초록 ▼

□ 연구개요
Mismatch Repair Deficiency (MMRD, MMR결핍)가 일어날 경우 DNA 복제 시 길이 변화의 repair가 온전히 이루어지지 않아 Short Tandem Repeat (STR) 의 길이가 달라지게 되며, 이는 대장암, 위암, 자궁내막암을 일으키는 원인 중 하나인 Microsatellite Instability로 알려져 있음.
기존 연구는 짧은 반복서열(~40bp) 분석에 초점을 맞추고 있으며 주로 Mononucleotide 분석이 이루어짐. MMRD가 일어날 경우 긴 반복서열(＞40bp

□ 연구개요
Mismatch Repair Deficiency (MMRD, MMR결핍)가 일어날 경우 DNA 복제 시 길이 변화의 repair가 온전히 이루어지지 않아 Short Tandem Repeat (STR) 의 길이가 달라지게 되며, 이는 대장암, 위암, 자궁내막암을 일으키는 원인 중 하나인 Microsatellite Instability로 알려져 있음.
기존 연구는 짧은 반복서열(~40bp) 분석에 초점을 맞추고 있으며 주로 Mononucleotide 분석이 이루어짐. MMRD가 일어날 경우 긴 반복서열(＞40bp)의 길이 변화 연구는 이루어지지 못함.
본 연구는 짧은 반복서열뿐만 아니라, 긴 반복서열도 MMRD 암종에서 체세포 특이적으로 길이가 변하는 양상을 살펴보고 동정 가능한 방법론을 제시하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
최종 연구목표는 암 조직 특이적인 긴 반복서열을 동정하는 방법론을 개발하여 MMRD가 발생한 암 조직에서 긴 반복서열 길이변화를 관찰하는 것임. 이를 위해 MMRD 샘플을 포함한 암 조직/혈액 샘플의 NGS데이터를 확보하였음. 총 227건의 WGS를 분석하였고, 이중 MMRD 현상을 보이는 3 검체의 암조직/혈액의 WGS, Long-read Nanopore 시퀀싱 데이터를 확보하였음.
자체 개발한 flanking region 시퀀스 패턴 기반 알고리즘을 적용하여 체세포 특이적 긴 반복서열 검출을 위한 파이프라인을 구축하였음. 또한 딥러닝을 통해 Integrative Genomic Viewer(IGV) snapshot으로 체세포 반복서열 판별 모델을 개발하여 정확한 체세포 반복서열 판별을 가능하게 함.
구축된 파이프라인을 통해 MMRD 암/혈액 Oxford Nanopore 시퀀싱 데이터 3쌍에서 MMRD 암 조직 특이적인 긴 반복서열 변이를 발견하였고, MMR 현상이 긴 반복 서열 변이의 길이 변화와도 관련이 있음을 보였음.
요약하면, 목표했던 체세포와 생식세포간의 긴 반복염기서열 차이 검출 모델 개발, 체세포 특이 긴 반복염기서열 동정 파이프라인 구축, 암 유전체에서 MMRD 시 길이가 달라지는 긴 반복염기서열 마커 발굴, 암유전체 MMR 결핍 연관 긴 반복염기서열 Landscape 작성을 모두 수행하였음.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구개발을 통해 3가지 중요한 결과를 도출함.
첫째로, MMRD 현상의 새로운 마커를 제시함. 본 연구에서는 Long-read NGS 분석을 통해 MMRD 현상이 일어날 경우 짧은 반복서열뿐만 아니라 긴 반복서열도 암 조직에서 길이가 달라질 수 있다는 사실을 유전체 수준에서 보였으며, 이는 면역항 암제 마커 개발로 이어질 가능성이 있는 새로운 발견임.
둘째로, Long-read에서 긴 반복서열 동정 파이프라인을 구축함. Long-read 시퀀싱의 경우 긴 반복서열 분석에 대한 분석 파이프라인이 아직 잘 정립되어 있지 않기 때문에 이후 긴 반복서열 변이 연구의 핵심 분석 도구로 활용 가능함.
마지막으로, 딥러닝 기반의 체세포 반복서열 길이 변이 판별 모델을 제시함. 본 연구에서는 IGV snapshot을 통해 정확한 체세포 반복서열 판별을 가능하게 할 수 있음을 보임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2-1. 체세포와 생식세포간의 긴 반복염기서열 차이 검출 모델 개발 ... 5
• 2-2. 체세포 특이 긴 반복염기서열 동정 파이프라인 구축 ... 6
• 2-3. NGS BAM의 IGV Snapshot 딥러닝을 통한 체세포 반복서열 길이 변화 판별 모델 개발 ... 7
• 2-4. 암 유전체 MMR결핍 연관 긴 반복염기서열 Landscape 작성 ... 9
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• 3-1. MMRD 현상의 새로운 마커 제시 ... 11
• 3-2. Long read에서 긴 반복서열 동정 파이프라인 구축 ... 11
• 3-3. 딥러닝 기반의 체세포 반복서열 길이 변이 판별 모델 제시 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 12
• 5. 연구성과 ... 13
• 끝페이지 ... 13