코로나 바이러스 전장 유전체 범용 고속 분석 기술

A01

전장유전체 증폭을 위한 인간 베타코로나바이러스 …진단 키트

Possible to respond to variant and similar animal viruses Rapid full-length genome analysis technology

기술완성도-TRL6 :Full Scale 시제품 개발

한줄 기술 요약

  • 본 기술은 임상 시료에서 분리 배양 없이 전장 유전체를 고속으로 얻을 수 있는 기술
  • 코로나 바이러스 유전체의 계통분석을 통하여 인간 코로나 바이러스 및 유사 바이러스 범용으로 적용할 수 있는 프라이머 세트를 이용해 얻어진 증폭체들의 염기서열을 분석하여 전장 유전체를 임상시료에서 빠르게 확보할 수 있음

개발배경 및 해결과제

  • 국내 MERS 코로나 바이러스의 특성을 파악 위해 국내 분리주와 국외 바이러스 간 유전자와 아미노산 서열 비교결과, E 유전자는 변이가 없고 S 유전자는 일부 변이가 확인되었으나, 유전자 수준에서의 변이 분석만으로 바이러스병원성 /인체감염 연관성을 단정짓기힘듦
  • 바이러스 감염 전파 /병원성에 있어 중요한 유전자 부위의 특성 분석을 위해 감수성 세포를 활용한 바이러스 자가 복제, 감염능력 분석 등의 실험과 동물 모델을 이용한 병원성 분석 실험 등에서의 다각적인 생물학적 특성 분석 및 연구 개발의 필요성이 대두됨

기술의 우수성

  • 바이러스 유전체에 특이적인 프라이머 패널을 활용하여 특이적으로 바이러스 유전체를 증폭하여 임상시료에 직접 바이러스 유전체 정보를 효율적으로 확보할 수 있음
  • 계통적으로 보존되어 있는 염기서열을 기반으로 프라이머 패널이 제작되어 신변종 /유사 동물 바이러스에 대응할 수 있을 것으로 기대됨
  • 코로나 바이러스 고속 동정용 프라이머 패널 및 이를 이용한 유전체 분석 서비스로 활용될 수 있음

기술의 차별성

  • 배양 등을 통한 바이러스 증식이 필요가 없어 세포배양 비용 및 시간에 대한 이득이 있음
  • 프라이머 패널이용한 증폭체의 염기서열 분석은 기존의 염기서열 분석법에 그대로 적용가능. 유전체 염기서열 분석에 대한 추가적인 비용이나 조치가 필요하지 않음
  • 프라이머 패널 형태의 제품으로 제공가능,그 특성상 유전체 염기서열 전체 분석 비용대비매우 적은 비중을 차지하여 충분한 가격 경쟁력
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구현방법 1

  • 코로나 바이러스 전장 유전체에 상보적인 하나 이상의 정방향 및 역방향 프라이머 세트를 제조하고, 시료에서 RNA를 분리하여, 분리된 RNA를 사용하여 역전사 반응을 수행하고, 역전사 반응이 수행된 시료에 하나 이상의 프라이머 세트를 첨가하여 중합효소 연쇄반응을 실시한 후 차세대 염기서열(NGS)을 이용한 증폭된 산물의 서열을 분석함

활용분야

  • 신종 바이러스 진단 플랫폼
  • 바이러스 유전체 분석 서비스

적용제품

  • 유전체 분석
  • 유전체 진단

기술동향 1

 

  • 유전체 분석 기술은 관련 기업 간의 경쟁으로 가격 하락이 지속되고 있어 100달러 게놈이 아니라 향후 10달러보다 낮은 비용으로 한 사람의 유전체 서열 전체를 해독하는 것이 가능할 것으로 전망됨
  • 최근 의료비용 증가, 새로운 유전체분석 기술 확대, 고령화에 의한 질병 증가에 따라 유전체 분석 서비스의 대중화가 앞당겨지며 유전체 연구자와 기업들의 연구개발 및 출원활동이 활발해질 전망임

기술동향 2

 

  • 전장 유전체 분석(WGS: whole-genome sequencing)이 확대되면 유전체 해독 후 여러 유전자의 동시 분석뿐 아니라 원인을 알 수 없던 질병에 대한 진단도 가능해질 전망임
  • Philips의 IntelliSpace Genomics 임상정보과학 플랫폼의 시퀀싱 시스템과 Illumina의 유전자변이 및 기능분석기술을 통합하기 위해 협력체계를 구축하여 종양학 기반 정밀의료 플랫폼을 개발할 예정이며, 이와 같이 유전체 시장의 주요 플레이어들은 전략적 제휴를 통해 혁신적인 기술발전을 도모하고자 함

시장전망 1

  • 글로벌 유전체 시장은 2017년 147억 달러에서 연평균 10.6%로 성장하여 2023년 269.6억 달러 규모를 보일 것으로 전망됨

시장전망 2

  • 기술별 유전체 시장에서는 PCR 기술이 2023년 106.2억달러로 가장 큰 비중을 차지하고 있으나, 기술적 진보와 더불어 분석비용 감소, 분석장비 수요 증가, 암질환 관련검사 등 광범위한 활용가능성으로 인해 시퀀싱 기술이 연평균 18.3%로 2023년까지 가장 빠르게 성장할 전망임