[응용 사례] Nanopore 기반 CHO Cell 클론 프로파일링 — Lonza 사례 분석

"Precision cell engineering enabled through nanopore sequencing"

https://youtu.be/VaYWDtDuaRY?si=uCC1omKADeRcFrC9

 

아래 동영상에서는 Lonza가 나노포어 전장 유전체 시퀀싱을 활용해 CHO 클론을 얼마나 정밀하게 관리하고 있는지 소개합니다. 내용을 간단히 정리하면 다음과 같습니다.

• 유전적 품질을 정밀하게 평가
  나노포어 기반 전장 유전체 시퀀싱을 통해, 공정 개발 과정에서 사용되는 CHO 클론과 벡터의 유전적 품질을 매우 정확하게 확인할 수 있습니다.
  • 삽입 위치, 복제수, 구조 변이 같은 요소들을 전장 수준에서 직접 확인하면서
  • “문제 없는 깨끗한 클론”을 초기에 선별할 수 있다는 점이 핵심입니다.

• 유전체 + 메틸화 + 오믹스를 통합한 엔지니어링 전략
  Lonza는 나노포어로 얻은 유전체 정보와 DNA 메틸화 데이터를, RNA-seq 등 다른 오믹스 데이터와 함께 모델링하고 있습니다.
  이를 통해
  • 어떤 유전자/조절 구역이 발현 조절에 중요한지
  • 어떤 벡터·세포 설계가 더 안정적인 발현을 만드는지
    를 더 정교하게 파악하고, CHO 세포 엔지니어링 전략을 계속 다듬어 나가고 있습니다.
• 개발 기간 단축과 비용 절감이렇게 정리된(스트림라인된) 개발 전략을 사용하면
  • 초기에 “좋은 클론”만 골라서 가져갈 수 있고
  • 나중에 문제가 드러나서 클론을 버리는 경우를 줄일 수 있습니다.
    그 결과 전체 개발 타임라인이 짧아지고, 비용도 절감되는 효과를 기대할 수 있습니다.

나노포어의 롱리드 전장유전체 시퀀싱과 DNA 메틸레이션 정보를 함께 이용해서, CHO 기반 항체 세포주의 삽입 위치·유전적 품질·발현 조절 메커니즘을 한 번에 해석한 사례

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동영상 요약:

• 항체·단백질 유전자를 담은 벡터를 설계해서 CHO 세포에 넣는다.
• 항체를 잘 만드는 여러 CHO 클론을 만들고, 각각의 생산량과 특성을 측정한다.
• 나노포어 유전체·오믹스 데이터를 함께 분석해 가장 안정적이고 생산성이 좋은 클론을 선택한다.

• 나노포어로 Lonza 자체 CHO 세포 유전체를 다시 조립했더니, 기존 공개 CHO 레퍼런스보다 훨씬 완전하게(유전자 누락 거의 없음) 얻을 수 있었습니다.
• 이 새 레퍼런스를 기준으로 RNA-seq를 매핑하면, 유일 매핑 비율이 높아져 같은 데이터로도 더 많은 정보를 뽑아낼 수 있습니다.
• 즉, Lonza가 만든 나노포어 기반 CHO 레퍼런스 유전체가 유전체·오믹스 분석의 정확도를 높여 주는 더 좋은 기준이 되었습니다.

• 트랜스포존 기반 mAb 벡터를 CHO 세포에 넣으면, 항체 유전자가 세포 유전체 여러 위치에 랜덤하게 삽입됩니다.
• 나노포어 전장 유전체 시퀀싱으로 이 삽입 위치들을 정확히 찾아내고, 각 삽입이 몇 개 있는지 확인할 수 있습니다.
• 삽입 위치마다 DNA 메틸레이션 정도가 달라지고, 메틸화가 많을수록 mRNA 발현(항체 발현)이 낮아지는 것을 함께 평가할 수 있습니다.

 

• GS 유전자를 KO한 CHOK1SV GS-KO® 세포에서는 glutamine synthetase mRNA 발현이 거의 0으로 줄어듭니다.
• 나노포어 메틸화 데이터로 보면, KO 이후 해당 유전자 주변 DNA 메틸레이션이 크게 증가해 발현이 더 강하게 억제된 상태임을 알 수 있습니다.
• Hi-C 분석에서는 GS-KO 세포에서 프로모터의 3D 상호작용이 감소해, 유전자 발현이 꺼진 구조로 재편되었음을 보여줍니다.

• 나노포어 전장 유전체 시퀀싱으로 공정 개발 단계에서 CHO 클론·벡터의 유전적 품질을 정밀하게 평가할 수 있습니다.
• 나노포어 유전체 + 메틸레이션 데이터를 다른 오믹스와 통합하면 CHO 세포 엔지니어링 전략을 더 정교하게 설계할 수 있습니다.
• 이런 정리된 개발 전략은 개발 기간을 단축하고 비용을 절감하는 데 도움을 줍니다.

https://www.youtube.com/watch?v=VaYWDtDuaRY&t=4s

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추천 링크: 왜 항체 생산에는 CHO 세포를 사용할까? (나노포어 활용도)

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관련 포스터 자료: 링크

[응용 사례] 나노포어 전장유전체 시퀀싱을 활용한 CHO 세포 기반 바이오의약품 생산 고도화