DNA 마이크로어레이 기술의 발전은 대량의 유전자 발현을 측정하는데 효과적이지만, 교차 혼성화, 염기서열분석 오류, 클론 오염, 불균일 혼성화 등으로 인한 결과의 불일치성이 문제로 대두되었다. 이런 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 장환형 단일가닥 센스 DNA를 활용한 마이크로어레이를 제작하였다. 이를 통해 마이크로어레이의 신호 강도가 약해지는 문제를 완화하였으며, 실시간 RT-PCR를 이용하여 유전자 발현 분석 결과의 재현성을 검증하였다. 추가로, 5K 마이크로어레이를 제작하여 반복 실험 및 dye-swap 실험으로 그 재현성을 관찰하였다.
<h1>서 론</h1> <p>최근의 DNA 마이크로어레이 기술의 발전으로 유전자 발현의 상대적 정도를 대량으로 측정할 수 있게 하였다. 이러한 마이크로어레이 기술은 수천 내지 수만의 유전자 발현을 동시에 측정함으로써 세포의 생리적 변화에 대한 체계적인 분석을 제공할 뿐 아니라 질병의 진단, 신약개발, 독성연구 등에 응용되고 있다. 이와 같이 마이크로어레이는 다양한 분야에서 중요한 역할을 하고 있지만 교차 혼성화, 염기서열분석 오류, 클론의 오염, 불균일 혼성화 등 으로 인한 결과의 불일치성이 문제가 되고 있다. 또한, 실험의 신호강도 또한 마이크로어레이 결과의 해석에 중요한 요인으로 알려져 있다. 이중가닥 DNA를 프로브로 사용하는 마이크로어레이 실험 시 프로브 DNA를 표지된 cDNA와 결합시키기 위해 DNA를 열처리로 변성 시키는데 이때 상보가닥의 복원으로 인해 신호강도가 약해질 수 있다. M13 페이지미드는 유전자의 센스 혹은 안티센스 부분을 가지는 장환형 단일가닥 DNA 분자를 생산할 수 있는 기능을 가지고 있다. 이 DNA는 길이가 긴 유전자서열도 정확하게 복제할 수 있고 상보가닥 복원의 우려가 없으며 Escherichia coli를 통해 유전자 재조합 및 대량생산이 가능하다. 최근 이러한 장환형 단일가닥 센스 DNA의 특성을 이용한 마이크로어레이를 제작하여 그 사용 가능성을 제시한 바 있다. 이 연구를 통해 장환형 단일가닥 센스 DNA 마이크로어레이가 cDNA 마이크로어레이보다 높은 신호강도를 나타냄을 확인하였다. 하지만, 이 연구에서는 신호강도와 실제 유전자 발현정도의 상관관계를 비교하지 못하였고, 대량유전자 분석을 위한 대규모 마이크로어레이 제작 및 재현성 확인을 시행하지 못하였다.</p> <p>한편 빠른 속도로 축적되는 유전자 서열 정보와 발현 정보에 비하여 이를 해석하고 그 결과를 바탕으로 유효한 신약 개발의 목표를 찾아내는 데에는 많은 시간과 노력이 필요하다. 이러한 목표 유전자를 찾아내기 위한 방법으로는 안티센스와, decoy 및 siRNA 등을 통해 목표 유전자의 발현을 억제하여 그 기능을 유추하는 방법 들이 사용되어 왔는데 최근에는 장환형 단일가닥 안티센스 DNA를 이용하여 암세포의 성장과 관련된 유전자를 대량분석방법으로 찾을 수 있는 기능적 유전체학 기법이 제시된 바 있다.</p> <p>이에 본 연구에서는 장환형 단일가닥 센스 DNA를 이용하여 마이크로어레이를 제작하고 유전자 발현을 분석하여 결과의 재현성을 실시간 RT-PCR를 이용하여 검증하였고, 5K 마이크로어레이를 제작하여 반복실험 및 dye-swap 실험으로 그 재현성을 관찰하였다. 나아가 과발현된 유전자에 대한 장환형 단일가닥 안티센스 DNA를 제작하여 암세포의 성장에 관여하는지도 알아보았다.</p>