DNA hybridization detection methods

실험목적

형광을 사용하지 않는 보다 손쉽고 저 비용의 DNA 혼성화 검출방법을 개발한다.

실험내용

DNA 분자 자체에 음전하가 존재하며, 이러한 DNA를 포획프로브로 이용하여 DNA chip을 만들었을 때, 전극 상에는 음전하 층이 존재한다. 그리고 혼성화가 이루어진 경우에 전극상에 음전하는 증가하게 된다. 이 때 혼성화된 DNA에 선택적으로 결합하는 양전하를 띠는 물질을 반응시켜주면 혼성화가 된 전극 표면에서는 intercalating 물질의 양전하에 의해 음전하가 상쇄 또는 많이 줄어들게 된다. 반대로 혼성화가 되지 않은 전극 표면에서는 intercalating 물질의 결합이 없으므로 전하상태가 변하지 않는다. 이를 음전하를 띠는 electroactive electrolyte의 전기화학적인 반응성을 조사함으로써 구별할 수 있다. 먼저 혼성화가 되어 이중가닥 DNA 형성되고 이에 의해 intercalating 물질이 결합하여 전극 표면의 음전하가 상쇄된 전극에서는 음전하를 띠는electroactive electrolyte의 전기화학적인 반응이 자유롭게 일어날 것이고, 반대로 혼성화 되지 않은 전극에서는 전극에 음전하가 그대로 존재하기 때문에 음전하를 띠는electroactive electrolyte가 반발력을 받게 되어 전극표면으로의 접근이 어려워지고 이에 의해 전기화학적인 반응이 매우 어렵게 된다. 그러므로 혼성화가 된 전극에서는 전기화학적 반응에 의해 신호가 크게 나타나며, 혼성화가 되지 않은 전극에서는 전기화학적 반응이 활성화되지 못해 신호가 나타나지 않는다. 이러한 혼성화 된 전극과 그렇지 못한 전극에서의 전기화학적 반응성의 정도를 측정하여 DNA 혼성화를 검출할 수 있다.

향후계획

현재까지는 oligonucleotide를 이용하여 DNA 혼성화를 검출하기 위한 연구를 진행하였다. 앞으로는 혼성화에 더불어 mismatch를 검출 할 수 있는 방법을 개발할 것이고, oligonucleotide 외에도 cDNA와 PNA를 포획프로브로 하는 DNA chip을 제작하여 혼성화 여부를 검출 할 수 있는 방법을 개발할 계획이다.