변성 매핑

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변성 매핑은 1966년에 처음 기술된 광학 매핑의 한 형태입니다.그것은 증폭이나 염기서열 분석의 필요 없이 DNA 분자를 특징짓는 데 사용됩니다.AT가 풍부한 ^[1]지역과 GC가 풍부한 지역의 용해 온도 차이를 기반으로 합니다.현대의 시퀀싱 방법은 변성 매핑의 필요성을 줄였지만, 여전히 대규모 ^[2]구조 변형 탐지와 같은 특정 목적으로 사용되고 있습니다.

방법론

증가된 열 또는 낮은 수준의 포름아미드와 같은 화학 물질과 같은 변성 인자에 노출될 때, DNA는 다른 ^[1]영역의 뉴클레오티드 함량에 기초하여 예측 가능한 패턴으로 부분적으로 변성됩니다.이를 통해 제한 매핑과 다르지 않은 다른 시퀀스를 가진 분자에 대해 고유한 지문 또는 '바코드'를 생성할 수 있습니다.변성 매핑의 초기 형태에서, DNA는 포름알데히드^[1] 또는 글리옥살의^[3] 존재 하에서 가열함으로써 변성되었고 전자 현미경을 사용하여 시각화되었습니다.브로마이드 에티듐과 같이 이중 가닥 DNA에 선택적으로 결합하는 염료는 변성 정도를 모니터링하는 데 사용될 수 있습니다.그러나 이 정보를 바탕으로 변성 위치를 관찰할 수 없었습니다.그리고 전자현미경의 요구는 이 방법을 수행하는 것을 더 힘들게 만들었습니다.최근에는 단일 분자의 변성 매핑을 위해 미세 유체 소자가 사용되었습니다.이 방법에서는 개별 염색된 DNA 분자를 포함하는 저장고가 나노 채널 옆에 배치됩니다.압력을 받으면 분자들은 나노 채널 쪽으로 밀려나 뻗어 나갑니다.폼아마이드가 존재하는 상태에서 열을 가하면 분자가 변성되고 이러한 채널에서 이러한 분자의 변성 프로파일을 형광 현미경으로 ^[2]관찰할 수 있습니다.

계산 예측

변성 맵의 예측 가능한 특성 때문에 시퀀스가 주어지면 폴란드-셰르가 모델을 기반으로 비교적 높은 신뢰도로 후보 맵을 계산적으로 생성할 수 있습니다.이 알고리즘은 특정 온도와 염분 농도에 대한 지역의 용해 확률을 예측할 수 있습니다.이 확률에 기초하여, 영역의 잠재적 강도는${\displaystyle }$I${\displaystyle (s)}$ $=$ ${\displaystyle {Ids}_{}}$ ${\displaystyle \mathrm{ps}}$(s${\displaystyle )}$ + ${\displaystyle \mathrm{Is}}$∗ [ 1${\displaystyle }$- ${\displaystyle {\mathrm{ps}}_{}}$(${\displaystyle s)}$] {{$displaystyle$ I$(s$) =로 계산할 수 있습니다.$I_{ds}p_{ds}(s)+$$I_{ss}*[1-p_{ds}]$에서 ${\displaystyle {\mathrm{Ids}}_{}}$$({$$ds})$는 각각 이중 가닥 $영역$과 ${\displaystyle {\mathrm{단일}}_{}}$ 가닥 영역의 형광 $강도$이고 $({$는 DNA가 이중 ^[2]가닥으로 남아 있을 확률입니다.

사용하다

역사적으로, 이 방법은 순서가 없는 경우 단일 시퀀스 또는 이질성과 같은 시퀀스 그룹의 특성을 비교하고 분석하는 데 사용되었습니다.리보솜 DNA와 관련 유기체의 결과 지도를 비교하는 것은 오늘날 ^[4]자주 사용되는 16s rRNA 식별 방법과 다르지 않습니다.하지만 DNA 염기서열 분석 기술의 발달로 이 방법의 사용은 거의 쓸모없게 되었습니다.

변성 매핑의 주요 이점은 게놈의 대규모 조직이 과정 중에 그대로 유지된다는 것입니다.이것은 장거리 구조 변형을 쉽게 감지할 수 있다는 것을 의미합니다.

대형 구조 변형을 감지하는 경우 이 기술을 사용하여 이러한 바코드에 정렬하여 조각의 출처를 확인할 수 있습니다.예를 들어, 개별 바이러스에서 순환적으로 순열하는 T4GT7 DNA에서 이것을 증명할 수 있었습니다.이것은 또한 ^[2]인간 염색체의 조각들을 보여주었습니다.

또한 게놈에서 매우 긴 시퀀스(100kb ^[5]이상)를 일관된 방식으로 프로파일링하고 찾을 수 있기 때문에 변성 시퀀싱에 의해 생성된 지문은 신생아 어셈블리 알고리듬의 커버리지 가파른 깊이 요구 사항을 감소시키는 샷건 시퀀싱 데이터의 신생아 어셈블리에 대한 참조로 사용될 수 있습니다.1차 디노보 조립은 수백에서 수천 개의 콘티그를 생산하며, 용해 온도 측면에서 계산적으로 프로파일링할 수 있습니다.이러한 프로파일은 ^[2]콘티그를 매핑하기 위해 실제 변성 실험의 결과와 비교할 수 있습니다.이를 위해, 더 최근에 효모에 대한^[5] 매핑 시도로 이 방법을 큰 진핵생물 게놈에 적용하는 것이 가능하다는 것이 밝혀졌습니다.

매핑의 변성의 또 다른 최근 응용은 하플로타입 단계입니다.연구소 칩 접근법을 사용하여 불포화 단일 분자는 FISH와 기존의 시퀀싱에 의해 구조, 증폭 및 분석될 수 있습니다.이 접근법은 연구자들이 거대한 구조적 변화를 하플로타입과^[6] 연관시킬 수 있게 하면서 매크로와 마이크로 레벨 모두에서 염색체의 완전한 그림을 산출합니다.

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