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Hi-C 기반 크로마틴 상호작용
Hi-C는 근접 기반 상호작용 탐지와 고처리량 시퀀싱을 결합하여 유전체 구조를 파악하도록 설계된 방법입니다. 이 방법은 포름알데히드를 이용한 크로마틴 가교 결합 후, 공유 결합된 단편들만 남도록 소화 및 재결합하는 과정을 기반으로 합니다. 이러한 연결 산물을 시퀀싱함으로써 유전체의 3차원 구조를 연구할 수 있습니다. Hi-C는 유전체에서 밀도가 낮은 부분(A 구획, 유크로마틴)과 밀도가 높은 부분(B 구획, 헤테로크로마틴)의 분포를 연구할 수 있게 해줍니다. 또한 Hi-C는 접힌 구조를 가지고 유사한 발현 패턴을 보일 가능성이 높은 유전체 영역인 위상 연관 도메인(TAD)을 찾아내고, 단백질에 의해 연결되어 조절 요소가 풍부하게 존재하는 DNA 영역인 크로마틴 루프를 식별하는 데에도 사용할 수 있습니다. BMKGene의 Hi-C 시퀀싱 서비스는 연구자들이 유전체학의 공간적 차원을 탐구할 수 있도록 지원하여 유전체 조절 및 건강과 질병에 미치는 영향을 이해하는 새로운 길을 열어줍니다.
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크로마틴 면역침전 시퀀싱(ChIP-seq)
크로마틴 면역침전법(CHIP)은 항체를 이용하여 DNA 결합 단백질과 그에 상응하는 유전체 표적을 선택적으로 농축하는 기술입니다. 차세대 염기서열 분석(NGS)과 결합하면 히스톤 변형, 전사 인자 및 기타 DNA 결합 단백질과 관련된 DNA 표적을 게놈 전체에 걸쳐 분석할 수 있습니다. 이러한 역동적인 접근 방식을 통해 다양한 세포 유형, 조직 또는 조건에서 결합 부위를 비교할 수 있습니다. ChIP-Seq는 전사 조절 및 발달 경로 연구에서부터 질병 메커니즘 규명에 이르기까지 다양한 분야에 적용되어 유전체 조절 양상을 이해하고 치료법 개발에 필수적인 도구입니다.
플랫폼: Illumina NovaSeq
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전체 게놈 바이설파이트 시퀀싱(WGBS)
이 기술은 DNA를 아황산염 처리하여 메틸화되지 않은 시토신을 우라실로(C에서 U로) 변환시키면서 메틸화된 시토신은 그대로 유지하는 방식으로, 유전자 발현과 세포 활동의 핵심 조절자인 시토신 5번째 위치(5-mC)의 메틸화를 심층적으로 연구하는 데 있어 표준적인 방법론으로 자리매김하고 있습니다.
이 기술은 단일 염기 해상도를 제공하여 연구자들이 메틸롬을 종합적으로 조사하고 샘플 내의 비정상적인 메틸화 패턴을 밝혀낼 수 있도록 합니다. WGBS를 활용함으로써 과학자들은 게놈 전체의 메틸화 양상에 대한 탁월한 통찰력을 얻을 수 있으며, 이를 통해 다양한 생물학적 과정과 질병의 기저에 있는 후성유전학적 메커니즘을 더욱 심층적으로 이해할 수 있습니다.
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고처리량 시퀀싱을 이용한 전이효소 접근 가능 염색질 분석법(ATAC-seq)
ATAC-seq는 게놈 전체의 크로마틴 접근성을 분석하는 고처리량 시퀀싱 기술입니다. 이 기술은 유전자 발현에 대한 전반적인 후성유전적 조절의 복잡한 메커니즘을 더 깊이 이해하는 데 도움을 줍니다. ATAC-seq는 고활성 Tn5 트랜스포사제를 이용하여 시퀀싱 어댑터를 삽입함으로써 열린 크로마틴 영역을 동시에 절단하고 표지합니다. 이후 PCR 증폭을 통해 시퀀싱 라이브러리를 생성하고, 이를 통해 특정 시공간 조건에서 열린 크로마틴 영역을 종합적으로 식별할 수 있습니다. ATAC-seq는 전사 인자 결합 부위나 특정 히스톤 변형 영역에만 초점을 맞추는 기존 방법과는 달리, 접근 가능한 크로마틴 구조에 대한 전체적인 관점을 제공합니다. 이러한 열린 크로마틴 영역을 시퀀싱함으로써, ATAC-seq는 활성 조절 서열 및 잠재적 전사 인자 결합 부위가 존재할 가능성이 높은 영역을 밝혀내어 게놈 전체에 걸친 유전자 발현의 동적 조절에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.
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축소 표현 비설파이트 시퀀싱(RRBS)
RRBS(Reduced representation bisulfite sequencing)는 MspI 효소 절단 후 200~500/600 bp 크기의 단편을 선별하여 CpG 섬이 풍부한 영역을 농축하는 방식입니다. 따라서 CpG 섬에 인접한 영역만 시퀀싱되고, CpG 섬에서 멀리 떨어진 영역은 분석에서 제외됩니다. 이 과정은 비설파이트 시퀀싱과 결합되어 DNA 메틸화를 고해상도로 검출할 수 있게 해줍니다. 특히 PE150 시퀀싱 기법은 삽입물의 중간 부분이 아닌 양쪽 끝 부분에 초점을 맞춰 메틸화 프로파일링 효율을 높입니다.
이 기술은 DNA 메틸화 연구에서 전체 게놈 바이설파이트 시퀀싱(WGBS)의 비용 효율적이고 효과적인 대안으로 부상했습니다. WGBS는 단일 염기 해상도로 전체 게놈을 분석하여 포괄적인 정보를 제공하지만, 높은 비용이 한계 요인이 될 수 있습니다. RRBS는 게놈의 대표적인 부분만을 선택적으로 분석함으로써 이러한 문제를 전략적으로 해결합니다. 이 방법론은 비용 효율적인 DNA 메틸화 연구를 가능하게 하고 후성유전학적 메커니즘에 대한 지식을 발전시키는 데 매우 중요한 도구입니다.
