PUBLICATION
지난 10월 휴스턴에서 개최된 American Society of Human Genetics annual meeting에서 발표된 내용을 소개드립니다. 이번 ASHG에서 PacBio는 연구자분들의 실제 연구 사례를 소개하는 workshop과 Sequel II 활용사례를 살펴본 CoLab talk session을 진행하였습니다.
PACBIO ASHG WORKSHOP
Accurate and Affordable Long-Read Sequencing of Human Genomes on the Sequel II System
Sequence with Confidence - A New Era of Highly Accurate Long-read Sequencing
Emily Hatas, M.B.A., PacBio
PacBio의 Emily Hatas는 SMRT Sequencing의 올 한해 업데이트에 대하여 발표하였습니다. SMRT sequencing의 지속적인 발전으로, Sequel II는 처음 출시된 모델에 비해 100배의 read 길이와 10,000배의 throughput을 보이고 있으며, 연구자들의 실제 data를 살펴보면, SMRT cell 당 평균 160 Gb로 Sequel 시스템에 비해 10배 이상의 data 산출량을 확인할 수 있다고 전했습니다.
본 프레젠테이션은 아래와 같이 Human genome analysis application에 집중하여 소개드리고 있습니다.
* Population studies
: CLR (continuous long read) sequencing을 이용한 대용량 구조변이 분석
* Disease research
: 하나의 molecule에서 여러개의 read를 생성하여 정확도를 높인 HiFi sequencing을 이용한 Comprehensive variant detection
* De novo assembly of reference genome
: HiFi sequencing data로 정확도는 높아지고 분석시간을 반으로 줄이면서 더 작은 파일들을 생성할 수 있습니다.
Long Read Sequencing for Disease Genome Analysis: Our Experiences
Naomichi Matsumoto, M.D., Ph.D., Yokohama City University
Yokohama City University의 Naomichi Matsumoto박사는 SMRT sequencing을 활용한 mendelian disease 연구를 주제로 두 남매에서 근육간대경련 뇌전증(myoclonic epilepsy)과 관련된 12.4kb의 repetitive, GC-rich 구조 변이를 발견한 사례를 소개하였습니다.
또한 반복영역을 분석할 수 있는 새로운 분석시스템과 SMRT sequencing을 활용하여 반복영역의 확장으로 인한 신경학적 질병을 보다 잘 이해할 수 있음을 건강한 사람(짧은 반복영역)과 병증을 보이는 환자(보다 긴 반복영역)에서 나타나는 반복영역의 차이를 예시로 설명하였습니다.
Long Read Sequencing in Oncology and Population Research: Perspectives and Opportunities
Shawn Levy, Ph.D., HudsonAlpha Institute for Biotechnology
Shawn Levy 박사와 연구팀은 Sequel II 얼리 억세스 프로그램을 통해 진행한 연구를 발표하였습니다.
HiFi method는 하나의 molecule을 여러번 읽어 read의 정확도를 높이는 방법으로, 해당 연구의 데이터에서도 yield와 시간당 output이 향상된 것을 확인할 수 있었습니다. Iso-seq data에서 확연한 yield 향상을 볼 수 있었으며, FFPE 샘플에서 갓 생성된 data도 공개하였습니다. 암에서 나타나는 복합재배열(complex rearrangements)를 분석하거나 상동영역과 연관된 targeted sequencing에서의 활용도 확인하실 수 있습니다. 앞으로 이곳에서는 구조변이를 찾는 All of US research program의 일환으로 7000개의 genome으로 long read whole genome sequencing을 진행할 예정입니다.
PacBio CoLab Theater Talk Session
Structural Variation & whole Transcriptome sequencing in Sequel II system
CoLab talk session에서는 Sequel II system을 구조 변이분석 (Structural Variant detection)과 전장전사체 염기서열분석(Whole transcriptome sequencing)에 어떻게 활용할 수 있는지 구체적으로 소개하였습니다.
SV analysis by Aron Wenger
Aron Wenger는 SV analysis에 대하여 발표하였습니다. POC (Proof of Concept)에서 개별 희귀 질병 연구와 미국에서 진행되고 있는 All of US research program 혹은 유럽에서 진행되고 있는 SOLVE-RD 같은 대규모 코호트 연구에서의 단일염기 변이 (single nucleotide variants)분석에 대해서 전반적인 내용을 설명하면서 SMRT sequencing에서 확인할 수 있는 다양한 SV 타입 (삽입, 결실, 전좌, 역위)과 하나의 SMRT cell 8M으로 2개의 인체샘플에서 구조변이를 확인할 수 있음을 강조하였습니다.
Iso-seq method for full-length transcript sequencing by Elizabeth Tseng
Elizabeth Tseng은 분석툴에 의한 isoform assembly 과정없이, 참조 게놈 없이도 직접적인 ORF 예측을 가능하게 하는 Iso-Seq 방식에 대해 언급하였습니다. Iso-seq express kit를 이용하여 total RNA 60ng에서 신뢰할 수 있는 결과를 얻은 연구사례를 소개하였습니다. 알츠하이머의 뇌 Iso-Seq data set를 사용하여 SMRT 시퀀싱을 이용한 full-length isoform 검출에 대한 종합적이고 매우 정확한 결과를 보여주며, Iso-seq 방식으로 분석 보고된 전사체의 99% 이상이 정확하다고 덧붙였습니다. 또한 DropSeq 또는 10x genomics workflow와 병행한 사례를 들어 단일 세포 Iso-Seq 실험도 소개하였으며, Iso-Seq 분석을 통해 희귀질병을 연구하거나 암 융합 유전자의 특징을 확인하는 방법에 대해 언급하였습니다.
