3세대 NGS (Next Generation Sequencing) - 퍼시픽바이오, 옥스포드나노포어 원리

 

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NGS (Next Generation Sequencing)는 Sanger sequencing을 잇는 DNA 염기서열 분석법으로, 현재는 대부분 NGS를 주력으로 시퀀싱이 이루어진다.

NGS는 이름에 차세대라는 단어가 들어가지만 벌써 그 안에서 1세대, 2세대를 거쳐 3세대까지 나온 기술이다. 무조건 3세대가 좋은 것은 아니라서 2세대와 3세대가 상황에 따라 달리 쓰이고 있다. NGS를 이용한 시퀀싱은 돈을 아끼기 위해 사람 손으로 할 수 있는 실험이 아니므로 반드시 NGS 기계를 사용해야 한다. 그렇기 때문에 실험 기법을 고르듯 NGS 기계 생산업체를 골라 실험을 진행해야 한다.

3세대 NGS 기계로 대표적인 회사는 퍼시픽 바이오사이언스 (Pacific Biosciences)와 옥스포드 나노포어 (Oxford Nanopore)이다.

 

 

* 본 글을 읽으면서 궁금해할 수 있는 용어들의 뜻을 간략히 정리해놓았다.
대략만이라도 읽는 게 이해에 도움이 될 수 있을 것 같아 링크를 걸어놓았다.

2021.09.28 - [Biological Knowledge] - NGS 관련 용어 뜻 정리

NGS 관련 용어 뜻 정리

 

 

 

퍼시픽 바이오사이언스 (Pacific Biosciences)

 

퍼시픽바이오사이언스(Pacific Biosciences) 사는 SMRT(Single Molecule, Real-Time) 기술을 이용하고 있으며, 이는 긴 샘플 DNA를 PCR 증폭 없이 그대로 장비의 작은 구멍에 하나씩 넣어서 실시간으로 DNA 염기서열을 분석하는 방식이다. 장비의 작은 구멍의 바닥에는 각각 DNA 중합효소가 부착되어 있으며 각기 다른 형광이 부착된 dATP, dCTP, dTTP 및 dGTP 염기를 샘플 DNA와 함께 넣어 주면 상보적인 염기가 삽입될 때마다 발생하는 반응을 형광 강도 변화로 검출하여 실시간으로 염기서열을 측정하는 방식이다. 현재는 새로운 세대인 Sequel 장비가 출시되어 있다.

 

출처: 식품의약품안전평가원

 

 

옥스포드 나노포어 (Oxford Nanopore)

 

옥스포드나노포어(Oxford Nanopore) 사의 기술은 나노 크기(nano-scale)의 구멍(pore)에 한 가닥의 DNA가 통과하면서 발생하는 각 염기서열에 따른 전위 변화를 분석하는 방식이다. DNA와 효소가 결합된 복합체는 얇은 막 위에 있는 모터 단백질(motor protein)에 붙고 외핵산분해효소(exonuclease)가 이중나선 (double-stranded) 구조의 DNA 끝에 결합하여 단일가닥(single-strand) DNA를 만들어내고, 만들어진 단일가닥 DNA는 막 단백질의 구멍을 통과하면서 전기신호를 발생하게 되어 이를 칩에서 측정을 하여 염기서열을 판독하는 장비이다. 옥스포드나노포어 사에서는 장비가 따로 없이 칩(chip)만 판매하고 있으며, 이 칩을 USB 포트를 이용하여 전용 소프트웨어가 설치된 컴퓨터에 연결하면 컴퓨터에서 직접 데이터를 수집하고 기록하는 방식으로 되어 있다.

 

출처: 식품의약품안전평가원

 

 

 

 

 

 

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