제16권2호
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• pp.125-128
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• 2010

자두 주산지인 경북 김천을 비롯하여 의성, 경산, 군위지역에 발생하는 자두과실의 검은점무늬병 병원균을 조기 검출하기 위하여 integrons를 이용한 primer를 제작하고 DNA 추출향상을 위해 전배양법을 그리고 검출감도 향상을 위해 nested PCR을 시도하였다. 제작된 integrons primer로 병반 시료를 PCR한 결과 예상되는 크기인 760 bp로 증폭이 되어 검은점무늬병의 원인 병원균은 Xanthomonas arboricola pv. pruni로 확인되었고 진단용 primer로 사용 될 수 있음을 확인할 수 있었다. DNA 추출 방법별로 PCR 진단효율은 조사한 결과 직접 추출하는 방법보다는 10% LB배지로 전배양한 다음 DNA를 추출하는 방법이 더 효과적이었고 nested PCR을 이용할 경우에는 과원내 강우중의 X. arboricola pv. pruni의 검출도 가능하였다. 이번에 개발된 Integrons primer를 이용, 전배양법과 nested PCR을 실시할 경우 1일 이내에 병징이 나타나지 않은 유묘에서의 X. arboricola pv. pruni 감염여부나 식물검역에서의 X. arboricola pv. pruni 감염식물 진단 등에도 활용이 가능할 것으로 생각된다.

• 미생물학회지
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• 제43권3호
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• pp.179-185
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• 2007

본 연구는 polymerase chanin reaction(PCR)기법과 DNA enzyme-linked immunosorbent assay(DNA ELISA) 기법을 이용하여 토양내 식물병원균인 Ralstonia solanacearum를 검출하고자 하였다. 토양 시료로부터 분석에 사용될 R. solanacearum DNA를 추출하기 위하여 몇 가지 방법을 비교 평가한 결과 기존의 DNA 추출 방법에 비하여 Guanidin isothiocyanate와 Chelex-100 resin을 사용하는 방법 이 토양 내에 존재하는 다양한 중류의 반응 저해 물질과 R. solanacearum만의 고유한 PCR반응 저해물질들을 제거하는 데에 효과적이었다. R. solanacearum만을 특이적으로 검출하기 위해 fliC유전자 부위에 특이적인 몇 종의 primer들을 제작하였다. 이들 중 높은 민감도와 특이도를 나타내는 두 set의 primer RsolfliC(forward; 5-GAACGCCAACGGTGCGAACT-3 and reverse; 5-GGCGGCCTTCAGGGAGGTC-3, designed by J. $Sch\ddot{o}nfeld$ et al.)와 RS_247 (forward; 5-GGCGGTCTGTCGGCRG-3 and reverse; 5-CGGTCGCGTTGGCAAC-3, designed by this study)를 선정하여 nested PCR을 수행할 수 있도록 고안하였다. Nested PCR primer에 biotin을 표지하였고 nested PCR산물의 내부 서열과 특이적으로 교잡반응을 할 수 있는 probe를 제작하여 PCR 결과를 DNA-EIA반응으로 확인 분석할 수 있도록 하였다. Primary PCR과 nested PCR의 산물을 전기영동 상에서 확인한 결과, nested PCR이 약 $10^2$정도의 높은 민감도를 나타내었고 DNA-EIA의 경우 $10^2P{\sim}10^3$정도의 민감도를 상승시켜주는 것으로 확인되었다.

• 한국균학회지
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• 제39권3호
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• pp.180-184
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• 2011

본 연구는 URP-PCR 핵산지문법을 이용한 Paecilomyces spp.와 Cordyceps spp.의 종간, 종내 유전적 다양성분석을 실시 하였다. 12종류의 20mer의 URP primer가적용된 바 URP2F, URP2R, URP9F, URP4R, URP17R는 종간에 특이적인 PCR다형성밴드를 형성하였으며 Cordypces militaris 균주간에는 4가지 type의 PCR 다형성이 관찰되었다. 그러나 Paecilomyces japonica의 균주내에는 동일한 PCR 다형성을 나타내었다. URP-PCR profile을 이용하여 경동시장에서 수집한 미 동정 동충하초를 동정 할 수 있었다.

• Journal of Microbiology
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• 제44권2호
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• pp.155-161
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• 2006

Comparative analysis of microbial communities in a sequencing batch reactor which performed enhanced biological phosphorus removal (EBPR) was carried out using a cultivation-based technique and 16S rRNA gene clone libraries. A standard PCR protocol and a modified PCR protocol with low PCR cycle was applied to the two clone libraries of the 16S rRNA gene sequences obtained from EBPR sludge, respectively, and the resulting 424 clones were analyzed using restriction fragment length polymorphisms (RFLPs) on 16S rRNA gene inserts. Comparison of two clone libraries showed that the modified PCR protocol decreased the incidence of distinct fragment patterns from about 63 % (137 of 217) in the standard PCR method to about 34 % (70 of 207) under the modified protocol, suggesting that just a low level of PCR cycling (5 cycles after 15 cycles) can significantly reduce the formation of chimeric DNA in the final PCR products. Phylogenetic analysis of 81 groups with distinct RFLP patterns that were obtained using the modified PCR method revealed that the clones were affiliated with at least 11 phyla or classes of the domain Bacteria. However, the analyses of 327 colonies, which were grouped into just 41 distinct types by RFLP analysis, showed that they could be classified into five major bacterial lineages: ${\alpha},\;{\beta},\;{\gamma}-$ Proteobacteria, Actinobacteria, and the phylum Bacteroidetes, which indicated that the microbial community yielded from the cultivation-based method was still much simpler than that yielded from the PCR-based molecular method. In this study, the discrepancy observed between the communities obtained from PCR-based and cultivation-based methods seems to result from low culturabilities of bacteria or PCR bias even though modified culture and PCR methods were used. Therefore, continuous development of PCR protocol and cultivation techniques is needed to reduce this discrepancy.

• The Plant Pathology Journal
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• 제32권5호
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• pp.414-422
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• 2016

Eucalyptus dieback disease, caused by Cylindrocladium scoparium, has occurred in last few years in large Eucalyptus planting areas in China and other countries. Rapid, simple, and reliable diagnostic techniques are desired for the early detection of Eucalyptus dieback of C. scoparium prior to formulation of efficient control plan. For this purpose, three PCR-based methods of nested PCR, multiplex PCR, loop-mediated isothermal amplification (LAMP) were developed for detection of C. scoparium based on factor 1-alpha (tef1) and beta-tubulin gene in this study. All of the three methods showed highly specific to C. scoparium. The sensitivities of the nested PCR and LAMP were much higher than the multiplex PCR. The sensitivity of multiplex PCR was also higher than regular PCR. C. scoparium could be detected within 60 min from infected Eucalyptus plants by LAMP, while at least 2 h was needed by the rest two methods. Using different Eucalyptus tissues as samples for C. scoparium detection, all of the three PCR-based methods showed much better detection results than regular PCR. Base on the results from this study, we concluded that any of the three PCR-based methods could be used as diagnostic technology for the development of efficient strategies of Eucalyptus dieback disease control. Particularly, LAMP was the most practical method in field application because of its one-step and rapid reaction, simple operation, single-tube utilization, and simple visualization of amplification products.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제38권5호
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• pp.347-355
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• 2023

본 연구에서는 시가독소 생성 대장균(STEC)을 검출하기 위해 식품공전의 polymerase chain reaction (PCR)검사법과 loop-mediated isothermal amplification (LAMP)를 비교하였다. PCR 및 LAMP의 검출 한계(LOD) 및 정량화 한계(LOQ), 민감도, 특이성 및 효율성을 평가하기 위해 다양한 식품에 STEC를 접종하였다. LOD는 PCR의 경우 10⁴ CFU/mL 이하, LAMP의 경우 10³ CFU/mL 이하로 측정되었다. LOQ 값은 PCR과 LAMP 간에 차이가 없었다. 그러나 4가지 식품군에서 민감도는 양념육이 최대 11.1%, 간소고기가 최소 8.1% 차이가 났다. LAMP는 네 가지 음식 유형 모두에 대해 높은 민감도와 100% 특이도를 보였다. 따라서 LAMP는 식품 유형에 따라 검출률이 비슷하고 특이도와 민감도가 식품공전 PCR보다 우수하기 때문에 STEC에 대한 신뢰할 수 있는 분자 검출 방법이다.

• 미생물학회지
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• 제43권4호
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• pp.264-272
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• 2007

인간면역결핍바이러스(Human Immunodeficiency Virus; HIV) 진단을 위한 초고속 실시간 PCR법을 개발하였다. 검출 대상의 DNA 염기서열은 495염기 HIV-1 특이 env 유전자(gi_l184090)및 294염기 HIV-2 특이 env 유전자(gi_1332355)를 사용하였다. 초고속 실시간 PCR은 microchip에 $6\;{\mu}l$의 PCR 용액을 탑재하는 $Genspector^{TM}$ (Samsung, Korea)을 사용하였으며, PCR의 각 회전 중 단지 두 단계(denaturation, annealing/extension)를 극단적으로 짧은 시간을 주어 수행하게 하였다. 융점분석을 포함한 30회전의 PCR 검색 시간은 총7분30초 이내에 완료되었으며, HIV-1 특이 117염기와 HIV-2 특이 119염기의 PCR산물은 최소 $2.3{\times}10^3$개의 각 env 유전자로부터 30회전의 2단계 초고속 PCR에 의해 성공적으로 증폭시킬 수 있었다. 이러한 초고속 실시간 PCR법은 HIV의 빠른검색뿐 아니라, 다른 병원채의 빠른 검색에도 유용하계 적용될 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제27권7호
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• pp.746-753
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• 2017

참조기는 민어과에 속하는 우리나라의 중요한 산업 어종 중 하나이다. 최근 과도한 남획과 해양 환경의 변화로 참조기의 어획량이 줄어들자 일부 유통과정에서 유사어종인 부세, 흑조기 및 긴가이석태를 참조기로 둔갑시키는 사례가 빈번하게 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 종 특이 primer를 사용하여 참조기, 부세, 흑조기 및 긴가이석태를 신속하게 분석할 수 있는 방법을 마련하였다. 약 1,400 bp의 미토콘드리아 COI 유전자 분석을 통하여 종간 특이성을 나타내는 단일염기다형성 유전자를 탐색하였으며, PCR 증폭산물의 크기를 고려하여 4개의 종특이적 정방향 primer를 제작하였다. 단일 PCR을 이용한 종간 교차반응을 통하여 최적의 PCR 조건을 확립하였으며, 이후 제작된 4개의 정방향 primer를 혼합하여 4종에 대한 다중 PCR 반응을 진행하였다. 증폭된 산물은 전기영동을 통해 크기에 따라 1,540 bp, 1,013 bp, 470 bp 그리고 182 bp로 분리되었으며, 각각 참조기, 흑조기, 부세, 긴가이석태로 명확하게 판별이 가능하였다. PCR 민감도 측정에서도 모든 종에서 $0.1ng/{\mu}l$의 농도까지 검출 가능함을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 개발된 참조기와 유사어종에 대한 종특이 다중 PCR 분석법은 정확도와 민감도가 우수하여, 불법 유통가능성이 있는 제품에 대한 신속하고 정확한 판별로 식품안전관리에 효과적으로 활용될 것이라 사료된다.

• 미생물학회지
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• 제41권1호
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• pp.60-66
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• 2005

국내산 한우, 흑염소, 돼지, 개, 닭 및 마우스 둥을 포함한 각종 동물과 사람환자에서 분리된 MRSA 균주를 포함하여 총 116주의 S. aureus 균주를 확보하여 이들 균주들의 유전학적 다양성을 분석하고자 시도하였다. 이를 위하여 쉽고, 편리하며 많이 활용되고 있는 PCR을 이용하여, 개별 분석기법에 따른 유전학적 특성을 파악하는 것은 물론 활용한 기법들 중에서 유전자수준에서 가장 효율적이며 뛰어난 감별능력을 지닌 기법을 선발하고자 하는데 궁극적인 목적을 두었다. 이를 위해서 통계학적 인 수치에 따라 객관적인 분석방법으로서 Simpson's index of diversity (SID)를 산출하여 성적상호간을 비교 및 평가하였다. 공시한 총 99 주에 대한 4M primer를 이용한 RAPD 성적에 근거하여 산출한 SID 값은 0.915의 양호한 간이 산출되었다. 같은 방법으로 충 98 주에 대한 RA primer를 이용한 RAPD성적을 토대로 산출한 SID 값은 0.874로 확인되었다. 한편 총 107주에 대한 ERIC-PCR을 수행한 종합분석 성적에서 공시균주들은 모두 10종의 유전형(genotype)으로 구분되었고, EM-type 는 14주가 포함되어 가장 대표적 인 유전형으로 분류되었으며, 이 그룹에는 사람유래의 6주가 포함되어 가장 지배적인 유전형으로 확인되었다. 또한 DNA profile에 근거한 덴드로그람을 작성하고 SID간을 산출하였던 바, SDI 0.929의 신뢰도 높은 성적을 산출하였다. 반면에 공시한 총 108주의 S. aureus균주에 대한 종합적인 REP-PCR 성적에서 모두20종의 유전형으로 세분되었고 RB-type은 17주로 가장 많은 균주가 포함되었다. 작성된 덴드로그람 성적에서 산출한 SID 값은 우리의 연구에서 수행한 PCR에 기초한 유전자 분석기법들 중에서는 가장 높은 0.930으로 확인되었다. 결론적으로 RAPD 기법 중에서는 4M primer를 활용한RAPD가 보다 효율적임을 확인할 수 있었고, REP-PCR과 ERIC-PCR의 양자의 성적은 거의 비슷하여 적용했던 PCR분석기법 중에서는 이들 분석기법이 가장 우수한 감별능력을 확보한 분석법으로 최종 선발할 수 있었다.