[DNA칩][DNA칩 활용성][DNA칩 연구][DNA칩 제작][DNA칩 전망][DNA칩 발전방향]DNA칩의 원리, DNA칩의 활용성, DNA칩의 연구, DNA칩의 시장 동향, DNA칩의 제작, DNA칩의 전망, 향후 DNA칩의 발전 방향 분석

소개글

[DNA칩][DNA칩 활용성][DNA칩 연구][DNA칩 제작][DNA칩 전망][DNA칩 발전방향]DNA칩의 원리, DNA칩의 활용성, DNA칩의 연구, DNA칩의 시장 동향, DNA칩의 제작, DNA칩의 전망, 향후 DNA칩의 발전 방향 분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 개요

Ⅱ. DNA칩의 원리

Ⅲ. DNA칩의 활용성

Ⅳ. DNA칩의 연구
1. 목표 유전자 선정(Target Gene Selection)
2. 프로브(Probe) 설계

Ⅴ. DNA칩의 시장 동향

Ⅵ. DNA칩의 제작
1. Spotting
2. Immobilization chemistry
3. Photolithography
4. Inkjet printing
5. Electronic Force

Ⅶ. DNA칩의 전망

Ⅷ. 향후 DNA칩의 발전 방향

참고문헌

본문내용

DNA를 원하는 특정 위치에 끌어드림으로서 결합 시간을 단축할 수 있다는 것이다. 또한 전기적인 힘을 이용하여 정상 DNA와 하나의 염기가 다른 DNA를 떨어뜨릴 수 있는 장점이 있다.
Ⅶ. DNA칩의 전망
인간의 모든 세포에는 23쌍의 염색체가 존재하므로 세포 하나에는 10여만 개의 단백질을 만들어낼 수 있는 유전자 설계도가 존재하게 된다. 하지만 모든 세포가 10여만 개의 단백질 전부를 만드는 것은 아니며 10여만 개의 유전자 가운데 일부만 기능을 발휘해 필요한 단백질을 생성시키는 것이다.
이 가운데 1만개의 유전자가 세포에서 단백질을 만든다고 가정하고 이들을 찾는 작업이 어떻게 이루어지는지 살펴보자. 단백질을 생성하는 DNA의 정보(예를 들어 ATT, CGA 등 3가지 염기의 배열)는 일단 RNA에 전달된다. RNA는 이 유전정보를 가지고 핵 바깥의 리보솜으로 이동하여 이곳에서 단백질을 합성한다. 따라서 해당 세포 안에서 만들어진 모든 RNA를 골라낸 후 여기에 담긴 염기의 서열을 알아내면 궁극적으로 DNA의 유전정보를 알 수 있다.
보통의 방법으로 이 실험을 수행할 경우 1개의 단백질을 만드는 유전자의 구조를 알아내기 위해서는 최소한 하루가 걸린다. 세포의 유전자를 모두 조사하기 위해서는 1만일이 걸리는 것이다.
그런데 최근 획기적인 시간단축법이 개발됐다. 불과 몇 시간 내에 1만개 유전자의 구조를 알아낼 수 있는 길이 열린 것이다. DNA 칩이 개발된 것이다. DNA로 만들어지는 DNA칩은 생물체의 게놈(genome)에 빽빽이 들어차게 된 복잡한 정보를 판독하기 위해 미국 애피메트릭스사 스티브 포더 박사가 개발한 것이다. DNA 칩에서는 동전만한 칩 위에 수백만 개의 DNA 프로브가 수천 개의 유전자의 활동을 한꺼번에 감시하고 결함을 찾아내며, 유전자가 작동되어 단백질을 생산하는 과정인 유전자 발현을 측정한다. 미국 국립보건원의 인체게놈연구소는 DNA칩에 붙인 인간게놈정보를 이용해 침팬지나 고릴라 같은 유인원의 게놈을 분석하고 있다. 기존에 밝혀진 인간 유전자를 칩에 붙인 후 유인원의 게놈을 반응시키면 양자 간의 같은 종류와 다른 종류가 짧은 시간 안에 분석될 수 있다. 이 연구는 인간과 유인원의 차이를 유전자 수준에서 분석할 수 있게 해주고, 진화과정과 고등 인식기능의 발달 과정에 대한 유용한 정보를 제공해줄 것으로 전망된다.
미국의 경우 앞으로 2년 후에는 모든 경찰차에서 DNA칩을 용의자 확인에 쓰기로 결정했다고 한다. DNA칩은 이처럼 질병의 검사와 치료 차원 외에도, 사람의 신원이나 친자확인에도 사용될 것이다. 정상적인 사람들이라 해도 각자 조금씩 다른 DNA 구조를 가지고 있기 때문에 가능한 일이다.
Ⅷ. 향후 DNA칩의 발전 방향
DNA칩 기술 자체의 발전 동향은 다음과 같다. 우선, 현재보다 적은 양의 표본에서 mRNA 발현을 검출할 수 있는 기술이 개발될 것이다. 현재 수십 μg 단위의 RNA가 필요하며, 이를 수 μg까지 낮출 수 있는 기술이 이미 실험실에서 개발되고 있다. 이는 DNA칩의 sensitivity 향상에 기여할 것이다. 또한 보다 정확한 발현도의 측정을 위한 기술이 개발될 것이다. 이에는 프로브의 설계 및 제작, 검출방법(형광물질, microbead 등), 이미지분석, 보정 등의 기술 개발이 필요하다. 이런 기술들의 개발과 더불어 궁극적으로는 세포 하나의 mRNA양을 정확하게 측정할 수 있는 칩이 개발될 것이다. 또한, 머지않은 장래에, mRNA가 아닌 단백질의 발현을 정확하고 대규모로 측정할 수 있는 단백질칩이 나올 것으로 예상된다. 현재에도 단백질칩은 상용 및 실험실에서 개발되어 있으며, 이의 발전은 더욱 가속화될 것으로 기대된다.
위와 같은 DNA 및 단백질칩의 발전의 모든 요소에 DNA칩 Informatics 기술이 활용될 것이다. 기본적으로 단백질칩 및 DNA칩에 관계없이 Informatics 기술이 적용될 수 있다. 이는 Informatics 기술이 범용 기술이기 때문이다. 또한, 칩기술 자체의 발전에도 Informatics 기술이 적용될 수 있다. 예를 들어, 이미지 분석 및 보정, 프로브의 설계 기술에는 앞에서 설명한 바와 같이 Informatics 기술이 지금도 활용되고 있으며, 더욱 정확한 칩의 제작에 기여할 수 있을 것이다.
향후 DNA칩 Informatics 기술의 발전 방향은 다음과 같이 예상할 수 있다. 우선, 대량의 데이터를 다룰 수 있는 기술의 개발이 이루어질 것이다. 현재 하나의 DNA칩에 장착되는 프로브는 수십만 단위이며, 머지않은 장래에 인간의 유전체 전체를 한번에 측정할 수 있는 DNA칩이 개발될 것으로 예상된다. 이런 대량의 유전자 발현 양상을 한 번에 분석하기 위해서 대량의 데이터를 처리할 수 있는 Informatics 기술이 요구된다. 이를 위해서 알고리즘 자체의 속도 향상은 물론 병렬컴퓨터(parallel computer)를 이용한 알고리즘의 구현이 이루어질 것이다.
둘째, 여러 종류의 정보를 다룰 수 있는 data fusion이 필요하다. 현재에도 다양한 생물학 정보(실험결과, 논문 등)들이 엄청나게 축적되고 있으며, 이를 적절히 이용하지 않고서는 효율적인 연구가 이루어질 수 없다. 따라서 DNA칩의 분석에도 이러한 정보들을 적절히 이용하는 것은 필수가 될 것이며 이를 위한 다양한 알고리즘 및 모델들이 개발될 것이다.
마지막으로, DNA칩의 응용에 관계된 질병진단 및 전문가시스템 등이 개발되고 활용될 것이다. 특히 다양한 종류의 지식베이스가 Informatics 기술에 기반을 두고 만들어지고 확장될 것이며, 이는 다양한 임상 및 응용, 기초 연구에 활용되어 전반적인 인류의 복지 향상에 기여할 것으로 기대된다.
참고문헌
남상욱 외 1명(2008), 유전공학의이해, 라이프사이언스
브렌다 메독스(2004), 로잘린드, 플랭클린과 DNA
이쿠타 사토시, 게놈(지놈)시대를 위한 유전자와 DNA의 최첨단
제임스D,왓슨(1997), DNA : 생명의 비밀
존슨 얀, 인창식 역(2002), DNA와 주역, 몸과 마음
황우석 외(2004), 나의 생명 이야기, 서울 : 효형출판

키워드

DNA칩,   DNA,   유전자,   세포,   유전