Library ์ค๋น๋ฅผ ์ํ metagenomic sample์ DNA shearing ์ต์ ํ
์ฑ๋ฆฐ์ง:
DNA shearing์ next generation sequencing์์ ํ์์ ์ธ ๋จ๊ณ์ด๋ฉฐ, ๋ฐ๋ผ์ ์ต์ ์ shearing ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ๋ขฐํ ์ ์๋ sequencing ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์์ฑํ๋๋ฐ ๋์์ด ๋ฉ๋๋ค. DNA๋ฅผ ํจ์จ์ ์ผ๋ก fragmentation ์ํค๊ธฐ ์ํด acoustic cavitation, enzymatic ๋๋ mechanical methods๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฑ ๋ค์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ์ฌ์ฉ๋ฉ๋๋ค.
์ฌ๊ธฐ์์์ ์ฑ๋ฆฐ์ง๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฐพ์๋ด๊ณ ์ต์ ํํ๋ ๊ฒ์
๋๋ค:
- ์ ์ ํ๊ณ ์ผ๊ด๋ ํฌ๊ธฐ์ DNA ์กฐ๊ฐ ์์ฑ
- fragmentation์ด ๋ฌด์์์ ์ด๊ณ sequence-independentํ๊ฒ, ํธํฅ๋์ง ์์ shearing ์ ์ํ
- ์ํ๊ฐ์ ๊ต์ฐจ์ค์ผ ์์ด pure DNA ์ํ ํ๋
- ๋์ DNA ์์จ์ ์ ์งํ๊ธฐ ์ํด ์ํ ์์ค์ ์ต์ํ
์คํ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ:
์คํ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ์ดํดํ๋ ค๋ฉด DNA shearing ์ ๋ค์ด์คํธ๋ฆผ ์ํฌํ๋ก์ฐ๋ฅผ ์ดํดํ๋ ๊ฒ์ด ์ค์ํฉ๋๋ค. Shearing ์ดํ, DNA fragments๋ ํฌ๊ธฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ ํ๋๊ณ , ์ํ์ฑ์ ์ํด ์ค๋น(์, tagging), ์ผ๊ธฐ์์ด ๋ถ์, reference genome ์ mapping ๋ฉ๋๋ค. Sequence-specific DNA shearing์ fragment ํฌ๊ธฐ์ ๊ท ์ผ์ฑ์ด ๊ฒฐ์ฌ๋ ์ ์์ต๋๋ค. ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ์ ํํ๋ ๋์, ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ ์ํ์ง ์๋ length๋ฅผ ์ ๊ฑฐํ๋๋ฐ, ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ์ค์ํ DNA ์์ญ์ด ์ ๊ฑฐ๋๊ณ ๋ฏธ์๋ฌผ ๊ตฌ์ฑ์์ด ๊ณผ์ ํ์๋ ์ ์์ต๋๋ค.
๋ํ, ํน์ ์ผ๊ธฐ์์ด์ ํธํฅ๋ DNA shearing์ fragment overlap์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น ์ ์์ต๋๋ค. ๋ง์ฝ ์ํ์์ ๋ฏธ์๋ฌผ ๊ตฌ์ฑ์๊ฐ์ ๊ณตํต์ ์ผ๋ก ์กด์ฌํ๋ genomic region์ ๋ชจ๋ํฐ๋ง ํ๋ ๊ฒฝ์ฐ, fragments๋ ์ข
๋ง๋ค ๊ตฌ๋ณ๋์ง ์์ ์ ์์ผ๋ฉฐ, "mismapping" ๋๋ copy number variation์ ์์ด ๋ถ์ ํํ ํ๊ฐ๋ฅผ ์ ๋ฐํ ์ ์์ต๋๋ค. ์ด๋ก ์ธํด ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ ํน์ ๋ฏธ์๋ฌผ ๊ตฌ์ฑ์๋ค์ด ์๊ฑฐ๋ ์ง๋์น๊ฒ ๋ง์ด ์กด์ฌํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ฐ์ฃผํ์ฌ ๋ฏธ์๋ฌผ ๋ถํฌ์ ๋ํ ์๊ณก๋ ๊ทธ๋ฆผ์ ๊ทธ๋ฆฌ๊ฒ ๋ ์ ์์ต๋๋ค.
Non-random DNA fragmentation์ ํ์ฌ ๋ค์ํ genomic region์์ non-uniform coverage์ ์์ธ์ผ๋ก ๋ถ์๋๊ณ ์์ต๋๋ค. Sonication๊ณผ hydrodynamic shearing์ sequence-specificity ์ ์ด๋ฐ ํธํฅ์ ์ดํดํ๋ ๊ฒ์ด ์คํ ์ค๊ณ ๋ฐ mapping์ ์ด๋ป๊ฒ ๋์์ด ๋๋์ง๊ฐ ์ด์ ์
๋๋ค(Poptsova et al.).
์ ๋ขฐํ ์ ์๋ sequencing ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์์ฑํ๋ ค๋ฉด, DNA shearing ๋ฐฉ๋ฒ์ด sequence-independent ํด์ผ ํ๋ฉฐ, ๊ทธ๋ ์ง ์์ผ๋ฉด ์ด๋ ๊ฒ ํธํฅ๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ํ ์์ ์ต์
์ ์ฐพ์์ผ ํฉ๋๋ค.
์ด ๋ฌธ์ ๋ฅผ ์ ๊ทผํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ:
- ํน์ application์ ๋ํ ๊ฒ์ฆ๋ ์ ๊ทผ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํฉ๋๋ค. (์, FastPrep-96์ high-throughput ์กฐ๊ฑด์์ 100-1000ng์ genomic DNA (gDNA)๋ฅผ 10-14kb์ ๊ธธ์ด๋ฅผ ์์ฑํ๋๋ฐ ๋ํด ๊ฒ์ฆ๋์์ต๋๋ค. ์์ธํ ๋ณด๊ธฐ
- ์ํ์์ ์คํ ๋ฐฉ๋ฒ๋ค (์, acoustic cavitation vs. enzymatic shearing vs. mechanical shearing) ์ ๋น๊ตํด๋ณด์ธ์.
- Metagenomic ์ํ์ degradation์ ๋ฐฉ์งํ๊ธฐ ์ํด ์ํ์ ์ฐจ๊ฒ ๋ณด๊ดํ์ญ์์ค.
- shearing ์๋/๊ฐ๋, shearing ์๊ฐ, ์ฌ์ดํด ์ ๋ฑ์ ์ต์ ํํ์ธ์.
FastPrep-96TM Instrument
High-throughput bead beating system์ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์์ฐ์ฑ์ ๊ทน๋ํํ ์ ์์ต๋๋ค. DNA shearing์๋ ๊ฒ์ฆ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ฑ๋ฅ, ์๋, ์ฌํ์ฑ ๋ฉด์์ ์ต๊ณ ์ ๊ฒฝํ์ ํ์ค ์ ์์ต๋๋ค.
์ ํ ์ ๋ณด ๋ณด๊ธฐ