유전자 변형(GM) 작물의 재배 및 유통이 확대됨에 따라, GM 작물의 신속하고 정확한 현장 검출 기술의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 5-enolpyruvylshikimate-3- phosphate synthase (EPSPS) 유전자를 대상으로, RPA (Recombinase Polymerase Amplification) 기반의 등온 증폭 기법과 특이적 프라이머·프로브 세트, 그리고 간이 DNA 추출법을 결합하여 현장 적용이 가능한 GM 콩 검출 시스템을 개발하였다. 먼저, 설계된 프라이머 및 프로브 세트는 GM 콩에서만 형광 신호가 유의하게 증가하며, non-GM 콩에서는 신호가 검출되지 않아 높은 타겟 특이성을 확인하였다. 또한, RPA 반응은 39℃의 등온 조건에서 25분 이내에 이루어져 기존 PCR 기반 방법에 비해 분석 시간을 대폭 단축할 수 있었다. 다양한 DNA 추출 버퍼를 이용한 간이 추출법과 상용 DNA 추출 키트를 비교한 결과, 10 mM NaOH 및 10 mM NaCl 버퍼에서 우수한 검출 성능을 보였으며, 5분 이내에 DNA 확보가 가능해 현장 적용성이 뛰어남을 확인하였다. 본 연구의 시스템은 시료 채취부터 DNA 추출, 증폭, 검출까지의 전 과정을 단시간 내에 수행할 수 있어, 농업 현장에서 GM 작물을 신속하고 정확하게 판별할 수 있는 실용적 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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.

Agrobacterium tumefaciens strain CP4 유래 5-enolpyruvylshikimate- 3-phosphate synthase (EPSPS) 유전자를 포함하는 유전자변형생물체 (Living modified organism, LMO)가 개발되었다. 이 같은 LMO는 국내 승인되어 사료용, 식품용, 가공용으로 이용 중이다. 간이면역 검사키트 개발을 위해서는 고효율의 단클론 항체 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 대장균 BL21 (DE3)에서 재조합 CP4 EPSPS 단백질을 정제하였으며 SDS-PAGE와 MALDI-TOF MS 분석으로 단백질 특성을 분석하였다. 단클론 항체 제작은 ㈜앱 클론의 SOP 매뉴얼에 따라 진행하였다. 본 연구 결과 5개의 단클론 항체 클론 (2F2, 4B9, 6C11, 10A9, 10G9)를 확보하였다. 5종의 단클론 항체의 효율과 특이도 검정을 위해서 LM 면화 추출액을 이용한 western blotting 분석을 실시하였다. 모든 단클론 항체는 CP4 EPSPS를 함유하는 MON1445와 MON88913을 특이적으로 검출하였으며 비변형 면화 및 타종의 LM 면화에서는 검출되지 않았다. 이러한 결과들을 바탕으로 CP4 EPSPS 단클론 항체는 LMO 에 함유된 CP4 EPSPS 단백질을 타겟으로 항체 기반 검출법 개발에 활용될 것으로 사료된다.