Genome Sequencer 20 System

Roches와 454 Life sciences라는 연구소에서 개발한 high throughput sequencer

업체에 따르면 20 million bases를 한번의 운전 (4.5h)으로 읽을 수 있으며, DNA에서 sequence를 얻는데 걸리는 총 시간이 4일 밖에 걸리지 않는다고 한다.

기존의 364 well sequencer가 600bp의 sequence를 읽는다면 한번의 운전으로 약 200,000 bp을 읽는데 이 것의 10배 수준이다.

뿐만 아니라 기존의 Sanger methods로 읽기 위해서 해 주어야 하는 shotgun fragmentation과 cloning, colony picking, DNA purification 등등의 과정이 생략될 수 있기 때문에 비용과 시간을 엄청나게 단축할 수 있다. 100배 이상이라고 한다.

한번에 읽는 base의 길이가 100bp 정도로 짧기 때문에 반복되는 sequence를 읽는데 한계가 있다고 한다.

하지만 그 쓰임새는 무궁무궁 할것으로 생각된다.

원리

sequencing 단계는 4단계로 이루어져 있으며, 각각의 단계마다 최신의 기술들이 사용되어서 놀라운 양의 seqeuencing을 한꺼번에 수행할 수 있다.

1. DNA library preparation and titration

   • single stranded template DNA 조각의 양쪽에 각각 다른 adapter를 ligation

2. emPCR

   • bead에 부착시킨 후 water-in-oil microbioreator에서 PCR을 수행하여 purified single DNA 가닥을 bead 상에서 증폭

3. Sequencing

   • PicoTiterPlate에 각각의 bead가 하나씩 들어가게 한 후 각각의 well에서 DNA elongation 반응을 시키면서 pyrosequencing의 원리를 이용하여 sequence를 읽음

4. Data output

   • 각 well당 평균 100 bps 정도를 읽으며 20Mb 이상을 읽을 수 있음. 제공되는 software가 mapping이나 contigs assembly 등을 수행

자세한 것은 홈페이지와 관련 논문을 참조

홈페이지https://www.roche-applied-science.com/sis/sequencing/genome/index.jsp

관련논문:sciencehttp://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/pdf/nature03959.pdf

현재 Macrogen에서 이 기계를 이용한 sequencing survice를 하고 있다. http://www.macrogen.co.kr

소감

미국 NIH에서는 "Revolutionary Genome Sequencing Technologies" program을 통하여 2009년까지 10만달러짜리 genome, 2014년까지 1000달러짜리 genome의 달성을 목표로 하고 있다. 이 기술도 이러한 과정에서 개발된 연구라고 할 수 있으며 이외에도 sequencing 비용과 시간을 좀 더 줄일 수 있는 또 다른 방법들이 연구되고 있다.

이러한 추세라면 whole genome sequencing의 비용과 시간은 지금과는 비교할 수 없을 정도로 낮아지게 될것이다.이런 상황에서 연구자로서 무엇을 어떻게 대비해야 할 것인지? Bioinformatics를 하려는 이유도 이러한 엄청난 data를 다룰 수 있는 사람이 되고자 하는 것이데...