롱 리드 시퀀싱 기술
유전체의 복잡한 영역에 대한 심층적인 인사이트
롱 리드 시퀀싱은 유전체에서 가장 까다로운 영역을 해결하는 데 도움이 됩니다.
롱 리드 시퀀싱이란 무엇인가?
롱 리드 시퀀싱(Long-read sequencing)은 기존의 쇼트 리드 시퀀싱(short-read sequencing) 방법보다 훨씬 더 긴 DNA 절편의 시퀀싱을 가능케 하는 DNA 시퀀싱 기법입니다. 쇼트 리드로 대부분의 유전자 변이를 포착할 수 있지만 롱 리드 시퀀싱을 사용하면 쇼트 리드로 검출하기 어려운 복잡한 구조적 변이를 검출할 수 있습니다. 이러한 변이에는 큰 역위(inversion), 결실(deletion) 또는 전위가 포함되며, 그중 일부는 유전 질환과 같은 분야와 관련이 있습니다.
롱 리드 기술은 수천 개의 염기를 시퀀싱하여 유전체의 까다로운 영역을 해결하는 것을 도와 다음을 가능하게 합니다.
- 전통적으로 매핑하기 어려운 유전자 또는 유전체 영역(예: 매우 가변적이거나 매우 반복적인 요소 포함) 해결
- 공동 유전된 대립유전자, 일배체형(haplotype) 정보 및 위상 de novo 돌연변이를 식별하기 위해 페이징된 시퀀싱 수행
- De novo 어셈블리 및 유전체 마무리 애플리케이션을 위한 롱 리드 생성
Illumina Complete Long Read 시퀀싱 기술 소개
- 일부 리드가 > 10 kb인 5~7 kb의 N50으로 연속 롱 리드 시퀀스를 생성합니다.
- 모든 NovaSeq 시스템과 호환되는 능률적이고 강력하며 비용 효율적인 워크플로우를 제공하여 단일 기기에서 롱 리드 및 쇼트 리드 데이터에 모두 액세스할 수 있습니다.
- BaseSpace Sequence Hub 앱의 편의성과 함께 DRAGEN 분석의 정확성과 속도를 활용합니다.
롱 리드 시퀀싱 기술의 작동 방식
Illumina Complete Long Read 기술은 태그멘테이션을 사용하여 긴 절편 크기를 표준화합니다. 긴 절편은 단일 분자의 롱 리드 정보를 포착하고 증폭하기 위해 ‘land-mark’ 패턴으로 표시됩니다. 표시된 절편은 시퀀싱을 위해 표준 라이브러리에 태그됩니다. 표준 쇼트 리드 유전체 시퀀스의 표시 및 비표시 데이터가 결합되어 매우 정확한 롱 리드를 생성합니다.
롱 리드 및 쇼트 리드 시퀀싱
롱 리드 데이터와 상호보완하는 쇼트 리드 정보를 결합하는 것이 유리할 수 있습니다. 많은 롱 리드 솔루션은 시간과 노력이 많이 드는 워크플로우와 매우 가변적인 결과를 가집니다.1-4 쇼트 리드(보통 50~600 bp)는 낮은 비용으로 높은 데이터 품질과 시퀀스 뎁스(depth)를 제공합니다. 쇼트 리드 시퀀싱은 고급 데이터 분석을 통해 뛰어난 정확도로 전장 유전체 변이 콜을 생성할 수 있습니다. 또한 유전자 영역의 작은 부분은 가장 매핑이 어려운 유전자의 분해능을 개선하는 롱 리드 정보로 이점을 얻을 수 있습니다.
향상된 유전체 시퀀싱 및 인간 페이징
롱 리드 시퀀싱 기술은 임상적으로 중요한 유전자의 분해능을 높이면서 일부 기존 DNA 시퀀싱 애플리케이션의 효율성과 정확성을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
이러한 장점으로 인해 인간 유전체의 페이징된 재시퀀싱과 식물 및 동물 유전체의 신속한 de novo 시퀀싱이 가능합니다.
생성된 롱 리드는 일반적으로 페이징 애플리케이션에서 하나 이상의 이형접합 SNP에 걸쳐 있습니다. 이 기술은 DNA 절편의 큰 반복 영역을 쉽게 확장할 수 있기 때문에 de novo 시퀀싱을 단순화합니다.
다음 사항에 대해 더 알아보세요.
대체 장거리 유전체학 기술: 연결된 리드
TELL-Seq(transposase enzyme-linked long-read sequencing) 기술은 연결된 리드를 사용하여 비연속적인 장거리 데이터를 생성함으로써 de novo 어셈블리 또는 초장거리(> 1 Mb) 페이징을 위한 정보를 제공합니다. 이 대체 시퀀싱 데이터 유형은 새롭거나 복잡한 유전체에 대한 표준 쇼트 리드를 보완하는 데 사용할 수 있습니다.
TELL-Seq을 통한 초장거리 페이징
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참고 문헌
- Pacific Biosciences. Preparing DNA for PacBio HiFi sequencing—Extraction and quality control. pacb.com/wp-content/uploads/Technical-Note-Preparing-DNA-for-PacBio-HiFi-Sequencing-Extraction-and-Quality-Control.pdf.
- Pacific Biosciences. Preparing whole genome and metagenome libraries using SMRTbell prep kit 3.0. pacb.com/wp-content/uploads/Procedure-checklist-Preparing-whole-genome-and-metagenome-libraries-using-SMRTbell-prep-kit-3.0.pdf.
- Oxford Nanopore Technologies. Ligation Sequencing Kit. store.nanoporetech.com/us/ligation-sequencing-kit110.html.
- Pacific Biosciences. Low Yield Troubleshooting Guide. pacb.com/wp-content/uploads/Guide-Low-Yield-Troubleshooting.pdf.