Integrating isothermal amplification with aptamer probes: Development and colorimetric application of CLASSIC

핵산탐지기술(Nucleic acid detection)은 DNA 등의 유전 물질을 분석하기 위한 기술이다. 대표적인 기술로는 실시간 중합효소 연쇄반응(quantitative polymerase chain reaction, qPCR)이 있다. qPCR은 특정 DNA 서열을 증폭, 검출 및 정량화 할 수 있지만, 고가의 장치와 전문적인 기술이 필요하다는 단점이 존재한다. 등온증폭반응법은 qPCR의 단점을 극복하기 위한 방법으로 여겨진다. 등온증폭반응법은 핵산 특이적 효소 등을 사용하며, 진단에 필요한 시간이 짧고 비교적 낮은 온도에서도 진행할 수 있어 에너지의 사용이 적다는 장점이 있다. 그러나 qPCR에 비해 낮은 서열 특이성을 보여 오류율이 높다는 것이 문제점으로 꼽힌다.
본 연구에서 개발한 CLASSIC(Combination of Light-up Aptameric probes for high Specificity and Sensitivity with Isothermal amplification and single-strand Conversion)은 높은 민감도와 특이성을 보이는 새로운 진단플랫폼이다. CLASSIC은 등온증폭반응법과 형광프로브를 활용해 별도의 라벨이 없는 핵산도 검출할 수 있다.
더 나아가, CLASSIC을 G-quadruplex DNAzyme을 활용한 colorimetric method에 응용하는 기술을 연구 중이다. Colorimetric method는 시료의 색 변화로 target sequence의 존재를 직관적으로 확인할 수 있으나, 민감도와 서열 특이성이 떨어진다는 단점이 있다. CLASSIC의 적용으로 colorimetric method의 낮은 민감도와 서열 특이성을 보완하면서도, 별도의 기기 없이 target을 검출하는 기술을 개발하고자 한다. 현재 probe 설계를 완료하였으며, target sequence의 유무 및 정량분석 또한 가능할 것으로 기대된다.