MGI DNBSEQ sequencing technology : 2

 

MGI DNBSEQ sequencing technology : 1

지난번 글에 이어서 포스팅합니다.

 

3. loading nanoball on flow cell

Illumina 에서 사용하는 flow cell 의 기본적인 개념은 동일하지만 MGI 에서 강조하는 것은 "patterned array flow cell" 입니다. 그림을 보시면 바로 이해하실 수 있습니다.

 

 

그림에서 처럼 일정한 간격을 두고 DNB 를 로딩할 수 있는 스팟이 정렬되어 있는것을 확인할 수 있습니다. 이것의 장점은 아무래도 일정한 위치에서 서로의 간섭 없이 시그널을 확인할 수 있기 때문에 시퀀싱 정확도가 될 것 같네요.

 

DNB 가 로딩되는 스팟의 크기, DNB 의 크기입니다. DNB 가 약간 더 큰 것을 알 수 있습니다.

 

 

DNB 로딩의 원리입니다. 

기본적으로 중력에 의해 가라앉은 뒤, 반데르발스 인력에 의해 스팟에 위치하게 된다고 합니다. 이후 special reageat 를 사용하여 조금 넘치는 DNB 를 제거해준다고 합니다. (스팟보다 DNB 의 크기가 조금 더 크기 때문입니다.)

 

 

# why patterend array?

여기서 flow cell 부분에서의 Illumina 와의 차이가 어떤 장점이 있는지 알아보겠습니다.

 

template 에서 duplication 을 만드는 것을 보면

 

1. Illumina -> flow cell 에 template 을 부착한 뒤 증폭 (bridge amplification)

2. MGI -> flow cell 밖에서 증폭한 뒤 (RCA) DNB 를 적절한 array 로 나눠줌

의 차이가 있습니다,

 

여기서 MGI 방식의 장점은 eliminate duplication rate, low index hopping 이라고 말하고 있는데요. 이 개념에 대해서도 잠깐 알아보겠습니다.

 

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Duplication rate 란?

1. duplicate read : reference genome 에 대해서 완전하게 동일한 위치  (same 5' end, same 3' end) 를 갖고 있는 reads

2. duplication rate : duplicate reads 가 커버하고 있는 부분의 비율 (낮을 수록 좋음)

 

 

여기서 duplication rate 는 낮을 수록 좋습니다. 이것들을 제거하지 않으면 

부정확하고 편향된 SNP calling, variant calling and assessment of genome coverage 를 얻게 되기 때문입니다.

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위 기술을 통해 duplication rate 를 2% 이하로 유지할 수 있다고 합니다.

 

추가로, index hopping 이란

index (barcode) 가 맞지 않는 곳에 할당되는 것을 이야기하는데 이 기술을 통하면 0.0001% 이하의 확률이라고 합니다.

 

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오늘 DNBSEQ 관련해서 찾아보다가 혹시 아래 논문을 보게 되었습니다,

 

Reliable multiplex sequencing with rare index mis-assignment on DNB-based NGS platform - BMC Genomics

 

내용은 아직 자세히 읽지 않았지만 DNBSEQ 의 정확도더 자세하게 설명하고 있는 것 같습니다. DNB 관련 논문인가 해서 봤는데 인용수가 너무 적어서 조금 더 찾아보니 MGI 가 미국의 Complete Genomics 를 인수하면서 해당 기술을 같이 가져온 것 같습니다.

 

그래서 DNB 기술 관련해서 볼 만한 논문이 아래의 논문이고 인용수도 꽤 많은 것을 볼 수 있습니다.

https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.1181498

 

 

사실 중국 회사고 인용수도 많지 않아 찜찜한 부분이 없지 않아 있었는데 

https://www.genomeweb.com/sequencing/mgi-tech-sees-strong-sequencing-revenue-growth-h1-2023

기사도 몇 개 살펴보니 R&D 투자도 많이 하고 매출도 증가하는 것 같아서 Illumina 대체로 한번 고려해볼만은 하다는 생각이 들었습니다. 실제 기기도 작고 결과도 꽤 높은 퀄리티로 뽑아준다고 해서 연구실용 NGS 기기로 괜찮을 수도 있겠네용.

 

 

 

# reference

 

1) https://www.youtube.com/watch?v=CAZwdtORXMw 

 

2) Li, Qiaoling, et al. "Reliable multiplex sequencing with rare index mis-assignment on DNB-based NGS platform." BMC genomics 20.1 (2019): 1-13.

 

3) Drmanac, Radoje, et al. "Human genome sequencing using unchained base reads on self-assembling DNA nanoarrays." Science 327.5961 (2010): 78-81.