법의학용 NGS(next-generation sequencing)

Precision ID Identity Panel

단일 핵산 다형성(SNP)은 STR(short tandem repeat) 외에 신원감식(HID) 용도에 적합한 새로운 핵심 정보를 다수 제공합니다. 시퀀싱에 필요한 amplicon이 더 짧기 때문에 SNP는 분해된 샘플(대규모 재난의 희생자 등)에서 정보를 많이 회수하도록 해줍니다.

The Applied Biosystems™ Precision ID Identity Panel 은 autosomal 표지자 124개를 포함하며, 법의학 분석에서 사용하는 STR 유전형 일치 확률(1 x 10-31~6 x 10-35)과 유사한 방법으로 개인을 감별할 수 있습니다. 높은 감별력을 확보하기 위해 이형접합성이 높고 고정 지수(Fst)가 낮은 상위 Y-clade SNP 34개와 autosomal SNP 90개를 사용합니다. 이에 대한 설명은 예일대학교 Kenneth Kidd의 논문[3]과 SNPforID Consortium 논문[4,5]에 잘 나와 있습니다.

32 samples were analyzed after one run on the Ion PGM System using the Ion 318 Chip v2. The sequencing reads were analyzed using Torrent Suite Software, Variant Caller 4.0, and the HID SNP Genotyper plug-in. A set of 46 SNPs (all 43 unlinked SNPs from Dr. Kenneth Kidd and 3 additional SNPforID SNPs) were evaluated in a concordance study with results demonstrating a concordance rate of 99.99% at an average read depth of ~750x per autosomal SNP and ~350x per Y SNP.

The Applied Biosystems Precision ID Library Kits are specifically designed for rapid generation of targeted sequencing libraries from Precision ID panels. The kits are built on Ion AmpliSeq chemistry, which enables scalable multiplex PCR reactions from tens to thousands of amplicons in a single well using as little as 125 pg of starting DNA. These kits also enable the preparation of barcoded libraries using Ion Xpress Barcode Adapters 1-96 Kits or the IonCode Barcode Adapters 1-384 Kit. The barcoded libraries can be combined and loaded onto a single Ion chip to minimize the sequencing run time and costs, and allow for accurate sample-to-sample comparison. Precision ID Library Kits are for use with manual procedures or with high-throughput robotics platforms.

The Precision ID DL8 Kit is designed for use with the Ion Chef System for automation of Ion AmpliSeq library construction. Leveraging the automation capabilities of the Ion Chef System, this kit enables the reproducible preparation of Precision ID amplicon libraries, with less than 15 minutes of hands-on time and only 3 liquid transfer steps. Compatible with 1- and 2-pool panel designs, the kit automates the preparation of libraries from 8 samples in a single run, delivering a single tube of pooled libraries ready for downstream templating and sequencing.

The Ion S5 Precision ID Chef & Sequencing Kit is fully optimized for templating and sequencing of all available HID NGS panels (STR, SNPs, and mitchondrial DNA) on the Ion GeneStudio S5 Systems. The kit is available in two formats: two runs per initialization for higher-throughput labs and one run per initialization for less frequent analyses.

실험 시간을 줄여주고, 실험실 생산성을 개선하고, 결과를 표준화합니다. 신원감식(HID)용 Ion Chef System 은 복잡한 로봇과 혼란스러운 스크립트 없이도 반복적인 실험실 작업을 실행합니다. Ion Torrent™ NGS(next-generation sequencing) 플랫폼과 함께 사용하는 Ion Chef System은 간단히 누름 버튼만 누르면 Precision ID 라이브러리 준비, 템플릿 생성, 칩 로딩을 자동으로 실행하므로, DNA부터 데이터 확보까지 단 45분의 Hands-on 시간만으로 충분합니다.

법의학적 신원감식(HID)을 실시하는 과학자와 연구자에게 적합한 Ion Chef System을 통해 실험실 효율을 높여 주는 자동 workflow가 가능합니다. 신원감식(HID)용 Precision ID Panel에서 사용되는 Ion AmpliSeq 기술과 연계하여, Ion Chef System 자동화 기능과 Precision ID NGS System의 강력한 기능을 모두 활용할 수 있습니다.

• 신원감식(HID)용 Precision ID Panel에서 사용되는 Ion AmpliSeq 기술과 연계하여, Ion Chef System 자동화 기능과 Precision ID NGS System의 강력한 기능을 모두 활용할 수 있습니다.
• 작동 시 실행 간 교차 오염율이 0.01% 미만으로 매우 낮음
• 경력에 상관 없이 법의학자가 변동성 원인을 줄이는 데 기여
• 모든 Ion Torrent 반도체 칩과 시퀀싱 화학 지원

월요일에는 SNP 패널, 수요일에는 mtDNA 패널, 목요일에는 STR 패널에서 시퀀싱을 해야 합니까? Precision ID NGS System 의 필수적인 부분인 Ion S5 System또는 Ion PGM™ System을 사용하면 단일 벤치톱 장비를 활용해 어플리케이션과 처리량 요구사항을 확장할 수 있습니다. Ion S5 및 Ion S5 XL System은 업계 최고 속도와 부담 없는 가격으로 표적 시퀀싱의 데이터 워크플로우에 가장 간단한 DNA를 더해 줍니다, and the flexibility to multiplex and optimize the number of samples and panels on a single chip.

간편성: 준비, 설정, 시퀀싱

• Sequencer hands-on 시간 15분 미만
• DNA부터 데이터에 이르는 표적 시퀀싱 workflow에 소요되는 hands-on 시간 45분 미만

속도: 연구의 모든 순간에서 시간은 매우 중요하기 때문

• 시퀀싱 실행당 2.5-5.5시간
• 단 하루만에 DNA부터 데이터 획득까지 가능

웨비나

법의학에 맞게 NGS(next-generation sequencing)를 조정하는 것은 패러다임의 전환이 아니다 —Bruce Budowle 박사, 노스 텍사스 대학교 건강과학센터

NGS 기술을 사용하는 미토콘드리아 DNA 시퀀싱 소개 —Walther Parson 박사, 인스브루크 의과대학 법의학 연구소

Ion Torrent NGS 자동화 기능을 사용해 법의학적 DNA 분석 가속화 —Joseph Chang, Thermo Fisher Scientific

논문

Guo, 외 Evaluation of the Early Access STR Kit v1 on the Ion Torrent PGM™ platform(Ion Torrent PGM™ 플랫폼에서 Early Access STR Kit v1의 평가). Forensic Sci Int Genet. 2016년 4월 4;23:111-120. doi: 10.1016/j.fsigen.2016.04.004. 

Chaitanya, 외 Simultaneous Whole Mitochondrial Genome Sequencing with Short Overlapping Amplicons Suitable for Degraded DNA Using the Ion Torrent Personal Genome Machine(Ion Torrent 개인용 게놈 장비를 사용하여 분해된 DNA에 적합한 짧은 중복 Amplicon으로 동시 전장 미토콘드리아 게놈 시퀀싱). Hum Mutat 2015년 12월 8;36(12):1236-47. Epub 2015 Oct 8. 

Zhang, 외 Parallel Analysis of 124 Universal SNPs for Human Identification by Targeted Semiconductor Sequencing(표적 반도체 시퀀싱으로 .신원감식(HID)을 위한 범용 SNP 124개의 평행 분석) Scientific Reports 5, Article number: 18683 (2015) 

Churchill, et al. Effects of the Ion PGM™ Hi-Q™ sequencing chemistry on sequence data quality. Int J Legal Med. doi:10.1007/s00414-016-1355-y 

Quail et al. (2012). “A tale of three next generation sequencing platforms: comparison of Ion Torrent, Pacific Biosciences and Illumina MiSeq sequencers”. BMC Genomics 13:341