소개
핵산 추출이란 무엇인가요?
아주 간단하게 말하면, 핵산 추출은 샘플에서 RNA 및/또는 DNA를 제거하고, 불필요한 잉여분을 모두 제거하는 과정입니다. 추출 과정을 통해 샘플에서 핵산을 분리하여 농축된 용출액 형태로 얻을 수 있으며, 이 용출액에는 후속 공정에 영향을 줄 수 있는 희석제와 오염 물질이 포함되어 있지 않습니다.
핵산 추출의 응용
정제된 핵산은 여러 산업 분야에 걸쳐 매우 다양한 용도로 사용됩니다. 특히 의료 분야는 정제된 RNA와 DNA가 다양한 검사 목적에 필요하기 때문에 가장 많이 사용되는 분야일 것입니다.
의료 분야에서 핵산 추출의 응용 분야는 다음과 같습니다.
- 차세대 시퀀싱(NGS)
- 증폭 기반 SNP 유전자형 분석
- 배열 기반 유전자형 분석
- 제한 효소 소화
- 변형 효소를 사용한 분석(예: 라이게이션 및 클로닝)
의료 분야 외에도 핵산 추출이 사용되는 분야가 있는데, 여기에는 친자 확인 검사, 법의학, 유전체학 등이 포함되지만 이에 국한되지는 않습니다.
핵산 추출의 간략한 역사
DNA 추출오랜 역사를 자랑하는 이 연구는 1869년 스위스 의사 프리드리히 미셔가 최초로 분리한 것으로 알려져 있습니다. 미셔는 세포의 화학적 구성을 규명함으로써 생명의 근본 원리를 밝히고자 했습니다. 림프구 분리에 실패한 후, 그는 버려진 붕대의 고름에서 발견된 백혈구에서 DNA의 조악한 침전물을 얻는 데 성공했습니다. 그는 세포에 산과 알칼리를 첨가하여 세포질에서 DNA를 분리한 후, DNA를 다른 단백질과 분리하는 방법을 개발했습니다.
미셔의 획기적인 연구 이후, 많은 과학자들이 DNA 분리 및 정제 기술을 발전시켜 왔습니다. 단백질 과학자 에드윈 조셉 콘은 제2차 세계 대전 중 단백질 정제를 위한 여러 기술을 개발했습니다. 그는 혈관 삼투압 유지에 중요한 역할을 하는 혈장의 혈청 알부민 분획을 분리하는 데 기여했습니다. 이는 병사들의 생존에 매우 중요한 역할을 했습니다.
1953년 프랜시스 크릭은 로절린드 프랭클린, 제임스 왓슨과 함께 DNA의 구조를 밝혀냈고, DNA가 두 가닥의 긴 핵산 뉴클레오타이드 사슬로 이루어져 있음을 보여주었습니다. 이 획기적인 발견은 메셀슨과 스탈에게 길을 열어주었고, 그들은 1958년 실험에서 DNA의 반보존적 복제를 입증하면서 대장균에서 DNA를 분리하는 밀도 구배 원심분리 프로토콜을 개발할 수 있었습니다.
핵산 추출 기술
DNA 추출의 4단계는 무엇입니까?
모든 추출 방법은 결국 동일한 기본 단계로 귀결됩니다.
세포 파괴세포 용해라고도 하는 이 단계는 세포벽 및/또는 세포막을 파괴하여 관심 핵산이 들어 있는 세포 내 체액을 방출하는 과정을 포함합니다.
원치 않는 이물질 제거. 여기에는 후속 공정에 영향을 줄 수 있는 막 지질, 단백질 및 기타 원치 않는 핵산이 포함됩니다.
분리. 생성된 정제된 용해물에서 원하는 핵산을 분리하는 방법은 여러 가지가 있으며, 크게 용액 기반 분리법과 고체 상태 분리법(다음 섹션 참조)으로 나뉩니다.
농축. 핵산을 다른 모든 오염 물질 및 희석제로부터 분리한 후, 고농축 용출액에 담습니다.
두 가지 유형의 추출
핵산 추출에는 용액 기반 방법과 고체 상태 방법, 두 가지 유형이 있습니다. 용액 기반 방법은 화학 물질을 사용하여 세포를 분해하고 핵산에 접근하기 때문에 화학적 추출 방법이라고도 합니다. 용액 기반 방법은 페놀이나 클로로포름과 같은 유기 화합물을 사용하거나, 단백질 분해 효소 K나 실리카겔과 같이 덜 해롭기 때문에 더 권장되는 무기 화합물을 사용할 수 있습니다.
세포를 분해하기 위한 다양한 화학적 추출 방법의 예는 다음과 같습니다.
- 막의 삼투압 파열
- 세포벽의 효소 소화
- 막의 용해
- 세제와 함께
- 알칼리 처리
고체상 추출 기법(기계적 방법이라고도 함)은 DNA가 고체 기질과 상호작용하는 방식을 이용하는 것입니다. DNA는 결합하지만 분석물은 결합하지 않는 비드나 분자를 선택함으로써 두 물질을 분리할 수 있습니다. 고체상 추출 기법의 예로는 실리카 비드와 자성 비드를 사용하는 것이 있습니다.
자기 비드 추출 설명
자기 비드 추출 방법
자기 비드를 이용한 추출의 가능성은 트레버 호킨스가 화이트헤드 연구소를 위해 출원한 미국 특허에서 처음 확인되었습니다. 이 특허는 유전 물질을 자기 비드와 같은 고체 지지체에 결합시킴으로써 추출할 수 있음을 인정했습니다. 이 원리는 유전 물질이 결합될 고기능성 자기 비드를 사용하는 것입니다. 이후, 샘플이 담긴 용기 외부에 자기력을 가함으로써 상층액으로부터 유전 물질을 분리할 수 있습니다.
왜 자기 비드 추출을 사용해야 하나요?
자기 비드 추출 기술은 빠르고 효율적인 추출 과정의 잠재력으로 인해 점점 더 보편화되고 있습니다. 최근, 적합한 완충 시스템을 갖춘 고기능성 자기 비드가 개발되어 핵산 추출 자동화와 자원 절약 및 비용 효율적인 워크플로우가 가능해졌습니다. 또한, 자기 비드 추출법은 긴 DNA 조각을 절단하는 전단력을 발생시키는 원심분리 단계를 포함하지 않습니다. 즉, 긴 DNA 가닥이 손상되지 않고 그대로 유지되므로 유전체학 검사에 중요합니다.
게시 시간: 2022년 11월 25일