Comparative analysis of CRISPR/Cas9-targeted nanopore sequencing approaches in repeat expansion disorders

CRISPR-Cas9 기반 롱리드 시퀀싱을 활용한 반복 확장성 질환 분석

50개 이상의 반복 확장성 질환(Repeat Expansion Disorders)이 보고되었으며, 롱리드 시퀀싱 기술은 이들 질환 진단에 있어 중요한 전환점을 마련해주었습니다. 하지만 반복 서열은 모티프 복잡성, 높은 GC 함량, 반복 길이 다양성 등 구조적 특성 때문에 정밀 분석이 어려운 영역으로 여겨지고 있습니다.

 

이번 연구에서는 대표적인 신경근육계 질환인 제1형 근디스트로피(DM1)와 인두안검 근병증(OPDM)을 대상으로, CRISPR/Cas9 기반 Oxford Nanopore 시퀀싱(ONT)을 적용하여 반복 확장 영역을 고해상도로 분석하였습니다.

 

연구팀은 Guppy, Bonito, Dorado 등 세 가지 베이스콜러를 사용해 반복 크기, 길이 분포, 확장 구조, DNA 메틸레이션을 비교 분석하였고, 이를 통해 베이스콜링 전략이 반복 서열 해석에 큰 영향을 준다는 점을 확인하였습니다.

 

특히 이번 논문은 ONT에서 공식 지원이 종료된 CRISPR-Cas9 기반 롱리드 시퀀싱 기술을 연구에 어떻게 적용할 수 있는지를 상세히 설명하며, 시료 준비부터 생정보학 분석까지의 전체 워크플로우를 제시한 것이 특징입니다.

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주요 발견 요약

• 베이스콜링 전략의 중요성 확인
• 실험 적용을 위한 CRISPR-Cas9 시퀀싱 가이드라인 제시
• LRP12 유전자에서 체세포 모자이크 및 과메틸화 현상 최초 보고
• OPDM 환자에서 반복 서열 구조의 변화 확인

이 전략은 반복 확장성 질환 연구뿐 아니라 실제 임상 진단 환경에서도 활용 가능한 강력한 접근법으로 제안됩니다.

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