DNA 시퀀싱
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1. 개요
DNA 시퀀싱은 DNA의 뉴클레오티드 서열을 결정하는 기술이다. 1953년 DNA 이중 나선 구조가 발견된 이후, 1970년대에 초기 시퀀싱 방법이 개발되었고, 1977년 프레더릭 생어와 월터 길버트가 각기 다른 시퀀싱 방법을 발표하여 노벨 화학상을 수상했다. 1980년대에는 자동 DNA 시퀀서가 개발되었고, 2000년대 이후 고처리량 시퀀싱 기술이 발전하여 대량의 DNA 서열을 빠르게 분석할 수 있게 되었다. DNA 시퀀싱은 분자생물학, 진화생물학, 메타게놈학, 바이러스학, 의학, 법의학 등 다양한 분야에서 활용되며, 유전 질환 진단, 항생제 내성 검사, 법의학적 신원 확인 등에 기여한다. 그러나 개인 유전 정보의 소유권, 데이터 보안, 차별 문제 등 윤리적인 문제도 제기되고 있다.
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| DNA 시퀀싱 | |
|---|---|
| DNA 시퀀싱 | |
 | |
| 설명 | DNA의 핵산 서열을 결정하는 과정 |
| 다른 이름 | DNA 염기서열 분석 |
| 방법 | |
| 초기 방법 | 막심-길버트 시퀀싱 생어 시퀀싱 |
| 차세대 시퀀싱 (NGS) | 대규모 병렬 시퀀싱 빠른 시퀀싱 속도 높은 처리량 |
| 세대별 시퀀싱 기술 | 1세대: 생어 시퀀싱 2세대: NGS (Illumina, Ion Torrent) 3세대: 단분자 실시간 시퀀싱 (PacBio, Oxford Nanopore) |
| 나노포어 시퀀싱 | 실시간 단일 분자 시퀀싱 긴 판독 길이 |
| 응용 | |
| 생물학 연구 | 유전자 기능 연구 진화 연구 종 식별 유전체 연구 |
| 의학 | 질병 진단 개인 맞춤 의학 약물 반응 예측 암 연구 |
| 농업 | 작물 품종 개량 가축 질병 진단 |
| 기술 | |
| 모세관 전기 영동 | 생어 시퀀싱에 사용 |
| 단편 시퀀싱 | 짧은 DNA 조각 시퀀싱 |
| 페어드 엔드 시퀀싱 | DNA 조각의 양쪽 끝 시퀀싱 |
| 메타지노믹스 | 환경 샘플의 전체 유전체 시퀀싱 |
| 단일 세포 시퀀싱 | 개별 세포의 유전체 시퀀싱 |
| 관련 기술 | |
| PCR | 중합 효소 연쇄 반응 |
| 크리스퍼 | 크리스퍼 유전자 가위 |
| 기타 | |
| 다크 DNA | 진화에 영향을 줄 수 있는 현상 |
| 마이크로플루이딕 | 액체 방울 기반 미세 유체 기술 |
| 희귀 돌연변이 검출 | 액체 방울 기반 미세 유체 기술 사용 |
2. 역사
DNA 염기서열 분석 기술은 1970년대부터 본격적으로 개발되기 시작하여, 생명 과학 분야에 혁명적인 변화를 가져왔다.
1955년 프레더릭 생어는 인슐린의 모든 아미노산 서열을 완성하면서 단백질 서열 분석의 기초를 마련했다. 이는 단백질이 특정 분자 패턴을 가진 화학적 실체임을 최초로 증명한 것이다. 생어의 연구는 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭 등 X선 결정학자들에게 영감을 주었고, 크릭은 1958년에 DNA 뉴클레오타이드 배열이 단백질의 아미노산 서열을 결정한다는 이론을 발표했다.[27]
1972년에는 재조합 DNA 기술이 개발되어, 박테리오파지나 바이러스 외 다른 DNA 샘플도 시퀀싱할 수 있게 되었다.
주요 DNA 시퀀싱 기술 개발 연대표는 다음과 같다.
| 연도 | 내용 |
|---|---|
| 1977년 | 박테리오파지 φX174의 전체 게놈이 최초로 완전히 해독됨[40] |
| 1977년 | 앨런 맥섬과 월터 길버트가 "화학적 분해에 의한 DNA 시퀀싱"(화학적 분해법) 발표[55][38], 프레더릭 생어가 "효소적 합성에 의한 DNA 시퀀싱"(효소법) 발표[57] |
| 1980년 | 생어와 길버트, 노벨 화학상 수상 |
| 1986년 | 캘리포니아 공과대학교 리로이 후드 연구실, 반자동 DNA 시퀀서 발표[44] |
| 1987년 | 애플라이드 바이오시스템즈, 세계 최초 자동 DNA 시퀀서 ABI 370 출시 |
| 1995년 | Richard Mathies 등, 형광 색소 이용 시퀀싱 기술 발표 |
| 1998년 | 워싱턴 대학 Phil Green과 Brent Ewing, 서열 분석 소프트웨어 phred 발표[52] |
2. 1. DNA 구조와 기능의 발견
프리드리히 미셔는 1869년에 데옥시리보핵산(DNA)를 처음 발견하고 분리했지만, 단백질이 유전 정보를 담고 있다는 생각 때문에 수십 년 동안 DNA 연구는 활발하지 않았다. 1944년 오스왈드 에이버리, 콜린 맥로드, 맥클린 매카시의 실험을 통해 순수한 DNA가 박테리아의 종류를 변화시킬 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 이는 DNA가 세포의 특성을 바꿀 수 있음을 처음으로 보여준 사례였다.1953년 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 로절린드 프랭클린의 X선 결정학 연구를 바탕으로 DNA의 이중나선 모델을 제시했다. 이 모델에 따르면 DNA는 서로 꼬인 두 가닥의 뉴클레오타이드로 구성되며, 수소 결합으로 연결되어 반대 방향으로 진행된다. 각 가닥은 아데닌(A), 시토신(C), 구아닌(G), 티민(T)의 네 가지 상보적인 뉴클레오타이드로 구성되며, 한 가닥의 A는 항상 다른 가닥의 T와 짝을 이루고, C는 항상 G와 짝을 이룬다. 왓슨과 크릭은 이러한 구조를 통해 각 가닥이 다른 가닥을 재구성하는 데 사용될 수 있다고 제안했는데, 이는 세대 간 유전 정보 전달의 핵심 개념이다.[26]
2. 2. 초기 DNA 시퀀싱 방법 개발
1970년 코넬 대학교의 레이 우(Ray Wu)는 위치 특이적 프라이머 신장 전략을 이용한 최초의 DNA 염기서열 결정 방법을 개발했다.[31] DNA 중합효소 촉매 작용과 특정 뉴클레오티드 표지법을 사용하여 람다 파지 DNA의 점착성 말단의 염기서열을 분석했다.[32][33][34] 1970년부터 1973년 사이에 우, R. 파드마나반과 동료들은 합성 위치 특이적 프라이머를 사용하여 어떤 DNA 염기서열이든 결정할 수 있음을 보여주었다.[35][36][37]1977년 프레더릭 생어(Frederick Sanger)는 영국 MRC 센터에서 보다 빠른 DNA 염기서열 분석 방법을 개발했고, "연쇄 종결 억제제를 이용한 DNA 염기서열 분석" 방법을 발표했다.[57] 같은 해 하버드 대학교의 월터 길버트(Walter Gilbert)와 앨런 맥섬(Allan Maxam)도 "화학적 분해에 의한 DNA 염기서열 분석"을 포함한 염기서열 분석 방법을 개발했다.[55][38] 1973년 길버트와 맥섬은 떠돌이 반점 분석이라는 방법을 사용하여 24개의 염기쌍 서열을 보고했다.[39]
1980년대 초, Herbert Pohl과 그의 동료들은 전기영동 중 시퀀싱 반응 혼합물의 DNA 분자를 고정화 매트릭스에 전달하는 비방사성 방법을 개발했다.
2. 3. RNA 시퀀싱
RNA 시퀀싱은 가장 초기의 뉴클레오티드 시퀀싱 방법 중 하나였다. RNA 시퀀싱의 주요 획기적인 성과는 1972년[28]과 1976년[29]에 헨트 대학교(헨트, 벨기에)의 월터 피어스와 그의 동료들이 확인하고 발표한 최초의 완전한 유전자와 박테리오파지 MS2의 완전한 게놈 시퀀스이다. 기존의 RNA 시퀀싱 방법은 시퀀싱해야 하는 cDNA 분자의 생성을 필요로 한다.[30]기존 RNA 시퀀싱 방법은 다음과 같은 몇 가지 단계를 포함한다.
1) '''역전사(Reverse Transcription)''': 첫 번째 단계는 역전사효소라는 효소를 사용하여 RNA 분자를 상보적 DNA(cDNA) 분자로 변환하는 것이다.
2) '''cDNA 합성(cDNA Synthesis)''': 그런 다음 cDNA 분자는 중합효소 연쇄 반응(PCR)이라는 과정을 통해 합성되는데, 이는 cDNA를 증폭하여 여러 사본을 생성한다.
3) '''시퀀싱(Sequencing)''': 증폭된 cDNA는 생거 시퀀싱 또는 막삼-길버트 시퀀싱과 같은 기술을 사용하여 시퀀싱된다.
기존 RNA 시퀀싱 방법에는 여러 가지 한계가 있다. 예를 들어 다음과 같다.
- cDNA 분자 생성이 필요한데, 이는 시간이 많이 걸리고 노동 집약적일 수 있다.
- 오류와 편향이 발생하기 쉽기 때문에 시퀀싱 결과의 정확도에 영향을 미칠 수 있다.
- 희귀하거나 풍부하지 않은 전사체를 검출하는 능력이 제한적이다.
최근 몇 년 동안 RNA 시퀀싱 기술의 발전으로 이러한 한계점 중 일부가 해결되었다. 차세대 시퀀싱(NGS) 및 단일 분자 실시간 시퀀싱(SMRT)과 같은 새로운 방법을 통해 더 빠르고, 더 정확하며, 더 경제적인 RNA 분자 시퀀싱이 가능해졌다. 이러한 발전은 유전자 발현 연구, 새로운 유전자 확인 및 유전자 발현 조절 이해에 대한 새로운 가능성을 열었다.
2. 4. 전체 게놈 시퀀싱
최초로 전체 DNA 게놈 시퀀싱이 완료된 것은 1977년 박테리오파지 φX174였다.[40] 1984년 영국 의학연구위원회 과학자들은 에프스타인-바 바이러스(Epstein-Barr virus)의 완전한 DNA 서열을 해독하여 172,282개의 뉴클레오티드가 포함되어 있음을 밝혔다. 이는 바이러스의 사전 유전자 프로파일 지식 없이 달성되었다는 점에서 DNA 시퀀싱의 중요한 전환점이 되었다.[41][37]
1980년대 초, Herbert Pohl과 그의 동료들은 전기영동 중 시퀀싱 반응 혼합물의 DNA 분자를 고정화 매트릭스에 전달하는 비방사성 방법을 개발했다.[42][43] 이후 GATC 바이오테크(GATC Biotech)에서 DNA 시퀀서 "Direct-Blotting-Electrophoresis-System GATC 1500"을 상용화하여 EU 게놈 시퀀싱 프로그램의 틀 안에서 집중적으로 사용되었고, 효모 ''빵효모(Saccharomyces cerevisiae)'' 염색체 II의 완전한 DNA 서열이 밝혀졌다.[1] 캘리포니아 공과대학교(California Institute of Technology)의 Leroy E. Hood 연구실은 1986년 최초의 반자동 DNA 시퀀싱 기계를 발표했다.[44] 이어서 애플라이드 바이오시스템즈(Applied Biosystems)가 1987년 최초의 완전 자동 시퀀싱 기계인 ABI 370을 출시했고, 뒤이어 듀폰의 제네시스 2000[45]이 새로운 형광 표지 기술을 사용하여 네 가지 디데옥시뉴클레오티드를 단일 레인에서 모두 확인할 수 있게 했다. 1990년까지 미국 국립보건원(NIH)은 ''마이코플라즈마 카프리콜룸(Mycoplasma capricolum)'', ''대장균(Escherichia coli)'', ''예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)'', 그리고 ''빵효모(Saccharomyces cerevisiae)''에 대한 대규모 시퀀싱 시험을 염기당 0.75USD의 비용으로 시작했다. 한편, 크레이그 벤터(Craig Venter)의 연구실에서는 인간 cDNA 서열인 발현 서열 태그(expressed sequence tag)의 시퀀싱을 시작하여 인간 게놈의 코딩 부분을 포착하려고 시도했다.[46] 1995년, 벤터, 해밀턴 오. 스미스(Hamilton O. Smith), 그리고 게놈 연구소(TIGR)의 동료들은 자유생활 유기체인 박테리아 ''인플루엔자균(Haemophilus influenzae)''의 최초의 완전한 게놈을 발표했다. 원형 염색체는 1,830,137개의 염기를 포함하고 있으며, ''Science'' 저널에 발표[47]된 것은 전장 게놈 샷건 시퀀싱의 최초의 발표된 사용을 의미하며, 초기 매핑 작업의 필요성을 없애주었다.
2001년까지 샷건 시퀀싱 방법을 사용하여 인간 게놈의 초안 서열이 생성되었다.
2. 5. 고처리량 시퀀싱 (HTS) 방법 개발
1990년대 중반에서 후반에 걸쳐 DNA 시퀀싱을 위한 여러 새로운 방법들이 개발되었고, 2000년까지 상업용 DNA 시퀀서에 도입되었다. 이러한 방법들은 이전의 생거 시퀀싱과 구분하기 위해 "차세대" 또는 "2세대" 시퀀싱(NGS) 방법으로 불렸다. 1세대 시퀀싱과 달리, NGS 기술은 일반적으로 매우 확장성이 높아 전체 게놈을 한 번에 시퀀싱할 수 있다는 특징이 있다.
1990년 10월 26일, 로저 첸(Roger Tsien) 등은 DNA 어레이(블롯 및 단일 DNA 분자)에서 제거 가능한 3' 블로커를 사용한 단계별("베이스 바이 베이스") 시퀀싱을 설명하는 특허를 출원했다.[49]
1996년, 스톡홀름의 왕립 공과대학에서 팔 뉘렌(Pål Nyrén)과 그의 제자 모스타파 로나기(Mostafa Ronaghi)는 파이로시퀀싱 방법을 발표했다.[50]
1997년 4월 1일, 파스칼 마이어(Pascal Mayer)와 로랑 파리넬리(Laurent Farinelli)는 세계지식재산기구에 DNA 콜로니 시퀀싱을 설명하는 특허를 제출했다.[51] 이 특허에 설명된 DNA 샘플 준비 및 무작위 표면-중합효소 연쇄 반응(PCR) 어레이링 방법은 로저 첸 등의 "베이스 바이 베이스" 시퀀싱 방법과 결합하여 현재 일루미나의 Hi-Seq 게놈 시퀀서에 구현되어 있다.
1998년, 워싱턴 대학교의 필 그린(Phil Green)과 브렌트 이윙(Brent Ewing)은 시퀀서 데이터 분석을 위한 phred 품질 점수를 설명했는데,[52] 이는 널리 채택된 획기적인 분석 기술이며, 여전히 시퀀싱 플랫폼의 정확도를 평가하는 가장 일반적인 척도이다.[53]
2000년, 링크스 테라퓨틱스(Lynx Therapeutics)는 대규모 병렬 시그니처 시퀀싱(MPSS)을 발표하고 판매했다. 이 방법은 병렬화된 어댑터/리가아제 매개 비드 기반 시퀀싱 기술을 통합했으며, 독립적인 연구실에 DNA 시퀀서가 판매되지 않았지만 최초의 상업적으로 이용 가능한 "차세대" 시퀀싱 방법으로 자리 잡았다.[54]
3. 시퀀싱 방법
앨런 맥섬(Allan Maxam)과 월터 길버트(Walter Gilbert)의 막삼-길버트 시퀀싱, 프레더릭 생어(Frederick Sanger)의 사슬 종결법은 초기 DNA 시퀀싱 방법이다. 막삼-길버트 시퀀싱은 화학적 변형을 이용하나 방사성 표지 및 기술적 복잡성으로 현재는 거의 사용되지 않는다.[55] 사슬 종결법은 특수 변형된 뉴클레오타이드(ddNTP)를 사용, DNA 복제를 중단시키는 방식으로, 1세대 DNA 시퀀서의 기반 기술이 되었다.[57][58]
2000년대 후반부터는 DNA 중합효소가 뉴클레오타이드를 DNA 사슬에 추가할 때 신호를 감지하여 염기 서열을 결정하는 합성에 의한 시퀀싱(Sequencing by synthesis, SBS)이 널리 사용된다.[60][61] 이 방법은 대규모 병렬 시퀀싱 장비에 적용, 시퀀싱 비용을 획기적으로 낮췄다.[59]
3. 1. 기본 방법
DNA 시퀀싱의 기본 방법에는 앨런 맥섬(Allan Maxam)과 월터 길버트(Walter Gilbert)가 개발한 막삼-길버트 시퀀싱과 프레더릭 생어(Frederick Sanger)가 개발한 사슬 종결법이 있다.막삼-길버트 시퀀싱은 DNA의 화학적 변형을 통해 특정 염기에서 절단을 유도하는 방식이다. 하지만 방사성 표지와 기술적 복잡성 때문에 현재는 거의 사용되지 않는다.
반면 사슬 종결법은 특수하게 변형된 뉴클레오타이드(ddNTP)를 사용하여 DNA 복제를 중단시키는 방식이다. 이 방법은 상대적으로 간편하고 신뢰성이 높아 1980년대부터 2000년대 중반까지 널리 사용되었으며, 1세대 DNA 시퀀서의 기반 기술이 되었다.
현재 주류가 되는 방법은 염기 의존적으로 DNA 절편을 생성하고, 그 길이를 비교하여 염기 순서를 파악하는 것이다. 예를 들어, 특정 염기에서 절단된 DNA 조각들의 길이를 비교하면 원래 DNA의 염기 서열을 알아낼 수 있다.
최근에는 합성에 의한 시퀀싱(Sequencing by synthesis, SBS)이라는 새로운 방식이 주목받고 있다. 이 방법은 DNA 중합효소가 새로운 뉴클레오타이드를 DNA 사슬에 추가할 때 발생하는 신호를 감지하여 염기 서열을 결정한다.
3. 1. 1. 막삼-길버트 시퀀싱
앨런 맥섬(Allan Maxam)과 월터 길버트(Walter Gilbert)가 1977년에 발표한 DNA 시퀀싱 방법이다.[55] 화학적 시퀀싱으로도 알려져 있으며, DNA의 화학적 변형과 특정 염기에 대한 후속 절단을 기반으로 한다. 이 방법은 추가적인 클로닝 없이 정제된 이중 가닥 DNA 샘플을 사용할 수 있게 했다. 그러나 방사성 표지와 기술적 복잡성 때문에 샌거 방법이 개선된 후에는 널리 사용되지 않았다.[55]맥섬-길버트 시퀀싱은 DNA의 한쪽 5' 말단에 방사성 표지를 하고, 시퀀싱할 DNA 조각을 정제해야 한다. 화학적 처리를 통해 네 가지 반응(G, A+G, C, C+T) 각각에서 네 가지 뉴클레오타이드 염기 중 하나 또는 두 개의 작은 비율에서 절단이 발생한다. 변형 화학 물질의 농도는 평균적으로 DNA 분자당 하나의 변형을 도입하도록 조절된다. 따라서 방사성 표지된 말단부터 각 분자의 첫 번째 "절단" 부위까지 일련의 표지된 조각이 생성된다.
네 가지 반응의 조각들은 크기 분리를 위해 변성 아크릴아마이드 젤에서 나란히 전기영동된다. 조각을 시각화하기 위해 젤을 X선 필름에 노출하여 오토라디오그래피를 수행하면 각각 방사성 표지된 DNA 조각에 해당하는 일련의 어두운 밴드가 생성되며, 이를 통해 시퀀스를 추론할 수 있다.[55]
예를 들어, 위 표와 같이 4종류의 염기에 대응하여 샘플을 한 번씩 절단했을 때, 오른쪽 표와 같은 길이의 절편이 생겼다고 가정해 보자. 이 경우, 절편 길이가 짧은 쪽부터 나열하면 GTCTGAAACATGATT가 되는데, 이것이 원래 DNA의 염기 배열임을 알 수 있다.
이 방법은 2023년 현재 대부분 사용되지 않는다.[56]
3. 1. 2. 사슬 종결법 (생어 시퀀싱)
사슬 종결법은 1977년 프레더릭 생어(Frederick Sanger)와 그의 동료들이 개발하였으며, 비교적 간편하고 신뢰성이 높아 곧 표준 방법이 되었다.[57][58] 개발 당시 사슬 종결법은 막삼-길버트 방법보다 독성 화학 물질과 방사성 물질 사용량이 적었다. 상대적으로 간편하여 생어 방법은 곧 자동화되었고, 1세대 DNA 시퀀서에 사용된 방법이었다.생어 시퀀싱은 1980년대부터 2000년대 중반까지 널리 사용되었다. 이 기간 동안 형광 표지, 모세관 전기영동, 전반적인 자동화와 같은 기술적 발전이 이루어졌다. 이러한 발전은 훨씬 효율적인 시퀀싱을 가능하게 하여 비용을 절감했다. 대량 생산 형태의 생어 방법은 2001년 최초의 인간 게놈을 생성한 기술이며, 게놈학의 시대를 열었다.[59]
현재 주류가 되고 있는 것은 염기 의존적으로 DNA 절편을 생성하고, 그 길이를 비교하여 염기 순서를 파악하는 방법이다. 예를 들어 4종류의 염기에 대응하여 샘플을 한 번씩 절단한 결과, 오른쪽 표와 같은 길이의 절편이 생겼다고 하자. 이 경우, 절편 길이가 짧은 쪽부터 나열한 GTCTGAAACATGATT가 원래 DNA의 염기 배열이었다는 것을 알 수 있다.
DNA 단편의 길이를 확인하기 위해 일반적으로 전기영동법을 이용하여 분리한다. 원래는 슬랩(평판)형 폴리아크릴아마이드 겔 전기영동이 주류였지만, 자동화·고속화의 흐름 속에서 1990년에 캐필러리 전기영동 장치가 등장했고, 21세기를 맞이하면서 주류는 캐필러리 전기영동으로 옮겨갔다. 캐필러리 전기영동의 장점은 지름이 작아(0.1mm 이하) 발열 제어가 용이하고, 고전압으로 전기영동을 할 수 있어 고속·고분해능이 가능하다는 점이다.
이전에는 방사성 표지가 일반적으로 사용되어, 전기영동한 슬랩 겔을 건조시켜 X선 필름을 감광시켜 염기 배열을 읽고 있었지만, 현재 일반적으로 이용되는 것은 형광 표지를 이용한 자동화된 DNA 시퀀서이다. 형광 표지의 결정적인 장점은 4종류의 염기에 대응하는 각각 파장이 다른 형광 색소로 표지할 수 있어, 하나의 배열을 읽는 데 하나의 검출계만으로 충분하다는 점이다. 또한 X선 필름 대신 영상 센서를 사용함으로써 더욱 신속하고 간편하게 이용할 수 있다.
프라이머를 형광 표지하는 방법을 '''다이프라이머법'''(dye-primer)이라고 부른다. 이 방법에서는 프라이머 표지와 터미네이터 종류를 대응시킬 필요가 있어, 반응은 4개로 나누어 실시하고, 그것을 섞어 전기영동하게 된다.
한편, 터미네이터를 형광 표지하는 방법을 '''다이터미네이터법'''(dye-terminator)이라고 부르며, 이것이 현재 주류이다. 이 방법에서는 4종류의 터미네이터가 각각 다른 형광 색소로 표지되어 있기 때문에, 하나의 계에 4종류의 터미네이터를 더하여 반응을 실시하고, 그것을 그대로 전기영동하는 것으로 충분하다. 다이터미네이터에는 큰 형광 발색단이 붙어 있어, 일반적인 디데옥시뉴클레오티드와 비교하여 DNA에 대한 흡수 효율이 주형 배열에 따라 변화하기 쉽다. 과거에는 다이터미네이터가 다이프라이머의 절반 정도 길이밖에 읽을 수 없다고 여겨졌으나, DNA 폴리머라제와 표지 색소 개량으로 크게 개선되어 현재는 1,000염기 정도로 다이프라이머법과 비교해도 손색없는 성능을 보인다.
자동 DNA 시퀀서는 한 번의 운전(런 또는 배치라고도 함)으로 384개의 샘플을 동시에 처리할 수 있으며, 하루에 24회까지 실행할 수 있다. 이러한 시스템에서는 전기영동부터 크로마토그램 출력까지 자동으로 이루어진다. 또한 출력되는 크로마토그램의 양이 많기 때문에, 크로마토그램에서 정확도가 낮은 부분을 제거하는 프로그램도 많이 존재한다.
3. 1. 3. 합성에 의한 시퀀싱 (Sequencing by synthesis, SBS)
DNA 중합효소에 의한 뉴클레오타이드의 삽입을 감지하여 DNA 샘플의 시퀀싱을 결정하는 방법이다. DNA 단일 가닥의 복제본을 합성하기 위해 조작된 중합효소를 사용하고, 각 뉴클레오타이드의 삽입을 모니터링한다. 실시간 합성에 의한 시퀀싱의 원리는 1993년에 처음으로 기술되었으며[60] 몇 년 후 개선된 내용이 발표되었다.[61] SBS의 모든 구현 방식에서 핵심 부분은 매우 유사하며 다음을 포함한다.# DNA 증폭(후속 신호를 증폭하기 위해) 및 시퀀싱할 DNA를 고체 지지체에 부착
# 고체 지지체 상에서 단일 가닥 DNA 생성
# 조작된 중합효소를 사용한 뉴클레오타이드 삽입
# 뉴클레오타이드 삽입의 실시간 검출
3-4단계를 반복하고 4단계에서 얻은 신호로부터 시퀀스를 조립한다. 이 실시간 합성에 의한 시퀀싱 원리는 대규모 병렬 시퀀싱 장비, 454, PacBio, IonTorrent, 일루미나, MGI를 포함한 거의 모든 장비에 사용되어 왔다.
3. 2. 대규모 시퀀싱 및 ''de novo'' 시퀀싱
대규모 시퀀싱은 종종 전체 염색체와 같이 매우 긴 DNA 조각의 시퀀싱을 목표로 한다. 일반적인 방법은 큰 DNA 단편을 제한 효소로 절단하거나 기계적 힘으로 절단하여 더 짧은 DNA 단편으로 만든 후, 클론하여 DNA 벡터에 삽입하고 ''대장균''과 같은 박테리아 숙주에서 증폭하는 것이다. 개별 박테리아 콜로니에서 정제된 짧은 DNA 단편은 개별적으로 시퀀싱되고 전자적으로 조립되어 하나의 긴 연속 시퀀스를 형성한다. 연구에 따르면 크기 선택 단계를 추가하여 균일한 크기의 DNA 단편을 수집하면 시퀀싱 효율과 게놈 어셈블리의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 자동 크기 측정은 수동 젤 크기 측정보다 더 재현 가능하고 정확한 것으로 입증되었다.[62][63][64]"''de novo'' 시퀀싱"은 이전에 알려진 시퀀스가 없는 DNA 시퀀스를 결정하는 데 사용되는 방법을 지칭한다. ''De novo''는 라틴어로 "처음부터"를 의미한다. 조립된 시퀀스의 갭은 프라이머 워킹으로 채울 수 있다. 서로 다른 전략은 속도와 정확도 측면에서 서로 다른 절충안을 가지고 있다. 샷건 시퀀싱은 큰 게놈을 시퀀싱하는 데 자주 사용되지만, 특히 시퀀스 반복으로 인해 게놈 어셈블리에 갭이 발생하는 경우 어셈블리가 복잡하고 어렵다.
대부분의 시퀀싱 방법은 분자 검출 방법이 단일 분자 시퀀싱에 충분히 민감하지 않기 때문에 개별 DNA 분자를 증폭하기 위해 ''in vitro'' 클로닝 단계를 사용한다. 에멀젼 PCR[65]은 오일 상에 있는 수성 방울 내에서 프라이머 코팅된 비드와 함께 개별 DNA 분자를 분리한다. 중합효소 연쇄 반응(PCR)을 통해 각 비드가 DNA 분자의 클론 복사본으로 코팅되고 나중에 시퀀싱을 위해 고정된다. 에멀젼 PCR은 Marguilis 등이 개발한 방법(454 Life Sciences에서 상용화), Shendure와 Porreca 등이 개발한 방법("polony sequencing영어"으로도 알려짐) 및 SOLiD 시퀀싱(에이전코트에서 개발, 나중에 애플라이드 바이오시스템즈, 현재 라이프 테크놀로지스)에 사용된다.[66][67] 에멀젼 PCR은 10x Genomics에서 개발한 GemCode 및 Chromium 플랫폼에도 사용된다.[68]
현재는 100개 이내의 염기만 읽을 수 있지만, 질량 분석법을 이용하여 분리 및 검출할 수도 있다. 극미량도 검출이 가능하며 매우 고속이다. 각 피크의 순서가 염기 순서에, 피크 간의 거리가 각 염기의 분자량에 대응하기 때문에 표지가 필요 없으며, 다이데터미네이터법처럼 한 번의 반응으로 4종류의 염기를 구별할 수 있다. 변형된 염기가 포함되어 있는 경우 효과가 높다.
3. 2. 1. 샷건 시퀀싱
샷건 시퀀싱은 1000개 이상의 염기쌍, 심지어 전체 염색체에 이르는 DNA 서열을 분석하기 위해 고안된 방법이다. 이 방법은 대상 DNA를 무작위 조각으로 분해하고, 연쇄 종결법을 사용하여 개별 조각을 시퀀싱한 후, 겹치는 영역을 기준으로 서열을 재조합한다.[69]
3. 3. 고처리량 시퀀싱 방법
저렴한 시퀀싱에 대한 높은 수요는 시퀀싱 과정을 병렬화하여 수천 또는 수백만 개의 시퀀스를 동시에 생성하는 고처리량 시퀀싱 기술의 개발을 촉진했다.[72][73][74] 고처리량 시퀀싱 기술은 표준 형광 종결제 방법으로 가능한 것보다 DNA 시퀀싱 비용을 낮추도록 고안되었다.[75] 초고처리량 시퀀싱에서는 최대 500,000개의 합성에 의한 시퀀싱 작업을 병렬로 실행할 수 있다.[76][77][78] 이러한 기술을 통해 단 하루 만에 전체 인간 게놈을 시퀀싱할 수 있게 되었다.[79] 2019년 기준 고처리량 시퀀싱 제품 개발의 선두 기업으로는 일루미나, 퀴아젠(Qiagen) 및 써모피셔 사이언티픽이 있다.[79]
파이로시퀀싱은 1980년대부터 개발이 시작되어 1990년대 후반에 Mostafa Ronaghi 등이 실용화한 방법으로, 뉴클레오티드가 DNA에 통합될 때 방출되는 피로인산을 ATP로 변환하여 발광 반응에 이용함으로써, 뉴클레오티드가 DNA에 얼마나 통합되었는지를 정량할 수 있다는 원리에 기반하고 있다. 실제로는 디옥시리보뉴클레오티드를 한 종류씩 첨가하여 발광량을 측정하고 제거하는 것을 반복함으로써 염기서열을 결정한다.
반응계에는 주형이 되는 단일 가닥 DNA와 프라이머, DNA 중합효소 외에, ATP설퍼릴라제, 루시퍼라제, 아데노신 5'-포스포설페이트(APS), 루시페린 등이 필요하다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
# 반응계에 뉴클레오티드(dATP・dGTP・dCTP・dTTP 중 어느 한 종류)를 첨가한다.
## 뉴클레오티드가 DNA에 통합되면 피로인산이 생성된다.
## 피로인산이 ATP설퍼릴라제에 의해 아데노신 5'-포스포설페이트에 부가되어 ATP가 생성된다.
## ATP와 루시퍼라제에 의해 루시페린이 발광한다.
# 발광량을 측정한다.
# 과잉의 뉴클레오티드를 제거한다.
이상을 뉴클레오티드의 종류를 바꾸면서 반복한다. 예를 들어 아래 표와 같은 발광 패턴이라면, 그 DNA 염기서열은 ATGGCT가 된다.
| 뉴클레오티드 | 발광량 |
|---|---|
| dATP | 1 |
| dGTP | 0 |
| dCTP | 0 |
| dTTP | 1 |
| dATP | 0 |
| dGTP | 2 |
| dCTP | 1 |
| dTTP | 1 |
마지막 과잉 뉴클레오티드의 제거에는 크게 두 가지 방법이 있다. 하나는 고상법으로, 주형 DNA를 어떤 고상의 기질에 결합시켜 놓고, 반응액을 씻어내어 제거하는 방법이다. 또 하나는 액상법으로, 아피라제를 첨가하여 뉴클레오티드를 분해하는 방법이다.
현재는 한 번에 수십 염기에서 100염기 정도밖에 결정할 수 없지만, 비교적 저렴한 비용으로 염기서열을 결정할 수 있기 때문에 일염기다형성(SNP) 분석 등에 사용되고 있다. 특히 2005년에 이 원리를 응용한 대규모 시퀀서가 454 라이프 사이언스社에서 출시되어, 샌거법의 10분의 1의 비용으로 대량의 염기서열 결정이 가능하다고 하여 주목을 받고 있다.
1990년대부터는 반대로 DNA 분자를 한 염기씩 차례로 분해하면서 그 과정을 모니터링하는 방법이 고안되었다. 네 가지 종류의 디옥시리보뉴클레오티드(deoxyribonucleotide)를 각각 형광색소로 표지하고, 비오틴화 프라이머를 사용하여 DNA 중합효소로 상보적인 가닥을 합성한다. 그 후 어떤 고상(固相)의 기질에 합성한 상보 가닥을 고정시켜놓고, 수류(水流) 속에서 3'-5' 엑소뉴클레아제(exonuclease)에 의해 상보 가닥을 분해한다. 그러면 수류 속으로 순서대로 형광 표지된 뉴클레오티드가 흘러 나오므로, 이것을 검출함으로써 염기서열을 결정하는 방법이다. 이 방법은 초당 100~1,000염기라는 매우 빠른 속도의 염기서열 결정이 가능할 것으로 생각되지만, 실용화까지는 아직 멀었다.
4. 응용 분야
DNA 시퀀싱은 개별 유전자, 더 큰 유전체 영역(유전자 군집 또는 오페론), 전체 염색체 또는 어떤 유기체의 전체 게놈의 서열을 결정하는 데 사용될 수 있다. DNA 시퀀싱은 또한 간접적으로 RNA 또는 단백질(개방 읽기틀을 통해)을 시퀀싱하는 가장 효율적인 방법이다. DNA 시퀀싱은 의학, 법의학, 인류학과 같은 생물학과 다른 과학 분야의 핵심 기술이 되었다.
4. 1. 분자생물학
시퀀싱은 분자생물학에서 게놈과 게놈이 암호화하는 단백질을 연구하는 데 사용된다. 시퀀싱을 통해 얻은 정보는 연구자들이 유전자와 비암호화 DNA(조절 서열 포함)의 변화, 질병 및 표현형과의 연관성, 그리고 잠재적인 약물 표적을 확인하는 것을 가능하게 한다.4. 2. 진화생물학
DNA는 한 세대에서 다음 세대로 정보를 전달하는 중요한 거대분자이므로, DNA 시퀀싱은 진화생물학에서 서로 다른 생물체 간의 유연 관계와 진화 과정을 연구하는 데 사용된다. 2021년 2월, 과학자들은 최초로 매머드의 동물 유해에서 추출한 DNA 시퀀싱에 성공했다고 보고했는데, 이는 100만 년 이상 된 것으로 현재까지 시퀀싱된 가장 오래된 DNA이다.[7][8]4. 3. 메타게놈학
메타게놈학 분야는 물, 하수, 흙, 공기에서 걸러낸 잔해 또는 생물체에서 채취한 샘플에 존재하는 생물체를 확인하는 것을 포함한다. 특정 환경에 어떤 생물체가 존재하는지 아는 것은 생태학, 역학, 미생물학 및 기타 분야의 연구에 매우 중요하다. 시퀀싱을 통해 연구자들은 예를 들어 마이크로바이옴에 어떤 종류의 미생물이 존재할 수 있는지 확인할 수 있다.[1]4. 4. 바이러스학
대부분의 바이러스는 광학 현미경으로 관찰하기에는 너무 작기 때문에, 시퀀싱은 바이러스를 확인하고 연구하는 바이러스학의 주요 도구 중 하나이다.[9] 바이러스 게놈은 DNA 또는 RNA 기반일 수 있다. RNA 바이러스는 임상 샘플에서 더 빨리 분해되기 때문에 게놈 시퀀싱에 더 시간에 민감하다.[10] 기초 및 임상 연구뿐만 아니라 새롭게 등장하는 바이러스 감염의 진단, 바이러스 병원체의 분자 역학조사, 그리고 약물 내성 검사에도 전통적인 생거 시퀀싱과 차세대 시퀀싱이 사용된다. GenBank에는 230만 개가 넘는 고유한 바이러스 서열이 있다.[9] 최근에는 차세대 시퀀싱(NGS)이 바이러스 게놈을 생성하는 가장 일반적인 방법으로 기존 생거 시퀀싱을 능가했다.[9]1997년 조류 인플루엔자 발생 당시 바이러스 시퀀싱을 통해 인플루엔자 아형이 메추라기와 가금류 사이의 재조합을 통해 발생했음을 확인했다. 이는 홍콩에서 시장에서 메추라기와 가금류를 함께 판매하는 것을 금지하는 법률 제정으로 이어졌다. 바이러스 시퀀싱은 분자시계 기법을 사용하여 바이러스 발생이 언제 시작되었는지 추정하는 데에도 사용할 수 있다.[10]
4. 5. 의학
의료 기술자는 환자의 유전자(또는 이론적으로는 전체 게놈)를 시퀀싱하여 유전 질환의 위험이 있는지 확인할 수 있다. 이것은 유전자 검사의 한 형태이지만, 일부 유전자 검사는 DNA 시퀀싱을 포함하지 않을 수도 있다.[11]2013년 현재 DNA 시퀀싱은 희귀 질환 진단 및 치료에 점점 더 많이 사용되고 있다. 희귀 유전 질환을 유발하는 유전자가 점점 더 많이 확인됨에 따라 환자의 분자 진단이 더욱 주류가 되고 있다. DNA 시퀀싱을 통해 임상의는 유전 질환을 확인하고, 질병 관리를 개선하며, 생식 상담을 제공하고, 더 효과적인 치료법을 제공할 수 있다.[12] 유전자 시퀀싱 패널은 의심되는 질환의 여러 가지 잠재적인 유전적 원인을 확인하는 데 사용된다.
또한, DNA 시퀀싱은 특정 박테리아를 확인하여 보다 정확한 항생제 치료를 가능하게 하고, 이로써 박테리아 개체군에서 항생제 내성이 발생할 위험을 줄이는 데 유용할 수 있다.[13][14][15][16][17][18]
4. 6. 법의학적 신원 확인
DNA 시퀀싱은 DNA 프로파일링과 함께 법의학적 신원 확인[19] 및 친자 확인에 사용된다. DNA 검사는 지난 수십 년 동안 크게 발전하여 DNA 지문을 조사 대상과 연결한다. 지문, 타액, 모낭 등에서 발견되는 DNA 패턴은 각 생명체를 서로 구별한다. DNA 검사는 DNA 가닥에서 특정 유전체를 검출하여 고유하고 개별화된 패턴을 생성하는 기술이다.DNA 시퀀싱 기술의 발전으로 대량의 유전자 데이터를 빠르고 정확하게 분석하고 비교할 수 있게 되어 수사관이 더 효율적으로 증거를 수집하고 범죄를 해결할 수 있게 되었다.
5. 윤리적 문제
DNA 시퀀싱(염기서열 분석) 기술, 특히 고처리량 시퀀싱의 발전은 여러 윤리적 문제를 야기했다.[160] 1970년대 초부터 인간 유전체학은 생명윤리 분야에서 다루어져 왔다.[159]
핵심 쟁점 중 하나는 개인 DNA와 시퀀싱으로 생성된 데이터의 소유권이다.[160] 1990년 ''무어 대 캘리포니아대학교 이사회 판결''에서는 개인에게 버려진 세포나 이를 이용해 얻은 이익(예: 특허받은 세포주)에 대한 재산권이 없다고 판결했다. 그러나 개인은 세포 제거 및 사용에 대한 정보에 입각한 동의권은 갖는다. ''무어'' 판결은 개인에게 DNA에서 파생된 정보에 대한 권리를 부여하지 않는다.[160]
DNA 시퀀싱이 보편화되면서 게놈 데이터의 저장, 보안, 공유가 중요해졌다.[160][161] 보험회사가 개인의 DNA를 기반으로 예상되는 미래 건강에 따라 보험료를 변경할 수 있다는 우려가 있다.[161][162] 2008년 5월, 미국에서는 유전정보차별금지법(GINA)이 발효되어 건강 보험 및 고용에서 유전 정보에 근거한 차별을 금지했다.[163][164] 2012년 미국 생명윤리 문제 연구 대통령 위원회는 GINA 및 건강보험 이동 및 책임법 등 기존 법률이 불충분하다고 보고했다. 전체 게놈 시퀀싱 데이터는 생성된 개인뿐 아니라 친척까지 식별 가능하므로 특히 민감하다고 지적했다.[165][166]
미국 대부분 지역에서 "버려진" DNA(핥은 우표, 봉투, 컵, 담배, 껌, 쓰레기, 머리카락 등)는 누구나 합법적으로 수집, 시퀀싱할 수 있다. 2013년 기준 11개 주에서 "DNA 절도" 금지 법률이 있다.[167]
신생아와 성인 대상 유전 변이 선별 검사(예: 23andMe) 사용 증가도 윤리적 문제를 야기한다.[168][169] 질병 위험이 증가된 개인에게 불안을 유발할 수 있다는 주장이 있다.[170] ''타임''지에 언급된 사례에서, 의사들은 병든 아기 유전자 검사 중 부모에게 해가 될 수 있다는 이유로 치매 관련 변이는 알리지 않기로 했다.[171] 그러나 2011년 ''뉴잉글랜드 의학 저널'' 연구에서는 질병 위험 프로파일링을 받은 개인의 불안 수준이 증가하지 않았다.[170] 나노포어 기반 시퀀싱 등 차세대 시퀀싱 기술 개발은 더 많은 윤리적 우려를 낳았다.[172]
참조
[1]
웹사이트
Introducing 'dark DNA' – the phenomenon that could change how we think about evolution
https://theconversat[...]
2017-08-24
[2]
논문
What is next generation sequencing?
2013-12-01
[3]
논문
DNA sequencing of cancer: what have we learned?
2014-01-14
[4]
논문
Quantitative and sensitive detection of rare mutations using droplet-based microfluidics
2011-07-01
[5]
논문
Use of automated sequencing of polymerase chain reaction-generated amplicons to identify three types of cholera toxin subunit B in Vibrio cholerae O1 strains
1993-01-01
[6]
논문
Generations of sequencing technologies
2009-02-01
[7]
뉴스
World's oldest DNA sequenced from a mammoth that lived more than a million years ago
https://www.cnn.com/[...]
CNN
2021-02-17
[8]
논문
Million-year-old mammoth genomes shatter record for oldest ancient DNA – Permafrost-preserved teeth, up to 1.6 million years old, identify a new kind of mammoth in Siberia.
2021-02-17
[9]
논문
The effect of variant interference on de novo assembly for viral deep sequencing
[10]
논문
Genomic Analysis of Viral Outbreaks
[11]
논문
Rare-disease genetics in the era of next-generation sequencing: discovery to translation
2013-10-01
[12]
논문
Diagnostic gene sequencing panels: from design to report—a technical standard of the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG)
2020-03-01
[13]
논문
Mycobacterium tuberculosis resistance prediction and lineage classification from genome sequencing: comparison of automated analysis tools
[14]
논문
A large scale evaluation of TBProfiler and Mykrobe for antibiotic resistance prediction in Mycobacterium tuberculosis
[15]
문서
Mykrobe predictor –Antibiotic resistance prediction for S. aureus and M. tuberculosis from whole genome sequence data
https://innovation.o[...]
[16]
논문
Rapid antibiotic-resistance predictions from genome sequence data for Staphylococcus aureus and Mycobacterium tuberculosis
2015-12-21
[17]
웹사이트
Michael Mosley vs the superbugs
https://www.tvo.org/[...]
[18]
웹사이트
Mykrobe
https://github.com/M[...]
Mykrobe-tools
2022-12-24
[19]
웹사이트
From the crime scene to the courtroom: the journey of a DNA sample
https://theconversat[...]
2017-08-29
[20]
논문
High resolution crystal structures of T4 phage beta-glucosyltransferase: induced fit and effect of substrate and metal binding
2001-08-01
[21]
논문
Amount and distribution of 5-methylcytosine in human DNA from different types of tissues of cells
1982-04-01
[22]
논문
5-Methylcytosine in eukaryotic DNA
1981-06-01
[23]
논문
Sensitive and specific single-molecule sequencing of 5-hydroxymethylcytosine
2011-11-01
[24]
논문
Characterization of a triad of genes in cyanophage S-2L sufficient to replace adenine by 2-aminoadenine in bacterial DNA
2021-08-05
[25]
웹사이트
Direct detection and sequencing of damaged DNA bases.
https://www.pacb.com[...]
[26]
논문
The structure of DNA
[27]
웹사이트
The path to DNA sequencing: The life and work of Frederick Sanger
http://www.mbg.corne[...]
Cornell University
[28]
논문
Nucleotide sequence of the gene coding for the bacteriophage MS2 coat protein
1972-05-01
[29]
논문
Complete nucleotide sequence of bacteriophage MS2 RNA: primary and secondary structure of the replicase gene
1976-04-01
[30]
논문
RNA sequencing: advances, challenges and opportunities
2011-02-01
[31]
웹사이트
Ray Wu Faculty Profile
http://www.mbg.corne[...]
Cornell University
[32]
논문
Chemical synthesis of a primer and its use in the sequence analysis of the lysozyme gene of bacteriophage T4
1974-06-01
[33]
논문
Ray Wu as Fifth Business: Demonstrating Collective Memory in the History of DNA Sequencing
2014-06-01
[34]
논문
Nucleotide sequence analysis of DNA
[35]
논문
Nucleotide sequence analysis of DNA. IX. Use of oligonucleotides of defined sequence as primers in DNA sequence analysis
[36]
논문
Nucleotide sequence analysis of DNA. XII. The chemical synthesis and sequence analysis of a dodecadeoxynucleotide which binds to the endolysin gene of bacteriophage lambda
[37]
논문
DNA sequence analysis: a general, simple and rapid method for sequencing large oligodeoxyribonucleotide fragments by mapping
1974-03-01
[38]
웹사이트
DNA sequencing and gene structure
http://nobelprize.or[...]
1980-12-08
[39]
논문
The Nucleotide Sequence of the lac Operator
1973-12-01
[40]
논문
Nucleotide sequence of bacteriophage phi X174 DNA
1977-02-01
[41]
웹사이트
The next frontier: Human viruses
https://www.whatisbi[...]
2023-06-27
[42]
논문
DNA sequencing with direct blotting electrophoresis
[43]
특허
United States Patent 4,631,122
[44]
논문
Fluorescence Detection in Automated DNA Sequence Analysis
1986-06-12
[45]
논문
A system for rapid DNA sequencing with fluorescent chain-terminating dideoxynucleotides
1987-10-16
[46]
논문
Complementary DNA sequencing: expressed sequence tags and human genome project
1991-06-01
[47]
논문
Whole-genome random sequencing and assembly of ''Haemophilus influenzae Rd''
1995-07-01
[48]
논문
Review on the Application of Machine Learning Algorithms in the Sequence Data Mining of DNA
[49]
웹사이트
Espacenet – Bibliographic data
http://worldwide.esp[...]
[50]
논문
Real-time DNA sequencing using detection of pyrophosphate release
[51]
웹사이트
Patent: Method of nucleic acid amplification
http://www.patentlen[...]
2012-12-22
[52]
논문
Base-calling of automated sequencer traces using phred. II. Error probabilities
1998-03-01
[53]
웹사이트
Quality Scores for Next-Generation Sequencing
https://www.illumina[...]
2018-05-08
[54]
논문
Gene expression analysis by massively parallel signature sequencing (MPSS) on microbead arrays
[55]
논문
A new method for sequencing DNA
1977-02-01
[56]
웹사이트
maxam gilbert sequencing
https://pubmed.ncbi.[...]
[57]
논문
DNA sequencing with chain-terminating inhibitors
1977-12-01
[58]
논문
A rapid method for determining sequences in DNA by primed synthesis with DNA polymerase
1975-05-01
[59]
웹사이트
DNA Sequencing Costs: Data from the NHGRI Genome Sequencing Program (GSP)
https://www.genome.g[...]
National Human Genome Research Institute
2013-05-30
[60]
논문
Solid Phase DNA Minisequencing by an Enzymatic Luminometric Inorganic Pyrophosphate Detection Assay
1993-01-01
[61]
논문
A Sequencing Method Based on Real-Time Pyrophosphate
1998-07-17
[62]
논문
Evaluation and optimisation of preparative semi-automated electrophoresis systems for Illumina library preparation
[63]
논문
Towards quantitative metagenomics of wild viruses and other ultra-low concentration DNA samples: a rigorous assessment and optimization of the linker amplification method
[64]
논문
Double digest RADseq: an inexpensive method for de novo SNP discovery and genotyping in model and non-model species
[65]
논문
Amplification of complex gene libraries by emulsion PCR
[66]
논문
Accurate Multiplex Polony Sequencing of an Evolved Bacterial Genome
[67]
웹사이트
Applied Biosystems – File Not Found (404 Error)
http://solid.applied[...]
2008-05-16
[68]
논문
Coming of age: ten years of next-generation sequencing technologies
2016-05-01
[69]
논문
A strategy of DNA sequencing employing computer programs.
1979-06-11
[70]
논문
From Sanger Sequencing to Genome Databases and Beyond
2019-02-01
[71]
논문
Next-generation sequencing in aging research: emerging applications, problems, pitfalls and possible solutions
[72]
논문
Next-generation sequencing: methodology and application
2013-08-01
[73]
논문
Advanced sequencing technologies and their wider impact in microbiology
2007-05-01
[74]
논문
Genomes for all
2006-01-01
[75]
논문
Next-generation sequencing transforms today's biology
2008-01-01
[76]
서적
Massively Parallel, Optical, and Neural Computing in the United States
IOS Press
[77]
논문
Keeping Up with the Next Generation
[78]
논문
Massively Parallel Sequencing: The Next Big Thing in Genetic Medicine
[79]
논문
From Sanger sequencing to genome databases and beyond
Future Science
2019-02-01
[80]
논문
A tale of three next generation sequencing platforms: comparison of Ion Torrent, Pacific Biosciences and illumina MiSeq sequencers
2012-01-01
[81]
논문
Comparison of Next-Generation Sequencing Systems
2012-01-01
[82]
웹사이트
New Software, Polymerase for Sequel System Boost Throughput and Affordability – PacBio
https://www.pacb.com[...]
2018-03-07
[83]
웹사이트
After a Year of Testing, Two Early PacBio Customers Expect More Routine Use of RS Sequencer in 2012
http://www.genomeweb[...]
GenomeWeb
2012-01-10
[84]
보도자료
Pacific Biosciences Introduces New Chemistry With Longer Read Lengths to Detect Novel Features in DNA Sequence and Advance Genome Studies of Large Organisms
http://globenewswire[...]
[85]
논문
Nonhybrid, finished microbial genome assemblies from long-read SMRT sequencing data
[86]
웹사이트
De novo bacterial genome assembly: a solved problem?
http://flxlexblog.wo[...]
2013-07-05
[87]
논문
Origins of the Strain Causing an Outbreak of Hemolytic–Uremic Syndrome in Germany
2011-08-25
[88]
논문
Feasibility of real time next generation sequencing of cancer genes linked to drug response: Results from a clinical trial
2012-01-01
[89]
논문
The methylomes of six bacteria
2012-10-02
[90]
웹사이트
Ion 520 & Ion 530 ExT Kit-Chef – Thermo Fisher Scientific
https://www.thermofi[...]
[91]
웹사이트
Raw accuracy
http://129.130.90.13[...]
2018-03-29
[92]
논문
Next generation sequencing of microbial transcriptomes: challenges and opportunities
2010-01-01
[93]
웹사이트
BGI and MGISEQ
http://en.mgitech.cn[...]
2018-07-05
[94]
논문
Palindromic sequence impedes sequencing-by-ligation mechanism
[95]
bioRxiv
Whale watching with BulkVis: A graphical viewer for Oxford Nanopore bulk fast5 files
2018-05-03
[96]
웹사이트
PacBio Sales Start to Pick Up as Company Delivers on Product Enhancements
http://www.genomeweb[...]
2013-02-12
[97]
웹사이트
Bio-IT World
http://www.bio-itwor[...]
2015-11-16
[98]
웹사이트
PacBio Launches Higher-Throughput, Lower-Cost Single-Molecule Sequencing System
https://www.genomewe[...]
2015-10-01
[99]
논문
Continuous base identification for single-molecule nanopore DNA sequencing
2009-04-01
[100]
논문
Fabrication and characterization of solid-state nanopore arrays for high-throughput DNA sequencing
[101]
논문
Double-functionalized nanopore-embedded gold electrodes for rapid DNA sequencing
https://zenodo.org/r[...]
[102]
논문
Selective aluminum passivation for targeted immobilization of single DNA polymerase molecules in zero-mode waveguide nanostructures
[103]
논문
Accurate multiplex polony sequencing of an evolved bacterial genome.
2005-09-09
[104]
특허
Novel derivatives usable for the sequencing of nucleic acids
http://www.google.ge[...]
1994-10-13
[105]
논문
DNA polymerase fluorescent substrates with reversible 3'-tags
1994-10-01
[106]
논문
Next-generation DNA sequencing methods
[107]
논문
Human genome sequencing using unchained base reads on self-assembling DNA nanoarrays
2010-01-01
[108]
웹사이트
About Us – Complete Genomics
http://www.completeg[...]
2018-07-02
[109]
논문
A reference human genome dataset of the BGISEQ-500 sequencer
2017-05-01
[110]
논문
A high-resolution, nucleosome position map of C. elegans reveals a lack of universal sequence-dictated positioning
2008-07-01
[111]
논문
Torrents of sequence
[112]
논문
Genome Sequencing on Nanoballs
[113]
웹사이트
HeliScope Gene Sequencing / Genetic Analyzer System : Helicos BioSciences
http://www.helicosbi[...]
2009-11-02
[114]
논문
Single molecule sequencing with a HeliScope genetic analysis system
2010-10-01
[115]
웹사이트
tSMS SeqLL Technical Explanation
http://seqll.com/tec[...]
SeqLL
[116]
논문
The sequence of sequencers: The history of sequencing DNA
2016-01-01
[117]
서적
Next Generation Sequencing Technologies and Challenges in Sequence Assembly
Next Generation Sequencing Technologies and Challenges in Sequence Assembly, Springer Briefs in Systems Biology Volume 7
[118]
논문
DNA sequence analysis with droplet-based microfluidics
2013-12-01
[119]
논문
Chemical and Biological Applications of Digital-Microfluidic Devices
2007-01-01
[120]
논문
Droplet-based pyrosequencing using digital microfluidics
2011-11-01
[121]
논문
Single-cell barcoding and sequencing using droplet microfluidics
2017-01-01
[122]
웹사이트
The Harvard Nanopore Group
http://mcb.harvard.e[...]
Mcb.harvard.edu
[123]
웹사이트
Nanopore Sequencing Could Slash DNA Analysis Costs
http://www.physorg.c[...]
[124]
특허
Systems and methods of analyzing nucleic acid polymers and related components
[125]
논문
Perspectives and challenges of emerging single-molecule DNA sequencing technologies
2009-12-01
[126]
논문
A window into third-generation sequencing
[127]
논문
The electronic properties of DNA bases
[128]
논문
Fast DNA sequencing by electrical means inches closer
https://zenodo.org/r[...]
[129]
논문
Single-molecule electrical random resequencing of DNA and RNA
[130]
논문
Comparison of Sequencing by Hybridization and Cycle Sequencing for Genotyping of Human Immunodeficiency Virus Type 1 Reverse Transcriptase
2000-07-01
[131]
논문
A glimpse into past, present, and future DNA sequencing
[132]
논문
Sequencing by Hybridization of Long Targets
[133]
논문
Mass-spectrometry DNA sequencing
[134]
논문
Base composition analysis of human mitochondrial DNA using electrospray ionization mass spectrometry: A novel tool for the identification and differentiation of humans
[135]
논문
Comparative analysis of human mitochondrial DNA from World War I bone samples by DNA sequencing and ESI-TOF mass spectrometry
2011-06-15
[136]
논문
High-throughput DNA analysis by time-of-flight mass spectrometry
1997-03-01
[137]
논문
Molecular complexity of successive bacterial epidemics deconvoluted by comparative pathogenomics
2010-02-08
[138]
논문
DNA sequencing and genotyping in miniaturized electrophoresis systems
2004-11-01
[139]
논문
DNA sequencing by denaturation: experimental proof of concept with an integrated fluidic device
[140]
논문
DNA Base Identification by Electron Microscopy
2012-10-09
[141]
논문
Sequencing technologies and genome sequencing
2011-11-00
[142]
논문
Sequencing technologies and genome sequencing
[143]
논문
Next-generation sequencing coupled with a cell-free display technology for high-throughput production of reliable interactome data
[144]
웹사이트
2022 Sequencing Market Share – Same as It Ever Was (For Now)
https://sandiegomics[...]
2023-06-25
[145]
논문
The Current Status of cDNA Cloning
[146]
논문
Comparison of Library Preparation Methods Reveals Their Impact on Interpretation of Metatranscriptomic Data
[147]
웹사이트
Scalable Nucleic Acid Quality Assessments for Illumina Next-Generation Sequencing Library Prep
https://www.illumina[...]
2017-12-27
[148]
웹사이트
Archon Genomics XPRIZE
http://genomics.xpri[...]
2007-08-09
[149]
웹사이트
Grant Information
http://www.genome.go[...]
[150]
논문
Interactive visualization and analysis of large-scale sequencing datasets using ZENBU
[151]
논문
Using a VOM model for reconstructing potential coding regions in EST sequences
http://www.eng.tau.a[...]
2014-01-10
[152]
논문
An Extensive Evaluation of Read Trimming Effects on Illumina NGS Data Analysis
[153]
논문
Cutadapt removes adapter sequences from high-throughput sequencing reads
2011-05-02
[154]
논문
ConDeTri--a content dependent read trimmer for Illumina data
2011-10-19
[155]
간행물
Proceedings of the ACM Conference on Bioinformatics, Computational Biology and Biomedicine
2012
[156]
논문
Quality control and preprocessing of metagenomic datasets
2011-03-00
[157]
논문
Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data
2014-08-00
[158]
논문
SolexaQA: At-a-glance quality assessment of Illumina second-generation sequencing data
2010-09-00
[159]
논문
Ethical issues in human genome research
1991-01-00
[160]
논문
The $1000 genome: ethical and legal issues in whole genome sequencing of individuals
2003-08-00
[161]
뉴스
Human genome sequencing: the real ethical dilemmas
https://www.theguard[...]
2015-05-20
[162]
뉴스
Insurance Fears Lead Many to Shun DNA Tests
https://www.nytimes.[...]
2015-05-20
[163]
문서
Statement of Administration policy
http://www.genome.go[...]
Executive Office of the President, Office of Management and Budget
2007-04-27
[164]
뉴스
President Bush Signs the Genetic Information Nondiscrimination Act of 2008
http://www.genome.go[...]
2008-05-21
[165]
뉴스
US ethics panel reports on DNA sequencing and privacy
https://blogs.nature[...]
2012-10-11
[166]
웹사이트
Privacy and Progress in Whole Genome Sequencing
http://bioethics.gov[...]
Presidential Commission for the Study of Bioethical Issues
2015-05-20
[167]
웹사이트
The DNA in your garbage: up for grabs
https://www.bostongl[...]
2023-01-02
[168]
논문
The ethical hazards and programmatic challenges of genomic newborn screening
2012-02-00
[169]
웹사이트
It's Time To Stop Obsessing About the Dangers of Genetic Information
http://www.slate.com[...]
2015-05-22
[170]
논문
Effect of direct-to-consumer genomewide profiling to assess disease risk
2011-02-00
[171]
잡지
What Your Doctor Isn't Telling You About Your DNA
https://healthland.t[...]
2015-05-22
[172]
논문
Disruptive technology: Exploring the ethical, legal, political, and societal implications of nanopore sequencing technology
2023-05-04
[173]
논문
A rapid method for determining sequences in DNA by primed synthesis with DNA polymerase
[174]
논문
DNA Sequencing with Chain-Terminating Inhibitors
http://www.pnas.org/[...]
[175]
논문
A New Method for Sequencing DNA
http://www.pnas.org/[...]
[176]
웹사이트
次世代シークエンサー オンラインカタログ 株式会社池田理化
https://www.ikedarik[...]
2024-02-21
[177]
웹사이트
未来が加速する!DNA解読“ナノポアシークエンサー” - サイエンスZERO - NHK
https://www.nhk.jp/p[...]
2024-02-21
[178]
웹인용
Introducing 'dark DNA' – the phenomenon that could change how we think about evolution
https://theconversat[...]
[179]
저널
What is next generation sequencing?
2013-12-00
[180]
저널
DNA sequencing of cancer: what have we learned?
2014-01-14
[181]
저널
DNA sequence analysis with droplet-based microfluidics
2013-12-00
[182]
저널
Quantitative and sensitive detection of rare mutations using droplet-based microfluidics
2011-07-00
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