ARK Big Ideas 2021: 롱 리드 시퀀싱

더 정확한 게놈 분석

게놈 분석을 위한 도구가 확장되고 있으며, 기술은 생물학에 있어서 더 완전하고, 더 풍부하며, 더 정확한 시각을 제공해 주고 있습니다.

SRS의 정확성과 LRS의 포괄성

우리는 역사적으로 SRS의 정확성과 LRS의 포괄성 중 하나를 선택해야 했습니다. LRS 및 SRS 시스템은 모두 (a)게놈을 더 작은 조각으로 분해하고, (b)고해상도 광학 장치를 사용하여 그 조각을 분석하며, (c)효율적인 컴퓨터 알고리즘으로 게놈을 재조립합니다.

SRS는 다수의 작은 조각(150-bp)을 공통 서열로 섞습니다.(이를 리드라고 합니다.) 이 방법은 작은 돌연변이는 포착하지만, 구조 변이라고 불리는 더 큰 변형체 또는 반복 게놈 서열(예: AAAA)에 숨겨진 돌연변이는 감지하지 못합니다.

구형 LRS 시스템은 더 큰 리드(>10,000-bp)를 측정하며, bp 당 정확도는 낮지만 게놈에 대한 보다 완벽한 그림을 제공합니다.

LRS로의 전환

LRS 비용이 SRS와 비슷해짐에 따라 많은 임상 애플리케이션이 LRS로 전환될 수 있습니다. 구글의
딥베리언트
 같은 딥 러닝 알고리즘을 촉매로, 합성 및 나노포어 기반 LRS 방법 모두 빠르게 성능이 향상될 수 있습니다.

LRS는 현재 bp 수준에서는 정확도가 낮지만, 나노포어 기반 LRS가 전체 인간 게놈 시퀀스를 약
500달러에 생성할 수 있으며 SRS보다 비용 효율적입니다. 프리시즌 FDA 트루스 챌린지 V2에서 얻은 결과에 따르면, 비용은 더 비싸지만 합성 기반 LRS가 SRS보다 2.5배, 나노포어 기반 LRS보다 30배 더 정확한 것으로 나타났습니다.

LRS 비용의 감소

라이트의 법칙을 적용하면 생성되는 데이터가 두 배가 될 때마다 합성 기반 LRS 비용은 감소했으며, 앞으로 28%까지 감소할 것으로 보입니다. 비용 및 처리량 향상에 따라 LRS의 고유 기능이 보다 광범위하게 채택될 것입니다.

ARK 인베스트의 추정에 따르면 LRS 기술을 통한 전체 인간 게놈의 시퀀싱 비용은 2025년 말까지
100달러~
200달러로 떨어지고, 모든 변형 유형에 걸쳐 SRS보다 정확도가 높아질 것으로 예상됩니다.

LRS의 우수함

ARK 인베스트는 여러 시퀀싱 애플리케이션 중에서 LRS가 더 우수하다고 믿습니다. 소아 집중 치료실의 신속한
전체 게놈 시퀀싱
 같은 일부 임상 애플리케이션은 보상률이 높아, 진단 제공 업체가 LRS로 전환할 수 있는 유연성을 제공합니다.

게놈 부위의 시퀀싱 용이도에 상관없이 모든 크기의 유전자 변이가 환자의 표현형에 영향을 미칠 수 있습니다. ARK 인베스트는 LRS 도구가 시퀀스의 상황에 관계없이 가장 포괄적인 변이 검출을 제공한다고 생각합니다.

소아암은 숨겨진
단일 뉴클레오티드 변이, 유전자 융합, 구조 변형, 메틸화 등과 같은 고유한 분자 동인을 가지고 있으며, 이 모두를 LRS 및 광학 매핑 계측기가 더 잘 처리할 수 있습니다.

전 세계적으로 3억 5천만 명이 겪고 있는 많은 희귀병들이 유전적으로 발병합니다. 숏 리드 WGS로는 50%만 원인이 규명되었으며, 많은 환자들이 다른 진단 방법을 찾아 나서고 있습니다.

일반적인 유전 질환, 특히 신경학적 질환은 애매한 임상적 발현을 가지고 있어 LRS로만 진단이 가능하며 모집단과 다양한 그룹에서 구조적 변화를 연구하는 것이 분자 진단의 정확성을 높이는 데 필수적입니다.

LRS의 고성장

ARK 인베스트는 LRS 시장이 2025년까지 연평균 82%의 성장률을 보일 것으로 예상하며, LRS에 대한 수요가 변곡점에 도달하고 있다고 믿습니다. 이는 낮은 시퀀싱 비용과 고도의 정확성 및 완벽한 결과에 대한 필요성 때문입니다.

시퀀싱 소모품, 계기 및 서비스를 포함한 LRS 매출은
2억 5천만 달러에서 2025년까지
50억 달러로 확대될 수 있습니다. 특히 액체 생검이 종양학의 치료 표준이 되면서 SRS는 시퀀싱 시장을 계속해서 지배할 것으로 보입니다.