제초제 저항성 CP4 EPSPS 검출을 위한 간이 진단키트 개발
Development of a simple diagnostic kit for detecting herbicide resistance protein CP4 EPSPS
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초록
Agrobacterium sp. strain CP4에서 유래한 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (CP4 EPSPS) 유전자는 제초제 저항성의 핵심 요소로, 지난 25년간 유전자변형생물체 (LMO) 개발에 폭넓게 활용되어 왔다. 그러나 유전자변형 농산물 수입량의 증가와 함께, 이러한 변형 생물체의 신속하고 정확한 검출에 대한 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 제초제 저항성 농산물의 검출을 목적으로 측방유동분석 (lateral flow assay, LFA) 원리를 기반으로 한 간이 면역 검사 키트를 개발하였다. 이를 위해 국립생태원에서 개발한 재조합 CP4 EPSPS 단백질을 사용하여 2종의 신규 항체를 개발하였으며, 기존 상용화된 2종의 항체와 비교 및 조합하였다. 최적화된 항체 조합을 활용한 검사 키트는 1%의 검출 한계 (limit of detection, LOD)를 보였으며, 기존 표준제품 대비 우수한 민감도와 입증하였다. 또한, 개발된 키트는 기존 해외 상용화 제품 대비 짧은 분석 시간과 높은 민감도를 보여, 현장 적용 가능성을 크게 향상시켰다. 이러한 성과는 국내외 시장 진출 가능성을 열어줄 뿐만 아니라, LMO 검출 기술의 발전에 기여할 수 있는 중요한 도구로 자리잡을 것으로 기대된다.
Abstract
The 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS) gene derived from Agrobacterium sp. strain CP4 is known to confer herbicide resistance. It has been extensively utilized in the development of living modified organism (LMO) over the past 25 years. With increasing importation of LMO agricultural products, there is a growing need for rapid and reliable detection methods for detecting the CP4 EPSPS protein. In this study, a rapid immunoassay kit based on the lateral flow assay (LFA) principle was developed to detect herbicide-resistant crops. Using recombinant CP4 EPSPS protein developed by the National Institute of Ecology, two in-house antibodies were produced and evaluated alongside two commercially available antibodies. The optimized antibody combination demonstrated a detection limit of 1%, exhibiting superior sensitivity and accuracy to an existing commercial rapid kit. Furthermore, the developed kit showed shorter analysis time and higher cost efficiency, significantly improving its applicability in field settings. These advancements highlight the potential of this rapid immunoassay kit not only for domestic and international market penetration, but also as a critical tool for advancing GMO detection technologies.