마우스 genotyping 실습레포트

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문서 내 토픽

• 1. 전기영동

  전기영동법은 크기와 전하에 다른 핵산 및 단백질의 절편의 분리, 식별 및 정제를 위한 실험 방법이다. 핵산은 (-)전하를 가지고 있어서 DNA 샘플을 아가로스 겔에 로딩하고 buffer 안에서 전기를 흘려보내면 DNA는 (+)극으로 이동하게 된다. 아가로스 겔의 그물 구조에 의해 큰 사이즈의 DNA는 천천히 이동하고 작은 DNA는 더 빠르게 이동한다.

• 2. PCR

  PCR은 DNA 또는 RNA의 특정 영역을 대량으로 복제, 증폭시키는 기술이다. PCR에 필요한 구성요소는 template DNA, forward primer, reverse primer, DNA polymerase, dNTPs, buffer 등이 있다. PCR은 총 3단계로 진행되며, 이 3단계가 1 cycle이고 cycle이 반복되면서 증폭되는 DNA의 양은 기존의 2배이다.

• 3. 유전자 분석

  유전자 분석(Genotyping)은 유전자의 차이점을 분석하는 것으로 특정서열, 반복서열 및 유전체 전세의 형(type)을 분석하고 유전적 변이 여부를 확인하여 개체 간의 유전적 관계 등 유전학적 분석을 가능하게 하는 기술이다. 본 실습은 마우스의 꼬리에서 DNA를 추출하고 분석해서 cre가 있는지 없는지, LSL cas9이 잘 들어가 있는지 판단하는 것이 목적이다.

• 4. Cre-loxP 재조합 시스템

  lox는 일종의 DNA sequence인데 target gene을 찾았을 때 양 끝에 lox라는 sequence를 붙이게 된다. 그러면 target gene은 lox안에 갇혀있는 상태에 놓이게 되고, 일반적으로 아무 문제없이 발생과정을 거치게 되고, 이후에 필요한 경우에 cre라는 nuclease를 발현시키게 되면 lox부분이 잘려나가게 된다.

• 5. 마우스 샘플 준비

  아빠 마우스 LSL Cas9 AQ(+), 엄마 마우스 LSL Cas9 AQ(-) 사이에서 태어난 3주령의 5마리 수컷 마우스, 4마리 암컷 마우스, 비슷한 시기에 태어난 C576J wild type 마우스 2마리를 준비한다. 마우스 꼬리 구별을 위해서 귀걸이를 하고 시저로 꼬리를 자른다.

• 6. DNA 추출

  한 튜브에 autoclaved DW 90μl, 5N NaOH 10ul를 넣어서 볼텍싱한다. NaOH의 역할은 세포막을 lysis하고 DNA를 꺼내는 역할을 한다. 피펫을 이용하여 0.05N NaOH를 150μl씩 꼬리를 담은 튜브에 넣고 원심분리기에서 돌린다. 28분 30초간 95℃에서 끓인다.

• 7. PCR 실험

  PCR 반응을 위해 template DNA, dNTP, forward/reverse primer, Taq polymerase, buffer를 준비한다. 미리 만들어진 마스터 믹스를 사용하며, DNA 1μl와 마스터 믹스 9μl를 PCR tube에 넣는다. PCR 기계에서 95도 3분, 95도 30초-61도 30초-72도 30초의 과정을 35회 반복한다.

• 8. 전기영동

  아가로스 겔을 만들고 전기영동 기계에 넣는다. DNA marker와 샘플을 loading한 뒤 112V로 전기영동한다. 10~15분 정도 후 Gel Imager로 확인하면 UV에 의해 염색약이 발색되어 DNA band를 확인할 수 있다.

• 9. 실험 결과 분석

  실험 결과, wild type은 241bp에서 밴드가 보이고 mutant는 214bp에서 밴드가 보인다. CMV cre primer는 모든 cre mouse에서 200bp에서 밴드가 관찰된다. AQ cre의 경우 transgene이 있으면 200bp에서 밴드가 보이지만 6J에서도 밴드가 관찰되어 primer의 신뢰도가 낮은 것으로 판단된다.

• 10. 유전자 분석의 활용

  유전자 분석은 자궁경부암의 원인이 되는 HPV 검사, SNP genotyping 분석을 통한 질병 진단 등 다양한 분야에 활용된다. 또한 바이러스와 박테리아의 유전자형을 분석하여 전염병의 확산을 통제하는 데에도 도움이 될 수 있다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 전기영동

  전기영동은 생물학 및 분자생물학 실험에서 매우 중요한 기술입니다. 이 기술을 통해 DNA, RNA, 단백질 등의 분자들을 분리하고 분석할 수 있습니다. 전기영동은 간단하고 효율적인 방법으로 생물학적 물질을 분리할 수 있어 다양한 실험에 활용됩니다. 특히 유전자 분석, 단백질 정제, 분자량 측정 등에 널리 사용되고 있습니다. 전기영동 기술의 발전과 함께 자동화, 고속화, 고감도화 등의 기술 진보가 이루어지고 있어 앞으로도 생물학 연구에 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다.

• 2. PCR

  PCR(Polymerase Chain Reaction)은 생물학 및 의학 분야에서 가장 중요한 기술 중 하나입니다. PCR을 통해 극소량의 DNA 시료에서도 원하는 DNA 서열을 선택적으로 증폭할 수 있어 유전자 분석, 병원체 진단, 범죄 수사 등 다양한 분야에 활용되고 있습니다. 최근에는 실시간 PCR, 디지털 PCR 등 기술이 발전하면서 정량성과 정확성이 크게 향상되었습니다. 또한 PCR 장비와 시약의 자동화, 소형화, 저비용화 등으로 PCR 기술의 접근성이 높아지고 있습니다. 앞으로도 PCR 기술은 생명과학 연구와 의료 진단에 필수적인 도구로 자리잡을 것으로 기대됩니다.

• 3. 유전자 분석

  유전자 분석은 생물학, 의학, 농업 등 다양한 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다. 유전자 분석을 통해 유전적 특성을 이해하고, 질병 진단, 개인 맞춤형 의료, 유전자 변형 생물체 개발 등이 가능해집니다. 최근 차세대 염기서열 분석 기술의 발전으로 유전자 분석이 빠르고 정확해졌으며, 비용도 크게 감소하였습니다. 이에 따라 유전체 연구, 개인 유전체 분석, 메타게놈 분석 등 다양한 유전자 분석 기술이 발전하고 있습니다. 향후 유전자 분석 기술은 질병 예방 및 치료, 농업 생산성 향상, 생물다양성 보존 등 인류 복지 향상에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

• 4. Cre-loxP 재조합 시스템

  Cre-loxP 재조합 시스템은 유전자 조작 기술의 핵심 도구로, 유전자 발현 조절, 유전자 결실, 유전자 삽입 등 다양한 유전자 조작에 활용됩니다. 이 시스템은 박테리아의 Cre 재조합 효소와 박테리아 DNA의 loxP 재조합 부위를 이용하여 유전자 재조합을 유도합니다. Cre-loxP 시스템은 높은 효율성과 정확성, 그리고 조절 가능성으로 인해 유전자 기능 연구, 형질전환 생물체 개발, 유전자 치료 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 앞으로도 이 시스템은 유전자 조작 기술의 발전에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

• 5. 마우스 샘플 준비

  마우스는 생물학 및 의학 연구에서 가장 널리 사용되는 실험동물 중 하나입니다. 마우스 샘플 준비는 이러한 연구에서 매우 중요한 과정입니다. 마우스로부터 조직, 세포, 혈액 등의 샘플을 적절하게 채취하고 처리하는 것은 실험 결과의 신뢰성과 재현성을 확보하는 데 필수적입니다. 최근에는 마우스 샘플 준비 과정의 자동화, 표준화, 고효율화 등 기술 발전이 이루어지고 있습니다. 이를 통해 샘플 준비 과정의 편의성과 정확성이 향상되고 있습니다. 향후 마우스 샘플 준비 기술의 지속적인 발전은 생물학 및 의학 연구에 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다.

• 6. DNA 추출

  DNA 추출은 유전자 분석, 유전체 연구, 분자생물학 실험 등 다양한 분야에서 필수적인 과정입니다. 효과적이고 효율적인 DNA 추출 기술은 이러한 연구와 실험의 성공을 좌우합니다. 최근 DNA 추출 기술은 자동화, 고속화, 고감도화 등으로 발전하고 있습니다. 이를 통해 DNA 추출 과정의 편의성, 재현성, 수율 등이 크게 향상되었습니다. 또한 미량의 시료에서도 고순도의 DNA를 추출할 수 있게 되었습니다. 향후 DNA 추출 기술의 지속적인 발전은 유전체 연구, 진단 기술, 범죄 수사 등 다양한 분야에서 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다.

• 7. PCR 실험

  PCR(Polymerase Chain Reaction) 실험은 생물학 및 의학 분야에서 가장 중요한 실험 기술 중 하나입니다. PCR 실험을 통해 극소량의 DNA 시료에서도 원하는 DNA 서열을 선택적으로 증폭할 수 있어, 유전자 분석, 병원체 진단, 범죄 수사 등 다양한 분야에 활용됩니다. 최근 PCR 실험 기술은 실시간 PCR, 디지털 PCR 등으로 발전하면서 정량성과 정확성이 크게 향상되었습니다. 또한 PCR 장비와 시약의 자동화, 소형화, 저비용화 등으로 PCR 실험의 접근성이 높아지고 있습니다. 앞으로도 PCR 실험 기술은 생명과학 연구와 의료 진단에 필수적인 도구로 자리잡을 것으로 기대됩니다.

• 8. 전기영동

  전기영동은 생물학 및 분자생물학 실험에서 매우 중요한 기술입니다. 이 기술을 통해 DNA, RNA, 단백질 등의 분자들을 분리하고 분석할 수 있습니다. 전기영동은 간단하고 효율적인 방법으로 생물학적 물질을 분리할 수 있어 다양한 실험에 활용됩니다. 특히 유전자 분석, 단백질 정제, 분자량 측정 등에 널리 사용되고 있습니다. 전기영동 기술의 발전과 함께 자동화, 고속화, 고감도화 등의 기술 진보가 이루어지고 있어 앞으로도 생물학 연구에 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다.

• 9. 실험 결과 분석

  실험 결과 분석은 생물학 및 의학 연구에서 매우 중요한 과정입니다. 실험 데이터를 정확하게 분석하고 해석하는 것은 연구 결과의 신뢰성과 타당성을 확보하는 데 필수적입니다. 최근 데이터 분석 기술의 발전으로 실험 결과 분석이 보다 효율적이고 정확해지고 있습니다. 통계 분석, 데이터 시각화, 기계학습 등의 기술이 접목되면서 실험 데이터의 처리 속도와 정확도가 향상되고 있습니다. 또한 분석 결과의 해석과 활용에 있어서도 다양한 분석 도구와 플랫폼이 개발되고 있습니다. 향후 실험 결과 분석 기술의 지속적인 발전은 생물학 및 의학 연구의 발전에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

• 10. 유전자 분석의 활용

  유전자 분석 기술은 생물학, 의학, 농업 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용되고 있습니다. 유전자 분석을 통해 유전적 특성을 이해하고, 질병 진단, 개인 맞춤형 의료, 유전자 변형 생물체 개발 등이 가능해집니다. 최근 차세대 염기서열 분석 기술의 발전으로 유전자 분석이 빠르고 정확해졌으며, 비용도 크게 감소하였습니다. 이에 따라 유전체 연구, 개인 유전체 분석, 메타게놈 분석 등 다양한 유전자 분석 기술이 발전하고 있습니다. 향후 유전자 분석 기술은 질병 예방 및 치료, 농업 생산성 향상, 생물다양성 보존 등 인류 복지 향상에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.