2025년 미국의학유전학및유전체학회(American College of Medical Genetics and Genomics, ACMG) 연례 학회에서 UCSC Brooks Lab의 Colette Felton 연구진은 롱리드 RNA-seq 전용 파이프라인 ‘FLAIR3’를 공개했습니다.
이는 체세포 돌연변이와 대체 스플라이싱 변이를 동시에 탐지해 암 약물 내성 메커니즘을 식별하고, 향후 더 개인화된 암 치료를 가능하게 하는 접근법입니다.
FLAIR3는 선행 알고리즘 FLAIR-fusion이 제공하던 유전자 융합·아이소폼 탐지 기능에 체세포 단일염기변이(SNV)와 구조변이(SV) 분석을 통합해, 하나의 롱리드 RNA-seq 실험만으로 암세포의 변이 지형을 온전히 복원할 수 있도록 설계됐습니다. 연구진은 HiFi 시퀀싱으로 확보한 골육종 샘플과 폐암 증례를 분석해 이를 입증했습니다.
FFLAIR3의 핵심적인 특징 중 하나는 SNV와 유전자 융합/아이소폼 정보를 결합해 암 변이를 보다 정교하게 해석한다는 점입니다. 연구진은 P10 결실, CCNE1 증폭, MYC 및 CDK4 증폭을 가진 세 명의 골육종 환자 샘플을 Pacific Biosciences의 HiFi 롱리드 RNA-seq 플랫폼으로 시퀀싱하여 분석했습니다.
분석 결과, CCNE1 증폭 환자에서는 해당 유전자의 3′ UTR에 융합이 존재해 단백질 코딩 부위에는 영향을 미치지 않으면서도 페리센트로메릭(pericentromeric) 영역에서 특정 haplotype만 확장되고 있음을 확인했습니다. MYC 증폭 환자에서는 스플라이싱 변형으로 단백질 생성물이 변형되었고, 같은 환자에서 KEAP1 24 bp 인프레임 결실도 발견됐습니다.
KEAP1 24bp 와 같은 작은 결실은 숏리드 시퀀싱으로는 리드가 끊겨 정렬조차 되지 않는 반면, 롱리드 시퀀싱에서는 완전히 포착되어 단백질 수준 영향까지 해석이 가능했습니다. 또한 폐암 사례에서는 암을 유발하는 BRAF 변이가 BRAF-220 아이소폼에서만 발현됨을 확인하여, 대립유전자 특이적 발현이 치료 전략에 미치는 영향을 제시했습니다.
롱리드 시퀀싱에 대한 연구, 상업적 관심도 빠르게 증가하고 있습니다. Human Genome Structural Variation Consortium(HGSV)은 최근 숏리드와 롱리드 정보를 결합한 대규모 변이 데이터베이스를 공개했으며, 2024년 11월 PacBio는 HiFi 정확도를 벤치톱 크기로 구현한 Vega 시스템을 출시해 연구실 차원의 롱리드 RNA-seq 접근성을 크게 높였습니다.
연구진은 이번 발표와 별도로 약 60명의 폐암 환자 코호트에 롱리드 시퀀싱을 적용해 변이를 분석할 계획이며, 이러한 롱리드 기반 연구가 곧 임상으로 이어질 가능성도 기대하고 있습니다.
관련 논문: Detection of alternative isoforms of gene fusions from long-read
RNA-seq with FLAIR-fusion (2024). DOI: 10.1101/2022.08.01.502364 | 
