롱 리드 시퀀싱 기술
롱 리드로 복잡한 유전체 영역에 대한 심층적인 통찰력
롱 리드 시퀀싱(Long-read sequencing) 기술은 매우 반복적이고 상동성이 높은 영역과 같이 다루기 까다로운 유전체 영역을 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.
롱 리드 시퀀싱이란 무엇인가?
롱 리드 시퀀싱은 기존의 쇼트 리드 시퀀싱(short-read sequencing) 방법보다 훨씬 더 긴 DNA 절편의 시퀀싱을 가능케 하는 DNA 시퀀싱 접근법입니다. 쇼트 리드로 대부분의 유전자 변이를 포착할 수 있지만 롱 리드 시퀀싱을 사용하면 쇼트 리드로 검출하기 어려운 유전체의 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 시퀀싱의 장점
롱 리드 시퀀싱 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 기술 혁신
우리는 플로우 셀 라이브러리 프렙 및 클러스터 근접 정보를 포함한 표준 쇼트 리드를 가능하게 하는 매우 단순화된 NGS 워크플로우를 사용하는 constellation 매핑된 리드 기술을 비롯한 다양한 혁신을 개발하고 있습니다.
혁신 로드맵 보기
Illumina Complete Long Read 기술 소개
- 일부 리드가 > 10 kb인 5~7 kb의 N50으로 연속 롱 리드 시퀀스를 생성합니다.
- 모든 NovaSeq 시스템과 호환되는 능률적이고 강력하며 비용 효과적인 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-marked’ 패턴으로 표시되고 증폭됩니다. 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 시퀀싱 기술은 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 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.