FFPE NGS 라이브러리 제작, 이것만 기억하세요! FFPE 시료 DNA 손상 복구 먼저!

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FFPE 시료 DNA 손상, 완벽하게 복구하는 NEBNext® FFPE DNA Repair v2 모듈 가이드

안녕하세요, 바이오 연구자 여러분!🔬 오늘은 까다로운 FFPE(Formalin-Fixed Paraffin-Embedded) 시료를 다루는 분들을 위해 아주 유용한 정보를 가져왔습니다. FFPE는 보존성이 뛰어나지만, DNA가 심하게 손상되는 문제가 있어 차세대 염기서열 분석(NGS)과 같은 정밀한 실험에 사용하기 어렵다는 단점이 있습니다.

특히 DNA 탈아미노화(deamination)와 같은 손상은 염기 서열을 왜곡하여 잘못된 분석 결과를 초래할 수 있습니다. 하지만 걱정하지 마세요! NEBNext® FFPE DNA Repair v2 Module이 손상된 DNA를 효과적으로 복구하여 여러분의 실험 성공률을 크게 높여줄 수 있습니다. 이 글을 통해 FFPE 시료의 DNA 손상 원리와 복구 메커니즘, 그리고 NEBNext의 솔루션까지 자세히 알아보겠습니다.

왜 FFPE 시료의 DNA는 손상될까?

FFPE(포르말린 고정 파라핀 포매) 과정은 조직을 영구적으로 보존하는 데 탁월합니다. 하지만 이 과정에서 사용되는 포르말린(formalin)은 DNA에 치명적인 손상을 입힙니다. 포르말린은 DNA 가닥을 서로 교차 결합(cross-linking)시키고, 염기쌍을 변형시키며, 탈아미노화(deamination), 산화(oxidation), 닉(nicks), 그리고 AP(abasic) sites와 같은 다양한 손상을 유발합니다.

특히 탈아미노화는 시토신(cytosine)이 우라실(uracil)로 변환되는 현상으로, PCR이나 NGS 과정에서 우라실이 티민(thymine)으로 오인식되어 염기 서열에 오류를 일으킵니다. 이러한 손상들은 유전체 분석의 정확성을 크게 떨어뜨리기 때문에, NGS 라이브러리 제작 전에 반드시 복구 과정을 거쳐야 합니다.

✅ 핵심 정리: FFPE DNA 손상의 종류

  • 탈아미노화(Deamination): 시토신 → 우라실 변환
  • 산화(Oxidation): DNA 염기 및 당인산 골격 손상
  • 닉(Nicks): DNA 가닥의 단일 또는 이중 가닥 절단
  • AP sites: 염기(base)가 제거된 자리

NEBNext® FFPE DNA Repair v2 모듈의 놀라운 복구 메커니즘

NEBNext® FFPE DNA Repair v2 Module은 효소 기반의 정교한 복구 시스템을 통해 FFPE 시료의 다양한 DNA 손상을 효과적으로 처리합니다.

이 모듈은 다음과 같은 효소들의 순차적인 작용으로 DNA를 복구합니다.

  1. Uracil DNA Glycosylase (UDG/UNG): DNA에서 탈아미노화로 인해 생성된 우라실(uracil)을 정확하게 인식하고 제거하여, 무염기 자리(abasic site)를 만듭니다.
  2. AP Endonuclease (APE1): 무염기 자리를 인식하여 DNA의 당-인산 골격(sugar-phosphate backbone)을 절단합니다.
  3. DNA Polymerase: 절단된 틈에 맞는 올바른 뉴클레오타이드(예: 우라실 대신 시토신)를 채워 넣습니다.
  4. DNA Ligase: 마지막으로 DNA 가닥의 인산디에스터 결합(phosphodiester bond)을 봉합하여 손상된 부분을 완벽하게 복원합니다.

이 복잡하지만 정교한 과정을 통해 FFPE DNA는 안정적인 상태로 회복되어, 후속 NGS 라이브러리 제작의 효율성과 정확성을 크게 향상시킵니다.

✅ 정리 요약: DNA 복구 메커니즘

  • UDG/UNG가 우라실을 제거 → APE1이 골격을 자름 → DNA Polymerase가 올바른 염기를 채움 → DNA Ligase가 봉합

FFPE NGS 라이브러리 제작, 이것만 기억하세요!

문의하신 단일 가닥 DNA(ssDNA) 라이브러리 제작 원리에 대해 말씀드리자면, 대부분의 NGS 라이브러리는 궁극적으로 이중 가닥 DNA(dsDNA)를 기반으로 합니다. 단일 가닥 DNA는 이중 가닥보다 불안정하여 조작 과정에서 오류가 발생하기 쉽기 때문입니다. 따라서 FFPE 시료의 경우, 손상된 DNA를 먼저 복구하여 안정적인 이중 가닥으로 만든 후, 이를 기반으로 라이브러리를 제작하는 것이 훨씬 효율적이고 정확한 방법입니다.

이러한 접근법에 가장 최적화된 제품은 NEBNext® UltraShear® FFPE DNA Library Prep Kit입니다. 이 키트의 가장 큰 장점은 다음과 같습니다.

  • FFPE DNA Repair v2 Module 포함: DNA 복구에 필요한 모든 효소가 키트에 포함되어 있어 번거로움 없이 바로 실험할 수 있습니다.
  • 비효소적, 온화한 제한효소 기반 단편화: FFPE DNA는 이미 손상된 상태이므로, 기계적인 파쇄(예: 초음파)는 추가적인 손상을 유발할 수 있습니다. 이 키트는 효소를 이용한 온화한 방식으로 DNA를 단편화하여 손상을 최소화합니다.
  • 복구 전에 파쇄 및 라이브러리 제작: 저품질 DNA 시료일수록 DNA 복구 전에 파쇄하는 것이 더 높은 품질의 라이브러리를 얻는 데 유리합니다.

만약 DNA 복구만 필요하시다면, NEBNext® FFPE DNA Repair v2 Module 단품을 구매하여 기존의 라이브러리 키트와 함께 사용할 수 있습니다. 그러나 FFPE 시료의 특성을 고려했을 때, 최상의 결과를 원하신다면 NEBNext® UltraShear® FFPE DNA Library Prep Kit를 사용하는 것을 적극 권장합니다.

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