셀레믹스의 Long Read 기반 시퀀싱 솔루션: ONT 플랫폼 적용 사례
ONT Long Read 시퀀싱 기술 소개
ONT 시퀀싱 플랫폼(Oxford Nanopore Technologies, ONT)은 DNA 분자가 나노 크기의 포어(nanopore)를 통과할 때 발생하는 전류 변화(signal)를 직접 측정하여 염기서열을 판독하는 기술입니다. 이 기술의 가장 큰 장점은 DNA 증폭 과정 없이 서열 분석이 가능하다는 점이며, 수 kb에서 수십 kb에 이르는 매우 긴 리드를 생성할 수 있다는 것입니다. 이러한 긴 리드 생성 능력은 short read 기반 분석으로는 해석하기 어려운 복잡한 유전체 구조를 명확하게 파악하는 데 큰 역할을 합니다. 또한 ONT는 실시간 데이터 획득, 단순한 장비 구성, 유연한 실험 워크플로우 등도 강점으로 가지고 있습니다.
셀레믹스의 Long Read 플랫폼용 솔루션 개발
셀레믹스는 그동안 short read 시퀀싱 기반의 NGS를 위한 다양한 라이브러리 제작 및 타깃 포획 제품을 제공해 왔습니다. 최근에는 Long read sequencing 플랫폼에 최적화된 라이브러리 제작 키트(Library Preparation kit)와 타깃 포획 키트(Target Enrichment kit)를 새롭게 개발·출시했습니다. 이 제품들은 기존 short read 제품군에서 검증된 셀레믹스의 하이브리드 캡처 기술과 프로브 설계 역량을 기반으로 하며, ONT 플랫폼에서 효율적으로 작동하도록 추가적인 최적화 과정을 거쳤습니다. 그 결과 long read 기반의 워크플로우에서도 안정적인 타깃 포획 및 증폭이 가능합니다.
Long Read 시퀀싱의 필요성
Short read 시퀀싱 플랫폼은 높은 정확도와 대규모 병렬 분석이 가능하다는 장점이 있으나, 짧은 리드 길이로 인해 구조적 변이(Structural variation), 반복 서열, 고유사성 구간 분석에 한계가 있습니다.
반면 ONT long read는 하나의 리드로 넓은 범위를 커버할 수 있어 삽입·결실·역위와 같은 대규모 변이를 직접(direct) 확인할 수 있습니다. 또한 유사 서열이 많은 영역에서도 리드 길이의 이점 덕분에 동일하거나 비슷한 서열을 가진 유전자들 사이를 보다 정확히 구분할 수 있습니다.
Hybridization 기반 타깃 포획에서 Long Read의 장점
Hybridization 기반 타깃 캡처 시퀀싱에서 long read 기반 접근은 short read 시퀀싱에서 포획이 어려웠던 hard-to-capture region의 커버리지를 개선하는 데 도움이 됩니다.
long read는 길이가 길기 때문에 해당 구간의 인접 영역을 통해 간접적으로 포획될 가능성이 높아집니다. 그 결과 타깃 영역 전반의 커버리지가 향상되며, 변이 검출 정확도와 재현성도 크게 개선됩니다.
따라서 ONT 기반 long read 시퀀싱은 복잡한 유전체 구조 분석뿐 아니라 표적 시퀀싱(Targeted Sequencing) 에서도 안정적이고 정밀한 해석을 제공합니다.
Long Read 기반 타깃 시퀀싱의 활용 분야
이러한 특성은 다양한 타깃 시퀀싱 연구에 적용할 수 있습니다.
- 전 엑솜 시퀀싱(Whole Exome Sequencing, WES) 과 같이 광범위한 유전자 영역을 분석하는 대규모 패널 연구
- 약물유전체학(Pharmacogenomics, PGx) 처럼 pseudogene 존재 및 CNV가 빈번하여 정확한 분석이 어려운 유전자 연구
위와 같은 분야에서 long read 시퀀싱은 구조적 정보와 반복 서열 해석에서 특히 강점을 제공합니다.
ONT 데이터 예시 1: CYP2D6 유전자 전체 영역 Coverage
인접한 pseudogene(CYP2D7P, CYP2D8P)과 높은 유사성을 가지는 CYP2D6 유전자에 대해 ONT long read 기반 분석에서 전 구간에 걸쳐 안정적인 커버리지를 확보했습니다.
ONT 데이터 예시 2: Hard-to-Capture SNP Marker Coverage 개선
Short read 기반 분석에서 포획이 어려웠던 특정 SNP 마커 주변 영역이 ONT long read 기반 분석에서는 연속적으로 커버되며 coverage가 크게 개선된 것이 확인되었습니다.
Conclusion
셀레믹스의 Long Read 기반 시퀀싱 솔루션은 ONT 플랫폼에 최적화된 기술을 통해 복잡한 유전체 영역을 보다 정밀하게 분석하고, 기존 short read 기반 접근에서 포획이 어려웠던 영역에서도 향상된 커버리지를 제공합니다. 또한 WES 및 PGx와 같은 다양한 응용 분야에서 변이 검출의 정확도와 신뢰성을 높여 줍니다. ONT 플랫폼의 활용이 확대되고 있는 현재, 이러한 기술적 강점은 Long Read 기반 타깃 시퀀싱 워크플로우에서 더욱 강력한 이점을 제공합니다.
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