차세대 시퀀싱과 qPCR의 장점 비교

변이 정량화에 대한 높은 발견 역량과 넓은 동적 범위

NGS와 qPCR의 비교

차세대 시퀀싱(next-generation sequencing, NGS)과 qPCR 기술을 비교할 때, 가장 큰 차이점은 발견 역량입니다. 두 기술 모두 민감도 및 변이 검출의 신뢰도가 높지만, qPCR은 알려진 시퀀스만 검출할 수 있습니다. 이와 대조적으로, NGS는 시퀀스 정보에 대한 사전 지식이 필요하지 않은 접근법, 즉 가설이 필요 없는 접근법입니다. NGS는 새로운 유전자를 검출하는 발견 역량이 더 높으며 희귀 변이 및 전사물의 정량화에 대한 민감도가 더 높습니다.

NGS와 qPCR 기술은 처리량이 다르며 연구 규모의 변동에 따른 조정 가능 여부 또한 다릅니다. qPCR은 표적 수가 적은 경우에 효과적인 반면, 표적이 여러 개일 경우 워크플로우가 번거로울 수 있습니다. NGS는 표적 수 또는 샘플 수가 많은 연구에 사용하는 것이 좋습니다. 1회의 NGS 실험만으로도 수 천개의 표적 영역 전체에 걸쳐서 단일 염기 수준의 해상도로 변이를 식별할 수 있습니다.

표적 NGS와 qPCR 중에서 선택하기

각 방법의 장점과 한계를 살펴보고 어떤 방법이 가장 적합한지 알아보세요.

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  qPCR 표적 NGS
장점
  • 익숙한 워크플로우
  • 대부분의 검사실에 주요 장비가 이미 구비됨
  • 발견 역량이 높음*
  • 샘플 처리량이 높음
문제점
  • 낮은 해상도로 제한적인 양의 변이만 검사 가능
  • 사실상 발견 역량 없음
  • 규모에 따른 조정의 폭이 적음
  • 적은 수의 표적(표적 1~20개)을 시퀀싱하는 경우 비용 효율성이 떨어짐
  • 적은 수의 표적(표적 1~20개)을 시퀀싱하는 경우 많은 시간이 소요됨

* 발견 역량이란 새로운 변이를 식별하는 능력을 뜻함.

NGS와 qPCR의 비용 효율성 비교

“변이를 식별하는 데 있어 hit-and-miss 방식의 유전자 연관성 연구가 적중률이 낮다는 게 분명해졌습니다. 이러한 연구들은 무작정 낚시 바늘을 던지는 것이나 마찬가지였습니다. NGS를 통해 유전체(genome)의 더 많은 부분을 동시에 살펴볼 수 있다는 것을 깨달았습니다.”

Linda S. Pescatello 박사
(Connecticut 대학교, 운동학 석좌 교수)

qRT-PCR은 몇 가지 유전자의 발현을 정량화하는 데 유용하지만, 알려진 시퀀스만 검출할 수 있습니다. 반면에 NGS를 사용한 RNA 시퀀싱(RNA-Seq)은 알려진 전사체와 새로운 전사물을 모두 검출할 수 있습니다. RNA-Seq은 미리 설계된 프로브가 필요하지 않으므로, 데이터 세트가 편향되지 않아 가설이 없는 실험 설계가 가능합니다.

유전자 발현 프로파일링과 같은 리드 계수 방법의 경우, NGS의 디지털 특성으로 인해 사실상 제한 없이 동적 범위를 설정할 수 있습니다. RNA-Seq의 경우 참조 시퀀스에 정렬되는 개별 시퀀스 리드를 정량화하므로, 유전자 발현의 상대적 수치가 아닌 절대적 수치가 측정됩니다. 이러한 광범위한 동적 범위를 통해 유전자 발현의 미묘한 변화를 10%까지 검출할 수 있습니다. 유전자 발현 정량화 이외에도, RNA-Seq을 통해서 새로운 전사물, 대체 splicing된 동형, splicing 부위, 작은 비코딩(noncoding) RNA를 식별할 수 있습니다.1,2

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NGS와 qPCR의 비교
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비디오 보기

NGS와 qPCR 중 어느 것을 선택할지는 샘플 수, 표적 영역의 시퀀스 총량, 예산과 관련된 고려사항, 연구 목표 등을 포함한 여러 요인들에 달려있습니다. 일반적으로 표적 영역의 수가 적고(표적 20개 이하) 연구 목표가 알려진 변이의 선별 또는 식별로 제한되는 경우에는 qPCR이 좋은 선택이 될 수 있습니다. 그 외에는 NGS가 요구 사항에 적합할 가능성이 더 높습니다. 여러 샘플 전체에 걸쳐서 여러 유전자의 시퀀스를 동시에 분석할 수 있는 표적 NGS 방법을 사용하면 기존의 반복적인 방법에 비해 시간과 리소스를 아낄 수 있습니다. 또한 NGS는 발견 역량이 더 높으므로 새로운 변이의 검출 가능성이 높습니다.

표적 재시퀀싱 가이드

qPCR 및 기타 기존 방법과 비교하여, 표적 NGS를 통해서 어떤 식으로 통찰을 얻고, 시간을 절약하며, 결과에 대한 확신을 높일 수 있는지 알아보세요.

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qPCR 유전형 분석(genotyping) 접근법이 'hit-and-miss (복불복)'의 결과를 내므로, 연구자들은 유전체의 더 많은 부분을 검사할 수 있는 NGS로 접근법을 전환했습니다.

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참고 문헌
  1. Ozsolak F, Milos PM. RNA-Sequencing: advances, challenges and opportunities. Nat Rev Genet. 2011;12:87-98.
  2. Wang Z, Gerstein M, Snyder M. RNA-Seq: a revolutionary tool for transcriptomics. Nat Rev Genet. 2009;10:57-63.