Single Cell Single Molecule DNA Analysis of Proton Beam Induced Yeast Chromosome Rearrangement
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 조규봉
- 발행년도 2011
- 학위수여년월 2011. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000046543
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
세포간의 이질성에 대한 연구는 single cell의 분석을 가능케 하는 microfludics device의 개발과 더불어 매우 빠르게 발전하고 있다. 세포의 유전체 또한 이질성을 가지고 있으며 이러한 세포간의 유전체가 가지는 이질성(heterogeneity)을 분석하기 위해서는 단일 세포로부터 얻어진 하나의 chromosome set을 분석을 할 수 있는 single cell DNA analysis system이 갖추어 져야 한다. 우리는 이 논문을 통해 single cell DNA analysis system을 구현하기 위한 device의 부분적인 장치들에 대한 연구를 하였다. 단일 세포의 유전체 분석을 위해서는 첫째, 높은 농도의 세포 배양액으로부터 단일세포 수준으로의 분리 할 수 있어야 하며 둘째, nanochannel이나 nanoslit과 같은 분리된 세포들로부터 추출된 각각의 유전체들을 분석 할 수 있는 시스템이 필요하다. 또한 이러한 chromosome을 single molecule 수준에서 sequence information을 얻을 수 있는 분석 방법 또한 필요하다. 우리는 높은 농도의 cell media로부터 단일 세포의 분리를 가능하게 해줄 수 있는 microfludics device 의 개발을 위하여 micro pattern, micro well을 가지는 microfluidic device system 구성하였고 이 Device를 이용하여 세포를 분리해 보았다. 또한 single molecule DNA 분석에 주로 사용되는 PDMS nanoslit과 PDMS nanochannel시스템에 관한 연구로써 elastomeric polymer인 polydimethyl-siloxane(PDMS)의 ‘Roof collapse’에 대한 연구를 하였다. 우리는 high aspect ratio 에서도 ‘Roof collapse’가 일어나지 않는 nanoslit을 만들었으며 또한 Roof collapsed PDMS를 이용하여 nanochannel을 빠르고 저렴하게 fabrication 할 수 있는 방법을 연구하였다. 마지막으로 Pulsed Field Gel Electrophoresis(PFGE)를 통한 Yeast S. Cerevisiae의 wild type의 유전체와 양성자 beam에 의하여 변형된 Yeast의 유전체의 비교 분석하였고, 또한 PFGE를 통해 분리한 유전체들을 Optical mapping system 을 통하여 단일 분자 수준에서 분석하여 보았다.
more초록/요약
Cellular heterogeneity analysis has been developing very fast along with numerous microfludics device for single cell analysis. In order to analysis cellular heterogeneity of the genome, systems should have the capability to analysis chromosome set obtained from single cell. In this study we demonstrate some component as an independent part of single cell DNA analysis system. In order to analyze the single cell genome first, the single cell should able to localizaion from the high concentration cell media. Second, nano size device is need to deal with genome extracted from the cell, such as nanochannel and nanoslit. Finally, single molecule analysis system will be necessary for obtain chromosome sequence information. We present (1) a microfluidics system which consist of micro pattern, micro well to localization the single cell from high cell concentration media and (2) a radically simple approach for nanochannel fabrication without the use of any expensive equipment or any instrument modifications, (3) a novel approach for the facile stabilization of PDMS nanoslits in the low height (130 nm)/width (100 μm) ratio without roof-collapse, (4) proton beam induced yeast chromosome rearrangement analysis by PFGE(Pulsed Field Gel Electrophoresis) and optical mapping system for analysis chromosome mutation
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