Phase Genomics Blog
Shotgun Sequencing vs Hi-C Sequencing
Shotgun Sequencing과 Hi-C Sequencing의 차이점
Genome assembly, metagenomics, microbiome analysis에서 Shotgun sequencing과 Hi-C sequencing이 어떻게 다른지 알아봅니다.
최근 genomics 및 microbiome research 분야에서는 sequencing technology의 발전과 함께 genome reconstruction accuracy 및 structural analysis에 대한 관심이 빠르게 증가하고 있습니다.
특히 genome assembly, metagenomics, plasmid-host linkage, phage-host interaction과 같은 분야에서는 단순 sequence information만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다.
이러한 이유로 traditional shotgun sequencing과 함께 Hi-C sequencing 기반 접근법이 increasingly important technology로 주목받고 있습니다.
What is Shotgun Sequencing?
Shotgun sequencing은 genomic DNA를 무작위로 fragmentation 한 후 sequencing하여 genome 정보를 재구성하는 방식입니다.
현재 대부분의 NGS 기반 genome sequencing 및 metagenomics workflow에서 기본적으로 사용되는 approach이며, Illumina short-read sequencing 기반 연구에서 가장 널리 활용됩니다.
Advantages
- High throughput sequencing 가능
- 상대적으로 low cost workflow
- Established analysis pipelines
- Widely available sequencing platforms
Limitations
- Fragmented genome assembly
- Limited structural information
- Difficult plasmid-host attribution
- Difficult phage-host assignment
- Complex microbiome sample 분석 시 ambiguity 발생 가능
What is Hi-C Sequencing?
Hi-C sequencing은 세포 내에서 물리적으로 가까이 존재하는 DNA fragment 간의 proximity 정보를 capture하는 기술입니다.
즉, 단순 sequence 정보뿐 아니라 "어떤 DNA fragment가 같은 chromosome 또는 같은 microbial cell 내부에 존재하는가"에 대한 structural information을 함께 분석할 수 있습니다.
이러한 특성 때문에 Hi-C sequencing은 chromosome-scale genome assembly, metagenome deconvolution, plasmid-host linkage, phage-host interaction analysis에 강력한 tool로 활용되고 있습니다.
Advantages
- Chromosome-scale genome assembly 지원
- Genome scaffolding accuracy 개선
- Improved MAG reconstruction
- Plasmid-host linkage analysis 가능
- Phage-host interaction 분석 가능
- Structural genome information 제공
Considerations
- Additional library preparation workflow 필요
- Bioinformatics complexity 증가 가능
- Specialized analysis pipeline 필요 가능성
Shotgun Sequencing vs Hi-C Sequencing Comparison
| Feature | Shotgun Sequencing | Hi-C Sequencing |
|---|---|---|
| Main Information | DNA sequence information | DNA sequence + structural proximity information |
| Genome Assembly | Fragmented assembly 가능성 | Chromosome-scale assembly 지원 |
| Structural Information | Limited | Available |
| Microbiome Analysis | General community profiling | Genome-resolved analysis 가능 |
| Plasmid-host Linkage | Difficult | Possible |
| Phage-host Interaction | Limited | Enhanced analysis 가능 |
| Workflow Complexity | Relatively simple | More advanced workflow |
When Should You Use Hi-C Sequencing?
Genome Assembly
Fragmented assembly를 chromosome-scale 수준으로 개선하고자 하는 경우
Microbiome Research
Genome-resolved microbiome analysis 및 MAG reconstruction accuracy를 개선하고자 하는 경우
AMR Tracking
Antimicrobial resistance gene와 microbial host 간 연결성을 분석하고자 하는 경우
Phage-host Analysis
Bacteriophage와 microbial host interaction을 연구하는 경우
Phase Genomics Solutions for Hi-C Sequencing
Phase Genomics는 genome assembly 및 microbiome research를 위한 advanced Hi-C sequencing workflow를 제공합니다.
Proximo™
Chromosome-scale genome scaffolding 및 structural genomics workflow를 위한 Hi-C solution
- Genome scaffolding
- Chromosome-scale assembly
- Plant & animal genomics
- Structural genome analysis
ProxiMeta™
Genome-resolved metagenomics 및 microbiome structure analysis를 위한 Hi-C metagenomics platform
- MAG reconstruction
- Plasmid-host linkage
- Phage-host interaction
- Environmental genomics
Conclusion
Shotgun sequencing은 여전히 genomics 및 metagenomics 연구에서 가장 widely used sequencing approach이지만, structural information 및 genome-level linkage 분석에는 한계가 존재합니다.
반면 Hi-C sequencing은 DNA proximity information을 활용하여 chromosome-scale assembly, plasmid-host linkage, phage-host interaction, genome-resolved microbiome analysis와 같은 advanced applications를 가능하게 합니다.
따라서 genome structure 또는 microbial interaction 분석이 중요한 프로젝트에서는 Hi-C sequencing workflow가 매우 강력한 접근법이 될 수 있습니다.
Interested in Hi-C Sequencing Solutions?
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