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나노의생명공학 레포트입니다.

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최초등록일 2023.05.18 최종저작일 2020.10
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    소개

    "나노의생명공학 레포트입니다."에 대한 내용입니다.

    목차

    I. [서론]

    II. [본론]
    1. Word Theorem
    2. Biosensor Configuration
    3. Biosensor Principle

    III. [결론]
    1. Conclusion

    본문내용

    최근 우한에서부터 퍼진 신종 Corona virus가 유행하고 있는 가운데, 이러한 RNA 기반 virus를 신속하게 진단하기 위해 항체-항원 반응을 이용한 진단키트부터 정확한 진단을 위해 RT-qPCR을 사용하는 진단키트가 여러 개발되는 와중에 내가 한번 Corona virus를 진단하는 센서 디바이스를 설계해 보면 어떨까 생각이 들어 최근 관심 있어하는 CRISPR/Cas9을 이용하여 바이러스를 특이적으로 찾아낼 수 있는 Sensor에 대해 찾아보게 되었고 어떠한 요소를 측정을 해야되는지, 특이성을 높이기 위한 방법은 어떤 것이 있는지 심도 있게 고민해보게 되었다. 하지만 Transduction을 한 이후 thresholds값을 어떻게 설정을 해야되는지, Corona virus의 primer를 설계할 때 어떠한 sequence로 설계를 진행해야 되는지, 이러한 구체적인 작업들에 대해서는 자세히 설명하지는 못하였다.

    참고자료

    · Affinity Detection of Low Molecular Weight Analytes.[Jacob Piehler, Andreas Brecht, and Guenter Gauglitz], Institute for Physical and Theoretical Chemistry, University of Tuᄄbingen, Auf der Morgenstelle 8, D-72076 Tuᄄbingen, FRG
    · A near-infrared fluorescent sensor for selective detection of cysteine and its application in live cell imaging [Ying-Shi Guan,ab Li-Ya Niu,*a Yu-Zhe Chen,a Li-Zhu Wu,a Chen-Ho Tunga and Qing-Zheng Yang*]
    · Thiol Function and Teritary Structure of RNA polymerase of Escherichia coli [Bruce H. NICHOLSaOnNd Andrew M. Q. Kwa], Department of Physiology and Biochemistry, University of Re
    · Construction of Fluorescent biosensor family [ROBERT M. DE LORIMIER, J. JEFF SMITH, MARY A. DWYER, LOREN L. LOOGER, KEVIN M. SALI, CHAD D. PAAVOLA,1 SHAHIR S. RIZK, SHAMIL SADIGOV, DAVID W. CONRAD, LESLIE LOEW,2 AND HOMME W. HELLINGA3]
    · Solid-Phase Isothermal DNA Amplification and Detection on Quartz Crystal Microbalance Using Liposomes and Dissipation Monitoring [Aristea Grammoustianou1,2, George Papadakis1, and Electra Gizeli1,2]
    · CRISPR/dCas9-mediated biosensor for detection of tick-borne diseases [Bonhan koo, da-eun kim, Jiyeon kweon, Choong Eung jin, Sung-han Kim, Yongsub Kim, Yong Shin]
    · Inhibition of CRISPR-Cas9 with bacteriophage protein [Benjamin J. Rauch, Melanie R. Silvis, Judd F. Hultquist, Christopher S. Waters, Michael J. McGregor, Nevan J. Krogan, Joseph Bondy-Denomy]
    · Disabling Cas9 by an anti-CRISPR DNA mimic [Jiyung Shin, Fuguo Jiang, Jun-Jie Liu, Nicolas L. Bray, Benjamin J. Rauch, Seung Hyun Baik, Eva Nogales, Joseph Bondy-Denomy, Jacob E. Corn, Jennifer A. Doudna]
    · Cell-Type-Specific CRISPR Activation with MicroRNA-Responsive AcrllA4 Switch [Moe Hirosawa, Yoshihiko Fujita, and Hirohide saito]
  • AI와 토픽 톺아보기

    • 1. Corona virus
      코로나바이러스는 전 세계적으로 큰 영향을 미치고 있는 전염병입니다. 이 바이러스는 호흡기 증상을 유발하며, 심각한 경우 폐렴이나 사망에 이를 수 있습니다. 코로나바이러스의 확산을 막기 위해서는 개인위생 관리, 사회적 거리두기, 백신 접종 등의 예방 조치가 필요합니다. 또한 정부와 의료계의 적극적인 대응과 국제 협력이 중요합니다. 이 전염병을 극복하기 위해서는 과학적 연구와 함께 사회적 연대가 필요할 것입니다.
    • 2. CRISPR/Cas System
      CRISPR/Cas 시스템은 유전자 편집 기술의 혁신적인 발전을 가져왔습니다. 이 기술은 정확성, 효율성, 비용 효율성 면에서 기존 유전자 편집 기술을 크게 개선했습니다. CRISPR/Cas 시스템은 의학, 농업, 환경 분야 등 다양한 분야에 적용되어 큰 잠재력을 보이고 있습니다. 그러나 이 기술의 안전성과 윤리적 문제에 대한 우려도 있어, 이에 대한 심도 있는 논의와 규제가 필요할 것으로 보입니다. 향후 CRISPR/Cas 시스템의 발전이 인류에게 더 큰 혜택을 가져다 줄 수 있기를 기대합니다.
    • 3. Biosensor Configuration
      바이오센서는 생물학적 요소와 물리화학적 변환기를 결합한 장치로, 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 바이오센서의 구성은 센서의 용도와 측정 대상에 따라 달라질 수 있습니다. 일반적으로 생물학적 수용체, 신호 변환기, 신호 처리 장치 등으로 구성됩니다. 바이오센서의 성능은 이러한 구성 요소들의 최적화를 통해 향상될 수 있습니다. 또한 나노기술, 마이크로유체학, 전자공학 등의 발전으로 바이오센서의 소형화, 민감도 향상, 실시간 모니터링 등이 가능해지고 있습니다. 바이오센서 기술의 지속적인 발전은 의료, 환경, 식품 분야 등에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
    • 4. Biosensor Principle
      바이오센서의 기본 원리는 생물학적 수용체와 물리화학적 변환기의 상호작용을 통해 특정 물질을 감지하고 이를 전기적 신호로 변환하는 것입니다. 생물학적 수용체는 효소, 항체, 핵산, 세포 등 다양한 생물학적 요소가 사용될 수 있으며, 이들은 특정 물질에 대한 높은 선택성과 감도를 제공합니다. 변환기는 이러한 생물학적 반응을 전기적, 광학적, 열적 신호로 변환하여 측정할 수 있게 합니다. 바이오센서의 성능은 수용체와 변환기의 최적화, 신호 처리 기술, 마이크로 및 나노 기술 등의 발전을 통해 지속적으로 향상되고 있습니다. 이러한 바이오센서 기술은 의료, 환경, 식품, 국방 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
    • 5. Transduction
      트랜스듀션은 바이오센서의 핵심 원리로, 생물학적 반응을 물리화학적 신호로 변환하는 과정을 말합니다. 트랜스듀션 메커니즘에는 전기화학적, 광학적, 열적, 질량 변화 등 다양한 방식이 사용될 수 있습니다. 이러한 트랜스듀션 기술의 발전은 바이오센서의 성능 향상에 중요한 역할을 합니다. 예를 들어 전기화학적 트랜스듀션은 빠른 응답 속도와 높은 감도를 제공하며, 광학적 트랜스듀션은 실시간 모니터링이 가능합니다. 또한 나노기술의 발전으로 마이크로/나노 크기의 트랜스듀서 개발이 가능해져 소형화, 집적화된 바이오센서 구현이 가능해지고 있습니다. 향후 트랜스듀션 기술의 지속적인 혁신을 통해 바이오센서의 성능과 응용 범위가 더욱 확대될 것으로 기대됩니다.
  • 자료후기

      Ai 리뷰
      CRISPR/dCas9 기술을 활용하여 Corona virus의 특정 유전자 서열을 목표로 하는 센서를 설계하였고, Replication과 Transcription 기반의 두 가지 검출 방식을 제시하였다. 주요 구성 요소와 작동 원리를 상세히 설명하였으며, 검출 민감도와 특이성 향상을 위한 다양한 기술적 접근법을 제안하였다.
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