Table of Contents
LAMP( Loop-mediated isothermal amplification ) #
LAMP는 등온 온도 조건에서 4개 또는 6개의 프라이머 세트 및 가닥 치환 활성을 가지는 DNA 중합 효소를 사용하여 수행되는 DNA 증폭 방법 중 하나로 DNA polymerase가 합성을 시작하고, 두개의 프라이머가 loop의 extension과 annealing을 통해 loop 구조를 형성하는 방법이다.
LAMP의 장점 #
- 동일한 온도에서 반응이 일어나므로 짧은 시간 내 반응이 종료된다.
- 6개의 primer를 사용하기 때문에 높은 특이성을 가진다.
- Conventional PCR에 비해 대체적으로 더 높은 검출 한계를 가지며 민감도가 높다.
- 온도 조절이 필요하지 않아 온도조절기계가 필요하지 않고, 수조나 heating block을 이용하여 증폭이 가능하므로 비교적 비용이 저렴하다.
- 허용 가능한 넓은 pH 및 온도 범위와 판독 방법의 유연성을 가지므로 특이성과 감도가 안정적이다.
- 전기영동, SYBR Green 형광, Probe, Chromatographic strip 등 다양한 방법으로 검출이 가능하다.
LAMP의 단점 #
- 6개의 primer가 필요하여 primer 디자인에 어려움이 있다.
- 다른 PCR법들과 달리 Multiplex PCR 수행이 어렵다.
- LAMP product는 cloning이나 sequencing을 적용하는데 적절하지 않다.
Conventional PCR과의 차이 #
기존 PCR법과 LAMP법의 차이는 우선 기존 PCR법은 thermal cycler와 같은 기계를 사용하여 온도의 변화를 통해 templete을 증가시키는 반면, LAMP법은 일정한 온도에서 등온반응을 통해 진행된다. 일반 PCR은 forward와 reverse primer 2가지를 한쌍의 primer로 사용하지만 LAMP법은 forward inner primer, forward outer primer, backward inner primer, backward outer primer, forward loop primer, backward loop primer로 구성된 총 6개의 primer가 필요하다. 다음 차이로는 반응 시간인데, 기존 PCR법의 경우 1시간 이상의 반응시간이 소요되지만, LAMP법은 30분 내외로 반응이 진행된다. 마지막으로 LAMP법은 특정 dye를 통해 시각적으로 증폭 확인이 가능하다는 점이 있다. 하지만 여러 primer를 사용하여 디자인하는 것에 어려움이 있고, 기존 PCR법과는 달리 여러 유전자를 한번에 증폭하는 Multiplex PCR이 어렵다는 단점이 있다.
LAMP PCR 방법 #
LAMP는 총 6개의 primer를 사용하여 loop를 형성한 후 연속적으로 반응을 진행하여 target을 증폭하는 방법이다.
LAMP법은 기존의 PCR에서 사용되는 Taq DNA polymerase와는 다르게 Bst DNA polymerase를 사용하는 autocycling DNA 합성을 하는 방법이다.
첫번째로 Target DNA의 염기 서열에 맞는 LAMP primer를 제작한다. Forward inner primer(F1c-F2 primer)가 target DNA에 결합된 후 DNA 증폭이 진행된다. 증폭이 진행된 후 Forward outer primer(F3)가 결합하여 DNA를 증폭한다. F3의 결합에 의한 DNA 증폭으로 기존 F1c-F2 primer에 의해 증폭된 DNA 가닥이 double-strand DNA에서 single-strand DNA로 분리된다. F3 결합에 의해 분리된 Single-strand DNA에 Backward inner primer(B3)가 결합한 후 DNA 증폭하여 double-strand DNA를 형성한다. 형성된 double-strand DNA에 의해 backward outer priemr(B2-B1c)가 결합한다. B2-B1c 결합에 의해 double-strand DNA에서 single-strand DNA로 분리된다. Target DNA 염기서열에서 최종적으로 이러한 염기서열을 가진 DNA가 만들어지며, 이때 염기서열 F1과 상보적인 F1c, B1과 상보적인 B1c가 결합함으로써 루프 형태의 DNA가 형성된다. 이후, 디자인된 프라이머로 루프 형태의 DNA에 결합함으로써 연속적으로 DNA가 증폭하게 된다.
Reference #
*https://www.mdpi.com/2073-4409/10/8/1931
*https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchReport.do?cn=TRKO202100014081
