CHOP 연구원들은 표적 장기 판독 RNA 시퀀싱을 위한 다목적 저비용 기술을 개발합니다.

– 구현하기 쉬운 기술로 표준 상용 솔루션에 비해 대상 캡처 상호 작용당 비용을 2~3배 절감합니다. –

필라델피아그리고 2023년 8월 15일 /PRNewswire/ — 새로운 진단 및 치료법의 발견을 가속화할 수 있는 개발 과정에서 필라델피아 (CHOP)는 전체 길이 RNA 분자의 표적 시퀀싱을 위한 다목적 저비용 기술을 개발했습니다. TEQUILA-seq라고 하는 이 기술은 상업적으로 이용 가능한 표적 RNA 시퀀싱 솔루션에 비해 비용 효율적이며 다양한 연구 및 임상 목적에 맞게 조정할 수 있습니다. 세부 사항이 설명되어 있습니다. 종이에 ~에 네이처 커뮤니케이션즈.

유전자에서 단백질로의 여정에서 RNA 분자는 단백질로 번역되기 전에 다양한 방식으로 절단되고 결합될 수 있습니다. 이 과정은 대체 스플라이싱으로 알려져 있으며 단일 유전자가 여러 다른 단백질을 인코딩할 수 있습니다. 얼터너티브 스플라이싱은 많은 생물학적 과정에서 발생하지만 암과 같은 질병에서 조절되지 않아 질병을 유발하는 RNA 분자가 생성될 수 있습니다. 얼터너티브 스플라이싱이 질병으로 이어질 수 있는 방법을 이해하기 위해 연구자들은 단일 유전자에서 방출되는 모든 RNA 분자(“동형체”라고 함)를 정확하게 계산해야 합니다.

이를 수행하는 한 가지 방법은 길이가 10,000 염기보다 긴 RNA 분자를 시퀀싱하는 ‘롱-리드(long-read)’ RNA 시퀀싱 플랫폼을 사용하여 전체 전사체 이소형을 캡처하는 것입니다. 그러나 이러한 장기 판독 플랫폼은 시퀀싱 수율이 적당하지 않아 임상 정보 깊이에서 장기 판독 RNA 시퀀싱 데이터를 생성하는 데 막대한 비용이 들 수 있기 때문에 특히 임상 환경에서 널리 채택되는 것을 방해했습니다. 시퀀싱 이전에 관심 있는 특정 DNA 시퀀스의 농축을 포함하는 타겟 시퀀싱은 미리 선택된 타겟의 적용 범위를 크게 향상시킬 수 있는 유용한 전략이지만 타겟 캡처의 비용과 복잡성은 더 넓은 사용의 장벽이었습니다.

“Targeted long-read RNA sequencing은 이전에 정의된 유전자 세트의 RNA 참조 주석을 위한 강력한 전략입니다. 그러나 full-length RNA 분자의 target sequencing을 위한 현재 기술은 비용이 많이 들거나 준비하기 어렵기 때문에 접근이 불가능합니다. 많은 계수”라고 공동 저자는 말했습니다. 왜냐하면 린박사, 조교수 병리학 및 실험실 의학 및 회원 Raymond G Perelman 세포 및 분자 치료 센터 CHOP에서. “TEQUILA-seq는 저렴하고 사용하기 쉬움으로써 이 문제를 해결합니다. 이 기술은 사용자가 다양한 목적에 맞게 조정할 수 있으며, 연구원은 시퀀싱하려는 유전자를 선택하고 자체 실험실에서 표적 포획을 위한 시약을 만들 수 있습니다. 이것은 광범위한 질병에 대한 새로운 진단 및 치료 솔루션의 발견을 가속화할 수 있는 잠재력.

표적 시퀀싱을 허용하는 한 가지 방법은 올리고뉴클레오티드라고 하는 짧은 핵산 조각을 포획 프로브로 사용하는 혼성화 기반 강화라고 합니다. 이러한 올리고뉴클레오티드(종종 단순히 ‘올리고’라고 함)는 비오틴 분자로 태그가 지정되고 DNA 서열 무결성을 기반으로 표적에 혼성화하도록 설계되어 표적 서열을 생물학적 샘플에서 쉽게 캡처하고 분리할 수 있습니다. 그러나 혼성화 기반 농축이 표적 시퀀싱에 효과적인 방법이지만 상업적으로 합성된 포획 프로브는 비싸고 제한된 수의 반응에만 사용할 수 있어 각 포획 반응에 대한 샘플당 비용이 높습니다.

이러한 한계를 해결하기 위해 CHOP 연구원들은 TEQUILA-seq(Long Read Sequencing과 함께 Linear-Amplified Isothermal Probes를 사용한 Transcript Enrichment and Quantification)를 개발했습니다. TEQUILA-seq의 핵심 혁신은 엔도뉴클레아제에서 파생된 등온 가닥 변위 증폭 반응으로, 비오틴 처리되지 않은 올리고의 저렴한 풀에서 대량의 바이오포획 프로브를 주형으로 합성할 수 있습니다. 삽입된 템플릿 올리고 2나노그램만 사용하여 연구자들은 250개 이상의 포획 반응에 사용할 수 있는 25마이크로그램의 TEQUILA 프로브를 생성할 수 있습니다. 포획 프로브를 맞추는 이 혁신적인 전략 덕분에 TEQUILA-seq는 대형 타겟 플레이트와 많은 생물학적 시료에 대해 매우 비용 효율적이고 확장 가능합니다.

성능을 측정하기 위해 연구원들은 합성 RNA 또는 인간 RNA에서 여러 유전자 패널의 TEQUILA-seq를 수행했습니다. TEQUILA 탐침은 표적 포획 및 농축에서 상업용 포획 탐침뿐만 아니라 만들어졌으며 포획 반응당 수백 배 더 저렴합니다. 또한, 저자는 TEQUILA-seq가 표적 RNA 분자의 정량화를 유지하면서 검출을 크게 향상시킬 수 있음을 보여줍니다.

“저렴한 시약과 쉬운 실험 워크플로를 사용하는 TEQUILA-seq는 많은 생물학적 샘플에서 모든 유전자 클러스터의 전체 길이 RNA 분자를 심도 있게 시퀀싱할 수 있게 해줍니다.”라고 공동 주 저자가 말했습니다. 이싱박사, 이사 전산 및 유전체 의학 센터 CHOP에서. “이것은 매우 흥미롭고 RNA 유도 유전 진단에서 치료 개발에 이르기까지 광범위한 의료 응용을 가능하게 합니다.”

생의학적 유용성을 입증하기 위해 연구원들은 TEQUILA-seq를 적용하여 40개의 유방암 세포 계통에 걸쳐 468개의 활성 암 유전자의 전체 길이 RNA 분자를 특성화했습니다. 그들은 광범위하게 연구된 암 유전자에서 이전에 알려지지 않은 전사 다형성을 발견했으며, 이는 암으로부터 신체를 보호하는 유전자가 개별 종양에서 어떻게 파괴되는지를 밝힐 수 있습니다.

“우리의 작업은 TEQUILA-seq이 전체 길이 RNA 분자의 표적 시퀀싱에 널리 사용될 수 있음을 보여줍니다.”라고 Lin 박사는 말했습니다. 또한 TEQUILA 프로브는 범용 캡처 프로브로, long-read 및 short-read 시퀀싱 플랫폼 모두에서 표적 RNA 및 DNA 시퀀싱과 호환됩니다. 낮고 쉽게 많은 기본, 중개 및 임상 응용에 대한 대규모 인구 수준 연구를 용이하게 할 수 있습니다.”

이 작품은 NIH 보조금(R01GM121827, R01GM088342, R56HG012310, U01CA233074, T32HG000046)에 의해 지원되었습니다. CHOP은 TEQUILA 기술에 대한 특허 출원을 제출했습니다.

Wang et al. TEQUILA-seq: 표적 장기 판독 RNA 시퀀싱을 위한 다목적 저비용 방법입니다. 네이처 커뮤니케이션즈그리고 2023년 8월 8일DOI: 10.1038/s41467-023-40083-6

필라델피아 어린이 병원 소개: 비영리 자선단체, 아동병원 필라델피아 1855년에 미국 최초의 어린이 병원으로 설립되었습니다. 뛰어난 환자 치료에 대한 오랜 헌신, 차세대 어린이 의료 전문가 교육, 획기적인 핵심 연구 이니셔티브를 통해 595개의 병상을 갖춘 병원은 전 세계 어린이에게 도움이 되는 많은 발견을 촉진했습니다. 소아과 연구 프로그램은 국내 최대 규모입니다. 이 조직은 다음을 통해 집에서 가까운 곳에서 고급 소아과 치료를 제공한 탄탄한 역사를 가지고 있습니다. CHOP 케어 네트워크여기에는 50개 이상의 1차 진료, 전문 진료, 외과 센터, 긴급 진료 센터 및 지역 사회 병원 제휴가 포함됩니다. 펜실베니아 그리고 뉴저지뿐만 아니라 신규입원병원 King of Prussia에 전담 소아과 응급실이 있습니다. 또한, 가족 중심의 독특한 공공 돌봄 및 서비스 프로그램은 어린이 병원을 한 단계 끌어올렸습니다. 필라델피아 어린이와 청소년을 위한 선도적 지지자로 인정. 자세한 내용은 방문 http://www.chop.edu.

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