Cantata Bio(구.Dovetail Genomics)는 독보적 수준으로 genome 구조에 대한 접근을 풀어냄으로써 생명과학을 변화시키고 있습니다. Dovetail Genomics사의 독점 Proximity Ligation Technologies를 통해, 표준 NGS 접근을 사용한 1차 서열 정보와 함께 게놈의 3차원 구조물이 캡쳐 됩니다.
후생유전학, 발달생물학, 암 연구, 진화생물학 등 연구 분야의 많은 연구자 분들이 염색질의 위상 분석, 크고 작은 구조적 변화 감지, de novo assembly, haplotype phasing과 미생물 유전자(microbiome) 분석 등 복잡한 문제를 해결하기 위해 Cantata Bio의 진보된 기술을 사용하고 있습니다. Cantata Bio는 다양한 서비스와 시약을 통해 연구자분들의 3D 게놈 구조 연구를 보다 쉽게 풀어 드리도록 하겠습니다.

Catalogue #: 21007

Dovetail™ HiChIP MNase kit는 proximity ligation Technologies을 사용하여 genome의 공간정보를 캡처하는 Hi-C와 ChIP-seq의 장점을 결합한 제품으로 연구자가 특정 단백질에 의해 매개되는 protein-directed chromatin을 분석할 수 있습니.
이 kit는 항체를 제외하고, NGS 라이브러리 생성 전에 포유류 시료에 대한 염색질 면역 침전 및 proximity ligation을 수행하는 데 필요한 모든 시약을 제공합니다. 이 kit는 illumina (Cat # 25004)용 Dovetail™ Library Module 및 Illumina sequencing을 위한 타사의 Paired-end library preparation kit와 호환됩니다.

• 단일 라이브러리에서 ChIP-seq 및 Hi-C 데이터를 함께 캡처
• 8 개의 시료에 적용할 수 있는 ready-to-use 형태의 시약 제공
• Nucleosome 수준의 해상도에서 염색질의 상호 작용을 매핑

샘플에서 sequencing-ready library까지 3일 소요
Dovetail HiChIP 과정은 다른 유사방법들에 비해 아래와 같은 장점들이 있다.

• 효소처리로 균일한 chromatin fragmentation 진행
• Proximity ligation을 통한 genome 내 장거리 정보 확보
• 100만 개 cell까지 사용할 수 있는 높은 재현성
• 일반적인 항체들의 검증된 리스트

Dovetail™ Micro-C와 Dovetail™ HiChIP법의 독특한 조합은 proximity ligation 전에 sequence bias없이 MNase(micrococcal nuclease) 사용으로 chromatin을 균일하게 단편화할 수 있으므로 까다로운 초음파 처리 과정도 필요 없고, 염색질 상호작용을 최대 해상도 (single nucleosome unit)로 제공합니다.

Dovetaill™ HiChIP kit는 단백질에 의한 chromosome 간의 상호작용을 3차원으로 연구할 수 있습니다. ChIP-seq과 같이, Dovetail™ HiChIP 데이터는 관심 있는 단백질에 직접 결합된 서열을 캡처합니다. 또한 관심 단백질에 의해 매개된 nucleosome 간의 장거리 상호 작용도 포착됩니다. 이 분석에서 MNase를 사용하면 nucleosome 단위로 분해된 데이터가 생성됩니다.

Protein-directed chromatin 정보를 더 많이 얻기 때문에, 적은 sequencing depth로도 높은 해상도의 contact map을 얻을 수 있습니다. 제한 효소 기반의 Hi-C에 비해, Dovetail™ HiChIP 데이터는 낮은 sequencing depth로 chromatin의 고차원적인 특징(loop, chromatin 간의 상호작용 등)을 시각화 시킬 수 있기 때문에 sequencing 비용을 절감시켜 줍니다.

Catalogue #: 21006

Dovetail™ Micro-C Kit는 proximity ligation을 수행하기 전에 chromatin 절단을 위해 MNase를 사용합니다. 이 kit는 NGS 라이브러리 생성 전에 포유류 샘플에 proximity ligation 단계를 수행하기 위한 모든 시약을 제공합니다. 이 키트는 Illumina(Cat # 25004)를 위한 Dovetail™ Library Module 및 illumina sequencing을 위한 타사의 Paired-end library preparation kit와 호환됩니다.

• Sequence에 상관없이 진행되는 chromatin 단편화로 genome 전체의 chromatin까지 검출 가능 (제한효소 기반의 Hi-C 접근법을 사용할 경우, ~20% genome은 검출이 어려움)
• Nucleosome 단위 수준의 높은 해상도로chromatin contact 검출 가능
• 장거리 상의 genome 정보와 nucleosome에 의해 가려진 genome 정보를 높은 signal로 확인 가능

MNase 효소는 sequence에 관계없이 내부가수분해효소 및 외부가수분해효소 활성을 모두 갖고 있기에, 이 효소에 의해 생성된 단편은 nucleosome 길이 (146 bp)입니다. 실험과정 상의 proximity ligation 부분은 장거리 상호작용을 최대한 검출할 수 있도록 최적화 시켰습니다. 그 결과 매우 균일하고 짧게 만들어진 단편들은 chromatin contact 정보를 이론적으로 해상도가 가장 높은 nucleosome 수준으로 가능하게 하였습니다.

Topology

Topological 특성 검출능 향상
Proximity ligation 결과에서 chromatin의 loop와 같은 고차원 특징을 탐지하기 위한 능력은 chromatin 상호작용 빈도를 캡쳐하여 장거리 정보 판독을 풍부하게 하는데 달려 있습니다. Chromosome 구조 정보를 높은 해상도로 더 많이 확인할 수 있으며, 제한효소 기반 방법에 비해 loop 검출 능력이 더 높습니다.

Dovetail™ Micro-C (blue) is compared to single (yellow) and multi (orange) RE-based Hi-C generated from 1 million GM12878 cells. All libraries were subsampled to 1 million read-pairs and processed through the Dovetail Genomics QC pipeline. Library characteristics are compared across libraries. Percentages of valid reads (trans + cis > 1 kbp) of the total library, cis reads with insert sizes > 1 kbp, > 20 kbp, and > 1 Mbp are plotted. Library complexity, as percent unique reads at 300 million read pairs, is extrapolated using the preseq library complexity tool.

Dovetail® Micro-C는 Nucleosome의 위치 정보를 개별적으로 포착
Dovetail® Micro-C library에서 확인할 수 있는, MNase에 의해 절단된 chromatin은 genome 전반에 걸친 nucleosome map을 재현합니다. 이 지도는 nucleosome에 의해 보호된 DNA와 MNase 효소로 절단이 가능한 DNA 사이에서 상관관계가 높은 sequence read peak으로 구성됩니다. 이Peak 간의 주기는 ~146 bp 마다 나타납니다. (단일 nucleosome 주위를 감싸는 DNA의 길이) 이것은 제한효소 기반 접근이 아니기 때문에 나타나는 Micro-C 데이터만의 특징입니다. Dovetail® Micro-C에 의해 가능해진 결합된 genome 전반의 nucleosome 위치 정보와 고해상도의 chromosome topology 정보는 nucleosome과 nucleosome chromatin contact 사이의 매핑을 가능하게 합니다.

Catalogue #: 21005

Dovetail® Omni-C® Kit는 proximity ligation 전에 sequence에 관계없이 내부 핵산가수분해 효소를 사용하여 chromatin을 절단하기 위해 사용되는 제품입니다. Omni-C™ Kit는 NGS library 생성 전에 포유류 샘플의 proximity ligation을 수행하는데 필요한 모든 시약을 제공합니다. 이 kit는 illumina (Cat # 25004)를 위한 Dovetail™ Library Module 및 illumina를 이용한 염기서열 분석을 위한 타사 Paired-end library preparation kit와 호환됩니다.

• Sequence에 관계없이 발생하는 chromatin 단편화는 genome 전체의 chromatin contact을 검출 (Genome의 최대 20%는 제한 효소 기반의 Hi-C 접근법으로 탐지할 수 없음)
• Shotgun sequencing과 유사한 genome 전체 범위까지도 SNP 검출, chromosome phasing, genome assembly 및 구조적 변이 검출
• 필요한 coverage를 충족시키는 데에 sequencing 부담이 감소하여 시간과 비용 절약

Omni-C Library는 광범위한 genome에서 염색질간 상호작용을 해석
Chromatin 절단 방법으로 sequence에 상관없이 작용하는 내부핵산가수분해 효소를 사용하기 때문에 , Omni-C kit는 제한효소 기반의 Hi-C 방법과 달리 sequence bias 없이 모든 genome 특징에 Hi-C 접근법을 적용할 수 있습니다.

Omni-C Kit의 특징

• 장거리의 cis reads가 풍부하지만, 제한효소 기반의 접근법을 사용한 결과와의 높은 중복성
• Chromatin 구조와 looping interaction확인을 위한 결과의 해상도 향상
• 제한효소 접근이 어려운 영역에서도 현저하게 해상도가 높아지기 때문에 genome 전반의 chromatin 구조를 온전히 확인할 수 있음

Omni-C library로 생산된 균일한 sequencing coverage는 genome 내 SNP 검출, SNP 정보를 기반으로 한 downstream 분석을 가능하게 합니다.

예를 들면

• Omni-C library로 향상된 coverage는 switch error를 줄여 chromosome phasing 분석 가능
• Illumina의 short read를 사용하여 전체 genome의 phasing 분석이 가능한 최적의 접근 방법

Proximity ligation을 통해 얻은 결과는 암 조직 시료의 chromosomal rearrangement를 높은 해상도로 확인하고 검출할 수 있습니다.
HiGlass와 같은 open-source software를 사용하여 large structural variant와 같은 contact metrics를 신속하게 시각화시킬 수 있습니다.

Catalogue #: 25013 (Human) / 25014 (Mouse)

Dovetail Genomics사는 진보된 Hi-C 기술을 바탕으로 3D 유전체 구조를 분석할 수 있는 다양한 솔루션을 제공합니다. Dovetail® Pan Promoter Panel은 특히, 프로모터 영역을 보다 상세하게 분석할 수 있는 제품입니다. 이미 알려진 프로모터 사이트에 고정된 상호 작용에 대한 genome-wide view를 제공하여 프로모터-인헨서 및 프로모터-프로모터 접촉과 같은 프로모터의 특정 상호작용을 보다 고해상도로 검출할 수 있습니다.

Targeted enrichment는 proximity ligation 라이브러리와 결합할 수 있으며, 종종 capture Hi-C라고도 합니다. 기존의 제한효소 기반의 Hi-C 라이브러리를 사용할 경우, 제한 부위가 고르게 분포되어 있지 않기에 최종 라이브러리에서 편향이 발생합니다. Dovetail® Micro-C와 Omni-C 라이브러리의 경우, 시퀀스 독립적인 뉴클레아제를 사용하기 때문에 데이터의 바이어스를 제거합니다.

• Human과 mouse 샘플의 경우 기존 알려진 프로모터의 98% 커버
• Target enrichment를 이용하기 때문에 Hi-C 접근에 비해 sequencing 비용을 대폭 절감
• 제한효소 절편의 길이와 분포에 영향을 받지 않아 고해상도로 분석
• 최대 8개 library까지 pooling 가능
• 기존 Hi-C 기반의 Dovetail kit들과 함께 사용
• 개선된 signal to noise로 Promoter 사이트의 상호작용을 고해상도로 검출

시퀀싱 이전의 proximity ligation library 과정에서 hybridization capture가 진행되기 때문에, proximity ligation Workflow에는 영향을 주지 않습니다. 따라서 proximity ligation Workflow에 Dovetail Pan Promoter Panel 실험을 호환하여 사용할 수 있습니다. Proximity ligation 기법을 사용하는 Dovetail® Omni-C 및 Micro-C 라이브러리는 이러한 목적을 위해 새로운 라이브러리를 제작할 필요없이 타겟을 강화할 수 있습니다.

Target 접근법은 전체 라이브러리의 복잡성을 줄여 관심있는 접촉의 신호를 증가시키고, 전체 배경 신호를 감소시킵니다. 그 결과 시퀀스를 더 효율적으로 사용하고, 관심 영역 내에서 더 많은 접촉 증거를 얻을 수 있습니다.

Catalogue #: 25018 (Mammalian cells)

Dovetail® TopoLink™ Kit는 데이터 품질을 저하시키지 않으면서 proximity ligation 분석법을 이용하여 3D 게놈 구조를 분석할 수 있는 가장 빠른 워크플로우를 제공합니다. A/B 구획 매핑, TAD 경계 확인 및 염색질 loop를 캡처하고자 하는 분들께 추천드립니다. Dovetail® TopoLink™ Kit에는 샘플에서 라이브러리 준비까지 모든 시약이 포함된 올인원 키트이며, 샘플 준비에서 시퀀싱 라이브러리 준비까지 6시간 이내에 완료할 수 있습니다.

• 다른 접근법에 비해 절반 이하 시간에 게놈 상호작용 데이터 생산
• 매우 균일한 시퀀스 커버리지를 가지면서, 의미있는 데이터 발굴을 극대화
• 기존 Hi-C 대비 적은 input cell 사용으로 더 많은 TAD calling 및 loop calling 확인
• Mammalian Cell에만 적

Increase the Discovery Rate of Genomic Interactions Features

TopoLink™ 데이터는 편향되지 않으면서 균일한 게놈 coverage를 가짐으로 Hi-C 데이터에 비해 더 많은 접촉 매트릭스(contact matrices)와 염색질 loop calling을 확인할 수 있습니다.

Rapid Genomic Interaction Integration with Other NGS Markers

기존 도구를 활용하여 TopoLink 데이터를 다른 게놈 및 후성유전체 데이터와 빠르고 쉽게 통합할 수 있습니다. 위 데이터는 WashU Epigenome Browser에서 RNA-seq, ChIP-seq 및 ATAC-seq 데이터와 TopoLink를 통해 얻은 염색질 loop 및 상호작용 매트릭스 데이터를 함께 시각화한 것입니다. 검출된 TADs, loops와 인헨서-프로모터 동적 상호작용을 다른 게놈 특징과 함께 맥락화할 수 있습니다.

Dovetail Service

Dovetail™ Scaffolding Project

Dovetail™ scaffolding project는 연구자분들이 기존에 가지고 있는 assembly를 향상시킵니다. Dovetail사의 최첨단 시설 및 기술력을 바탕으로 기존 assembly의 order, orientation, contiguity을 개선하기 위해 최선을 다할 것입니다. Library 제작에서 HiRise™ scaffolding 분석을 통해 잠재되어 있는 genome 정보를 분석할 수 있도록 지원하고 있습니다.

Specifications

Key Benefits

• 검증된 방법을 사용하여 scaffolding을 진행하는 맞춤형 접근법
• 연구 주제에 대한 가이드를 제공하고 질의 응대를 위해 지정된 Scientific Project Manager 지원
• 12주 이내에 확인 가능한 genome assembly
• 다양한 기술로 검증된 매우 정확한 결과
• Dovetail  Genomics사의 독점 서비스 및 전문 지식 제공

Deliverables

• Dovetail™ Omni-C™, Chicago™ 및 Dovetail™ Hi-C의 조합을 통해 제작된 Dovetail™ library와 sequencing 결과
• 최첨단 assembly pipeline을 scaffolding 분석을 진행한 assembly 정보와 TAD 분석 정보 제공(TAD 정보는 적용 가능한 경우에 한함)

Table.

Examples of N50 improvements for genomes scaffolded using Dovetail™ Hi-C and HiRise™ scaffolding pipeline.

Applications

Dovetail Genomics is creating a more
comprehensive view of the genome

Genome Conformation

Genome conformation 매핑 기술은 genome의 3차원 구조 확인 연구를 가능하게 하고 있습니다. Dovetail Genomics사의 Hi-C chemistry와 Omni-C™ 를 적용한 proximity ligation 분석에 대해 자세히 알아보십시오.

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Plant & Animal
Genome Assembly

농업 및 생태 연구에서부터 보존 및 진화 생물학에 이르기까지 연속된 genome 정보를 정확하게 분석하는 것은 유전체 분석 분야에서 매우 중요한 부분입니다. 독자적인 HiRise™ 소프트웨어 플랫폼과 함께 Dovetail Genomics Hi-C 및 Chicago Proximity Ligation Assays가 여러분의 연구에 어떻게 적용될 수 있는지 확인하세요.

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Human Disease Research

Dovetail Genomics사는 종양학, 유전, 진단되지 않은 질병과 같은 인간 질병에 대한 연구를 가속화 할 수 있는 독자적인 기술과 소프트웨어를 보유하고 있습니다.
Fix-C™, Dovetail™ Hi-C , Omni-C™ kit 및 서비스가 어떻게 질병 연구에 기여하는지 자세히 알아보십시오.

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Publications

• A high-quality genome assembly and annotation of the gray mangrove, Avicennia marina
• Horseshoe crab genomes reveal the evolution of genes and microRNAs after three rounds of whole genome duplication
• Chromosome-scale, haplotype-resolved assembly of human genomes
• Reconstruction of ancient homeobox gene linkages inferred from a new high-quality assembly of the Hong Kong oyster
• A high-quality genome assembly of the eggplant provides insights into the molecular basis of disease resistance
• Chromosome-level reference genome of the European wasp spider Argiope bruennichi: a resource for studies on range

List of Publications

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