작물 병과의 전쟁에서 포장 감시자들은 농작업의 최전선에 자리를 잡고 있다. 미국 ARS(Agricultural Research Service) 과학자들과 캘리포니아 서니베일(Sunnyvale)의 한 기업인 세페이드(Cepheid)가 휴대용 DNA-기반 장치 시험에 협력하고 있는 이유는 바로 이 때문이다. 이 장치로 수일 또는 수주씩 걸리던 기존 방법에 비해 60분 이내에 식물병원성 미생물을 동정할 수 있게 될 것으로 기대된다.
예를 들어 진단실험실에서 결과가 나오기를 기다리는 대신 현장시험소에서 실시간으로 작물 병이 더 이상 퍼지기 전에 전염병을 막기 위한 최선의 조치를 취할 수 있다. 또 다른 앞으로의 용도로는 국내 작물을 망가뜨릴 수 있는 외래 식물병원 미생물이 들어올 수 있는 항구에서 부패하기 쉬운 식물 재료를 점검하는 것이다.
ARS 실험실 세페이드는 휴대용 스마트 사이클러(Smart Cycler) 장치를 휴대용 컴퓨터에 연결, 중합효소연쇄반응(PCR)을 이용하여 대상 병원체의 DNA를 복제하여 고유의 유전자 지문을 얻어낸다.
ARS 과학자들은 세균, 곰팡이, 바이러스 유전학에 관한 전문 지식을 이용하여 여러 주요 식물병원체들의 특정 DNA 서열을 목표로 삼는 프라이머와 탐침을 고안하고 있다. 프라이머가 하는 주요 역할은 어떤 병원체의 DNA와 결합하는 것이다. 만약 잎 시료에 그 병원체가 존재한다면 시험 장치에서 PCR로 증폭시킬 수 있다. 증폭된 DNA는 탐침과 결합하여 각 PCR 증폭 주기 마지막에 형광 신호를 발생시키고 이 신호는 컴퓨터에서 측정되어 표시된다.
세균의 경우 사용자들은 그저 감염된 조직시료를 물 속에 20분간 담가두기만 하면 된다. 그런 다음 마이크로리터 단위의 소량의 시료를 장치의 16개 반응 챔버 가운데 하나에 넣으면 된다. 별도의 DNA 추출 작업은 필요없다.
ARS 과학자들은 피어스즈병(Pierce's disease), 감귤궤양병, 수박과실얼룩병(watermelon fruit blotch), 세균성시들음병, 감자갈색썩음병(brown rot of potato), 감자고리썩음병(potato ring rot), 깜부기병(Karnal bunt), 콩 녹병, 서양자두수두병(plum pox), 기타 병들에 대한 ARS의 프라이머/탐침을 이용하여 스마트사이클러의 실험실 및 포장 시험 자료를 공유하게될 것이다. CRADA 하에서 세페이드는 이 병들에 대한 프라이머와 탐침의 상업화에 우선권을 갖고 있다.
(소스: http://www.ars.usda.gov/is/pr/2001/011129.htm)
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