최근 테라젠바이오는 독자적으로 m6A-MTase(N6-adenine methyltransferase) 단백질의 클로닝, 정제 및 활성 확인에 성공했습니다.

이번에는 해당 연구의 원본 논문이자 Science 저널에 게재된 내용을 안내 드리고자 합니다.

지난 테라젠바이오 뉴스레터에 대해 궁금하신 분들은 아래 링크를 통해 확인해주세요!

본 논문에서 연구진은 기존의 크로마틴 접근성 분석 기술이 가지는 한계를 극복하고자, 비특이적 m6A-MTase* 를 활용하여 염기 서열에 구애받지 않고 크로마틴 접근성을 분석할 수 있는 새로운 기술을 개발하려는 목표를 설정했습니다.

* m6A-MTase는 유전체에서 노출된 염기를 표시 (메틸화) 합니다.

그림1에서는 기존 크로마틴 접근성 분석 기술을 비교하고 m6A-MTases 의 효율성을 설명합니다.

(A) Cleavage-based assay (e.g. DNasel-seq)와 Methyltransferase-based assay (e.g. AdMTase-seq)의 원리 비교

: Methyltransferase-based assay는 DNA를 절단하지 않고도 접근성 높은 영역을 효과적으로 표지할 수 있음을 보여줍니다.
(B) m6A-MTase (Hia5*) 처리 농도가 증가할수록 m6A 신호가 강해지는 dot-blot 결과를 통해 Hia5의 효율성을 확인
(C) AdMTase-seq 실험의 주요 단계

: 핵 분리 후 m6A-MTase 처리를 통해 접근 가능한 DNA 영역을 메틸화한 뒤, m6A-IP-seq*과 Short Read Sequencing을 진행합니다.

그림2부터는 기존의 크로마틴 접근성 분석 기술이 가지는 한계를 극복한 Long Read Fiber-seq을 설명합니다.

(A) Fiber-seq의 실험 과정 설명

: 크로마틴 섬유를 분리한 후 m6A-MTase (Hia5)로 처리하여 접근성 영역을 표지한 뒤 PacBio Long Read Sequencing으로 분석하는 절차를 보여줍니다. 이 과정에서 면역 침강(Immunoprecipitation, IP) 단계가 생략되므로, 기존 AdMTase-seq 대비 실험 절차가 간단합니다.

(B) Fiber-seq으로 시퀀싱된 크로마틴 섬유의 Read Length 분포 히스토그램

: Long Reads를 통해 개별 크로마틴 섬유의 연속적 정보를 확보할 수 있음을 보여줍니다.
(C) m6A-MTase (Hia5) 처리 여부에 따른 크로마틴 섬유의 m6A 메틸화 비율을 비교

: m6A-MTase (Hia5) 처리 농도가 증가할수록 m6A 메틸화된 크로마틴 섬유 비율이 높아지는 것을 보여줍니다. 이는 m6A-MTase (Hia5)가 접근 가능한 크로마틴 영역에서 선택적으로 작용함을 증명합니다.

그림3은 Fiber-seq을 기존 크로마틴 접근성 분석 기술 (DNaseI-seq, AdMTase-seq)들과 비교하여 설명합니다.

(D) DNaseI–seq, AdMTase-seq, Fiber-seq 데이터를 동일한 유전체 좌표에서 비교

: Fiber-seq이 단일 분자 수준에서의 염기쌍 해상도를 제공할 수 있음을 입증합니다.

(E) 동일한 DHS (DNase Hypersensitive Site)*에서 여러 크로마틴 섬유의 개별적인 메틸화 패턴 비교

: 개별 크로마틴 섬유 간의 구조적 이질성을 시각적으로 보여줍니다.

즉, 동일한 DHS 영역에서도 크로마틴 섬유마다 구조적 차이와 접근성의 이질성이 존재한다는 점을 강조합니다. 이는 기존의 AdMTase-seq이나 DNaseI-seq과 달리, Fiber-seq이 단일 분자 수준의 데이터를 제공하여 평균값에 의존하는 기존 접근법으로는 놓칠 수 있는 세부적인 차이를 정확히 포착할 수 있음을 입증합니다.

그럼 다음 테라노트에서 뵙겠습니다. 😉

테라노트 올림