산화그래핀 및 압타머와 G-quadruplex 핵산 구조체 기반 혼성연쇄반응을 이용한 표적물질 검출방법
Method for detecting target utilizing Graphene oxide and aptamer/G-quadruplex-based hybridization chain reaction (GQ-HCR)
특허 요약
본 발명은 표적물질에 특이적으로 결합할 수 있는 압타머를 포함하는 압타머 헤어핀프로브, 상기 압타머 헤어핀프로브와 부분 혼성화하는 제1 헤어핀프로브 및 상기 제1 헤어핀프로브와 부분 혼성화하는 제2 헤어핀프로브를 이용한 혼성연쇄반응을 통하여 G-quadruplex 구조체를 형성시키고, 이를 특이적으로 인식하는 신호물질을 이용하여 표적물질을 검출하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 종래 압타머 기반의 표적물질 검출방법에 비하여 다양한 반응 조건에서 간편하고 저렴하게 표적물질의 검출이 가능하다. 또한, 산화그래핀을 도입하여 반응에 참여하지 않는 헤어핀프로브를 흡착시키는 바, 종래 혼성연쇄반응에 비해 비특이적인 혼성연쇄반응을 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.
청구항
번호청구항
1

표적물질에 특이적으로 결합하는 압타머 및 트리거-1 염기서열을 포함하는 압타머 헤어핀프로브; 상기 트리거-1 염기서열에 상보적인 염기서열; G-rich 염기서열; 및 트리거-2 염기서열을 포함하는 제1 헤어핀프로브; 및상기 트리거-1 염기서열; G-rich 염기서열; 및 상기 트리거-2 염기서열에 상보적인 염기서열을 포함하는 제2 헤어핀프로브를 포함하는, 표적물질 검출용 조성물에 있어서, 상기 G-rich 서열은 각각 제1 헤어핀프로브 및 제2 헤어핀프로브의 중단부에 온전한 상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 표적물질 검출용 조성물.

2

제1항에 있어서, 상기 조성물은 산화그래핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 표적물질 검출용 조성물.

3

제1항에 있어서, 상기 조성물은 상기 압타머 헤어핀프로브, 제1 헤어핀프로브 및 제2 헤어핀프로브가 반응하여 생성되는 산물에 특이적으로 결합하는 신호물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 표적물질 검출용 조성물.

4

제3항에 있어서, 상기 생성되는 산물은 G-quadruplex 구조체인 것을 특징으로 하는, 표적물질 검출용 조성물.

5

제4항에 있어서, 상기 G-quadruplex 구조체는 G-rich 염기서열을 포함하는 것을 특징으로 하는, 표적물질 검출용 조성물.

6

제3항에 있어서, 상기 신호물질은 방사성 표지(radiolabel), 형광단(fluorophore), 발색단(chromophore), 영상화제(imaging agent) 및 금속 이온(metal ion)으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 표적물질 검출용 조성물.

7

제3항에 있어서, 상기 신호물질은 티오플라빈 T(Thioflavin T, ThT)인 것을 특징으로 하는, 표적물질 검출용 조성물.

8

제1항에 있어서, 상기 표적물질은 질병 유래 단백질, 세포막단백질, 소 분자, 금속이온으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 표적물질 검출용 조성물.

9

제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 표적물질 검출용 키트.

10

다음 단계를 포함하는 혼성연쇄반응을 이용한 표적물질 검출방법:(a) 표적물질을 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 조성물과 혼성연쇄반응시키는 단계; 및(b) 상기 혼성연쇄반응에 의해 형성된 G-quadruplex 구조체를 측정하는 단계.

11

제10항에 있어서, 상기 (a) 단계는(i) 압타머 헤어핀프로브를 표적물질과 반응시켜 압타머 헤어핀프로브의 트리거-1 염기서열을 노출시키는 단계; 및 (ii) 상기 (i)단계에서 노출된 트리거-1 염기서열에 의해, 제1 헤어핀프로브 및 제2 헤어핀프로브가 연쇄적으로 개방되어 혼성연쇄반응(hybridization chain reaction)을 유발시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

12

제10항에 있어서, 상기 표적물질은 질병 유래 단백질, 세포막단백질, 소 분자, 금속이온으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

13

제11항에 있어서, 표적물질이 존재하지 않는 경우, 상기 압타머 헤어핀프로브, 제1 헤어핀프로브 및 제2 헤어핀프로브는 산화그래핀에 흡착되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.

14

제11항에 있어서, 상기 압타머 헤어핀프로브는 트리거-1 염기서열 및 표적물질과 결합하는 압타머를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

15

제11항에 있어서, 상기 제1 헤어핀프로브는 트리거-1 염기서열과 상보적인 염기서열, G-rich 염기서열 및 트리거-2 염기서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

16

제11항에 있어서, 상기 제2 헤어핀프로브는 트리거-2 염기서열과 상보적인 염기서열, G-rich 염기서열 및 트리거-1 염기서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

17

제10항에 있어서, 상기 (b)단계의 G-quadruplex 구조체는 G-rich 염기서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

18

제10항에 있어서, 상기 (b)단계의 G-quadruplex 구조체는 신호물질로 검출하고, 상기 신호물질은 방사성 표지(radiolabel), 형광단(fluorophore), 발색단(chromophore), 영상화제(imaging agent) 및 금속 이온(metal ion)으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

19

제18항에 있어서, 상기 신호물질은 티오플라빈 T(Thioflavin T, ThT)인 것을 특징으로 하는 방법.

20

상피세포 단백질에 특이적으로 결합하는 압타머 및 트리거-1 염기서열을 포함하는 압타머 헤어핀프로브; 상기 트리거-1 염기서열에 상보적인 염기서열; G-rich 염기서열; 및 트리거-2 염기서열을 포함하는 제1 헤어핀프로브; 상기 트리거-1 염기서열; G-rich 염기서열; 및 상기 트리거-2 염기서열에 상보적인 염기서열을 포함하는 제2 헤어핀프로브; 및티오플라빈 T(Thioflavin T, ThT)를 포함하는, 상피세포 검출용 조성물에 있어서,상기 G-rich 서열은 각각 제1 헤어핀프로브 및 제2 헤어핀프로브의 중단부에 온전한 상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 표적물질 검출용 조성물.

21

제20항에 있어서, 상기 상피세포 단백질은 상피세포 막단백질인 것을 특징으로 하는 조성물.

22

제21항에 있어서, 상기 상피세포 막단백질은 EpCAM 또은 HER2인 것을 특징으로 하는 조성물.

23

제20항에 있어서, 상기 티오플라빈 T는 상피세포 내부물질과 반응하여 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 조성물.

24

상피세포 함유 시료를 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항의 조성물과 반응시키는 단계를 포함하는 상피세포 검출방법.