Repeat Expansion은 유전체 내 특정 DNA 시퀀스가 반복(일반적으로 삼중)되어 비정상적으로 길어진 서열입니다. 대부분의 경우는 영향을 끼치지 않으나 잘못된 위치와 일정 크기 이상의 반복은 장애를 유발할 수 있습니다. 이는 단일 유전자 장애와 다양한 유형의 암을 포함한 여러 질병과 관련이 있는데 특히 신경근육 질환, 신경퇴행성 질환 및 일부 유전성 암에서 볼 수 있습니다. 한 가지 예는 헌팅턴병(Huntington disease)으로 이 병은 HTT 유전자의 코딩 서열에서 CAG 서열의 많은 반복으로 인해 발생합니다.

PacBio HiFi sequencing으로 GC 함량이 높고 반복이 많은 염기서열에서 반복의 크기와 조성의 특성을 분석할 수 있기 때문에 repeat expansion 질환의 염기 서열 분석에 특히 적합합니다.

PCR을 사용하는 short read 방법 또는 전통적인 방법으로는 동일한 분석 결과를 기대할 수 없습니다. 이전 방법들은 처리량과 read의 길이의 제한으로 인해 이러한 영역의 종합적인 유전형 결정에 어려움을 겪었습니다.

전통적인 PCR 및 fragment 길이 분석, repeat priming PCR, southern blot 등의 방법에 비해 PureTarget은 더욱 포괄적이고 확장 가능합니다. Illumina whole genenome sequencing(WGS)이나 Oxford Nanopore의 ReadUntil 같은 시퀀싱 방법과 비교하여도 PureTarget만의 장점은 명확합니다.

정확한 대립유전자 (allele) 크기 측정, 단일 염기 단위의 반복시퀀스 확인, 메틸화 동시 감지, 및 모자이시즘 프로파일링을 포함한 포괄적인 유전형을 제공합니다. 

PureTarget은 repeat DNA sequence expansion을 포함한 다양한 질병과 암을 일으키는 유전체 영역의 종합적인 유전형 결정을 가능하게 합니다. 특히, 헌팅턴병, fragile X 증후군, spinocerebellar ataxia(*) 및 근이영양성 디스트로피와 같은 신경근육 장애의 원인이 되는 repeat expansion을 탐지합니다.

각 유전자의 크기를 측정하기 위해 여러 번 분석하는 대신 이제 한 번의 실행으로 분석할 수 있습니다.  이는 FMR1에서 가장 강력한데, PureTarget은 repeat size, AGG  stop 및 methylation 모두 한 번에 수행할 수 있기 때문입니다. 

PureTarget은 하루 만에 라이브러리 준비를 완료할 수 있으며, 최대 48개의 샘플을 한 번에 시퀀싱할 수 있습니다. 이를 통해 사용자는 샘플로부터 결과까지 단 3일 만에 도달할 수 있습니다. 또한, 하나의 Revio 시스템으로 연간 약 70,000개의 샘플을 처리할 수 있어 매우 효율적입니다.

End-to-end PacBio workflow 

PureTarget은 Nanobind DNA 추출, 20개의 신경근 질환 유전자의 repeat expansion panel, HiFi sequencing  및 분석 까지 End-to End workflow로 진행 가능합니다.

* Spinocerebellar ataxia(SCA)는 대뇌 소뇌 및 척수에 영향을 주는 진행성 신경 퇴행성 장애입니다. 이 질병은 다양한 유전적 변이에 의해 발생하며 주로 균형을 잡는 능력, 운동 조정 및 세밀한 움직임의 조정에 문제를 일으킵니다. 환자들은 보행 불안정, 조정 장애(ataxia), 불분명한 말하기, 눈 운동 장애 등을 경험할 수 있습니다. SCA의 종류는 매우 다양하며, 각각 다른 유전자 변이에 의해 발생합니다. 일부 형태는 유전자 내의 반복 시퀀스가 비정상적으로 확장되어 발생하는 것으로 알려져 있으며, 이 반복 확장의 길이는 질병의 심각성과 발병 연령에 영향을 줄 수 있습니다. 현재까지 완치법은 없으며, 치료는 주로 증상 완화와 생활의 질 향상에 초점을 맞추고 있습니다.