DNA 메틸화 검출 기술 시장 규모, 점유율, 동향 분석 보고서 : 제품별(소모품, 장비, 소프트웨어), 기술별(중합효소 연쇄 반응(PCR), 마이크로어레이, 시퀀싱), 용도별(중개연구, 진단시술), 최종사용자별(CRO, 연구소, 바이오제약, 생명공학기업) 예측 기간별 학술연구실, 바이오제약 및 바이오테크놀러지 기업), 예측 기간(2024-2031년)
DNA 메틸화 검출 기술 시장은 예측 기간(2024-2031년) 동안 연평균 10.3%의 높은 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 시장 성장의 배경에는 생명공학 및 제약 산업에서 신생 기업의 증가, 학술 기관 간의 파트너십 확대, 도구, 소프트웨어 및 소모품의 종류 증가로 인한 후성유전학적 바이오마커로서 DNA 메틸화 검출 기술의 사용 확대가 있습니다. 미국 국립생물공학정보센터(NCBI)는 2023년 9월 개인의 식습관과 생활습관이 암의 발병 원인에 큰 영향을 미친다고 발표했습니다. 연구에 따르면, 미국 내 암 관련 사망의 30.0% 이상은 식습관이 원인일 수 있다고 합니다. 유전체 내 전체 CpG 부위의 약 70.0%-80.0%가 메틸화되어 있으며, 이러한 변형은 다양한 유전체 영역에 분포되어 있는 것으로 관찰되고 있습니다.
시장 역학
중아황산염 처리 기반 기술에 대한 수요 증가
중아황산염 처리는 5-메틸시토신과 비메틸화 염기를 분류하는 데 널리 사용되는 효과적인 방법 중 하나입니다. 유전체 DNA를 중아황산나트륨에 노출시키면 비메틸화 시토신(C)은 탈아미노화되어 우라실(U)로 전환되지만, 메틸화 시토신은 그대로 유지됩니다. 우라실은 중합효소 연쇄 반응(PCR)을 통해 최종적으로 티민(T)으로 전환됩니다. 그 결과, 유전자의 메틸화 정보가 염기서열 정보로 전달됩니다. 염기서열의 변화는 융점(온도) 및 특정 식별 상호작용과 같은 유전자의 특징을 변화시킵니다. 이러한 특징의 차이는 DNA 메틸화 분석의 기초가 됩니다.
차세대 염기서열 분석(NGS)의 채택 증가
Whole-Genome Bisulfite Sequencing(WGBS) 및 Reduced Representation Bisulfite Sequencing(RRBS)과 같은 NGS 기반 DNA 메틸화 분석법은 1염기 분해능으로 종합적인 메틸화 프로파일을 제공할 수 있다는 장점 때문에 점점 더 널리 보급되고 있습니다. 프로필을 제공하는 능력으로 인해 더욱 널리 보급되고 있습니다. 어레이 기반 기술에 비해 NGS는 단기간(1일에서 수일)에 심층적인 시퀀싱이 가능하며, 리드(50-400 뉴클레오티드 범위)로 알려진 수십억 개의 짧은 DNA 샘플을 생성하여 인간 유전체의 모든 가능한 메틸화 부위를 더 잘 커버할 수 있습니다.
시장 세분화
중합효소 연쇄 반응(PCR)이 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예측
성장을 뒷받침하는 주요 요인으로는 유전자 특이적으로 DNA 메틸화를 조사하기 위해 자주 사용되는 PCR 기반 기술을 들 수 있습니다. 비설파이트 시퀀싱, 메틸화 특이적 PCR, 메틸화 민감성 고해상도 용융 PCR, 실시간 PCR 기반 MethyLight는 이 기술의 몇 가지 변형입니다. 주요 기업들은 유전성 질환 치료를 지원하는 새로운 혁신적인 솔루션을 바이오의약품 고객에게 제공하고 있습니다. 예를 들어, 2023년 1월 QIAGEN과 Helix는 NGS 및 PCR 기술을 사용하여 유전성 질환에서 차세대 시퀀서 동반진단을 촉진하기 위해 독점 파트너십을 체결했습니다. 이 파트너십은 QIAGEN의 바이오제약과의 관계, NGS 역량, 세계 규제에 대한 전문지식을 바탕으로 Helix(R) Laboratory Platform을 활용합니다. 신경퇴행성 질환, 심혈관질환, 자가면역 질환, 염증성 질환 등 전 세계 수억 명이 앓고 있는 건강 문제를 해결합니다.
진단 시술이 큰 시장 점유율을 차지
이 부문의 성장을 뒷받침하는 요인으로는 질병과 관련된 DNA 메틸화 영역(DMR)의 차이를 전체 유전체 바이설파이트 시퀀싱(WGBS) 및 마이크로어레이 기반 기술(예: Illumina 850K 어레이)을 포함한 편견 없는 방법으로 식별할 수 있어 진단 및 임상 마커로 사용할 수 있다는 점 등이 있습니다. 마커로 임상적으로 사용할 수 있다는 점 등이 있습니다. 주요 기업들은 메틸화 플랫폼을 더욱 활용하여 암 예후, 미세잔존병변, 재발 모니터링 및 바이오마커 탐색을 위한 RUO(Research Use Only) 기술 솔루션을 도입하고 있습니다. 이 새로운 기술 솔루션은 고형암 연구에도 사용할 수 있는 범용성을 가지고 있으며, 맞춤형 분류기 개발 등 특정 사용 사례에서 성능을 향상시키기 위해 맞춤화할 수 있습니다. 예를 들어, 2023년 1월 GRAIL은 진단 후 암 연구를 가속화할 수 있는 최첨단 메틸화 기반 솔루션을 발표했습니다. 이 새로운 기술 솔루션은 GRAIL의 독자적인 표적 메틸화 플랫폼을 사용하여 말초혈액에서 분리한 무세포 DNA(cfDNA)를 분석하여 암 신호를 조사합니다. 잠재적인 사용 사례로는 예후 예측, 미세 잔존 병변 탐지, 다양한 암종의 재발 모니터링 연구 등이 있습니다.
DNA 메틸화 검출 기술 세계 시장은 북미(미국, 캐나다), 유럽(영국, 이탈리아, 스페인, 독일, 프랑스, 기타 유럽), 아시아태평양(인도, 중국, 일본, 한국, 기타 아시아태평양), 기타 지역(중동 및 아프리카, 중남미)으로 세분화되어 있습니다.
유럽의 DNA 메틸화 검출 기술 수요 확대
이 영역의 성장은 식습관, 호르몬, 스트레스, 약물, 환경 화학제품 노출과 같은 환경적 요인에 의해 영향을 받는 DNA 메틸화의 증가에 기인합니다. 또한 일부 신경정신질환(정신분열증, 우울증, ADHD), 신경발달장애(레트증후군), 신경퇴행성질환(알츠하이머병), 인지장애를 포함한 인간 신경질환과 같은 DNA 메틸화 기반 질환의 증가가 DNA 메틸화 검출기술에 대한 수요를 촉진하고 있습니다. 에 따르면, 2023년 6월 기준 유럽에서 5,000만 명에서 7,500만 명의 어린이와 성인이 조기 발병 신경 발달 질환을 앓고 있습니다.
북미가 주요 시장 점유율을 차지합니다.
북미는 Agilent Technologies, Inc, Bio-Rad Laboratories, Inc, Illumina, Inc, Thermo Fisher Scientific Inc 등 DNA 메틸화 검출 기술을 제공하는 업체들의 존재로 인해 큰 점유율을 차지하고 있습니다. 시장 성장의 배경에는 검출 기술 및 분석 플랫폼의 개선과 더불어 DNA 메틸화가 다양한 생물학적 과정과 질병에 미치는 기능에 대한 인식이 높아지면서 DNA 메틸화 프로파일링은 네 가지 질병 그룹의 확실한 하위 분류를 가능하게 하고, DNA 메틸화 바이오마커의 추가는 질병 위험의 계층화 및 분류를 가능하게 합니다. DNA 메틸화 바이오 마커의 추가는 질병 위험의 계층화를 크게 강화할 수 있습니다. 예를 들어, 2024년 6월, DNA 시퀀싱 및 어레이 기반 기술 기업 Illumina Inc.는 차세대 시퀀싱 데이터 분석을 위해 Illumina Connected Software 포트폴리오의 일부인 "DRAGEN" 소프트웨어의 최신 버전인 "DRAGENT" v4.0을 발표했습니다. DRAGENT" v4.3을 발표했습니다. 이 외에도 RNA 정확도 향상, 무손실 ORA(Original Read Archive) 압축 기능의 확장, 인간 메틸화 데이터 및 비인간 데이터에 대한 높은 압축률 지원 등 다양한 개선사항이 포함됐습니다.
DNA 메틸화 검출 기술 시장에 진출한 주요 기업으로는 Agilent Technologies, Inc, Bio-Rad Laboratories, Inc, Illumina, Inc, QIAGEN N.V., Thermo Fisher Scientific Inc. 등이 있습니다. 시장 경쟁력을 유지하기 위해 각 회사는 제휴, 합병, 인수 등의 전략을 적용하고 사업 확장 및 제품 개발에 점점 더 많은 노력을 기울이고 있습니다.
최근 동향
DNA Methylation Detection Technology Market Size, Share & Trends Analysis Report by Product (Consumables, Instruments and Software), by Technology (Polymerase Chain Reaction (PCR), Microarray and Sequencing), by Application (Translational Research and Diagnostic Procedure), and by End-Users (Contract Research Organization (CRO), Research and Academic Laboratories and Biopharmaceutical and Biotech Companies) Forecast Period (2024-2031)
DNA methylation detection technology market is anticipated to grow at a significant CAGR of 10.3% during the forecast period (2024-2031). The market growth is attributed to increasing emerging startups in the biotechnology and pharmaceutical industries, growing partnerships between academic institutions, and growing use of DNA methylation detection technology as epigenetic biomarkers with an increasing range of tools, software, and consumables. According to the National Center for Biotechnology Information (NCBI), in September 2023, an individual's diet and lifestyle significantly influence cancer etiology. Studies suggest that dietary habits may contribute to over 30.0% of cancer-related mortalities in the US. It has been observed that around 70.0%-80.0% of all CpG sites in the genome undergo methylation, and this modification is distributed across diverse genomic regions.
Market Dynamics
Increasing Demand for Techniques Based on Bisulfite Treatment
Bisulfite treatment is one of the widely used and effective methods for categorizing 5-methyl cytosine and nonmethylated bases. Exposing the genomic DNA to sodium bisulfite induces nonmethylated cytosine (C) deamination and converts it to uracil (U), while the methylated cytosine remains intact. Uracil is finally converted to thymine (T) following the Polymerase Chain Reaction (PCR). As a result, the gene methylation information is transmitted to the sequence information. The gene features, such as melting point (temperature) and specific identification interactions, change owing to the sequence changes. The differences between these features form the basis of the DNA methylation analysis.
Growing Adoption of Next-Generation Sequencing (NGS)
NGS-based methods for DNA methylation analysis, such as Whole-Genome Bisulfite Sequencing (WGBS) and Reduced Representation Bisulfite Sequencing (RRBS), are growing more widespread owing to their ability to provide comprehensive methylation profiles at single-base resolution. Compared to array-based technologies, NGS made possible deep sequencing in a short time (from one to a few days), producing billions of short DNA samples known as reads (ranging from 50-400 nucleotides) and providing better coverage of all possible methylation sites in the human genome.
Market Segmentation
Polymerase Chain Reaction (PCR) is projected to hold the Largest Market Share
The primary factors supporting the growth include PCR-based techniques, which are frequently employed to investigate DNA methylation on a gene-specific basis. Bisulfite sequencing, methylation-specific PCR, methylation-sensitive high-resolution melting PCR, and real-time PCR-based MethyLight are some variations of this technique. The key players bring a new innovative solution to biopharmaceutical customers in support of hereditary disease therapies. For instance, in January 2023, QIAGEN and Helix launched an exclusive partnership to advance next-generation sequencing companion diagnostics in hereditary diseases using NGS and PCR technologies. Additionally, the partnership to leverage the Helix(R) Laboratory Platform powered by QIAGEN's biopharma relationships, NGS capabilities, and global regulatory expertise. Addressing health burdens in neurodegenerative diseases, cardiovascular diseases, and auto-immune and inflammatory diseases that affect hundreds of millions globally.
Diagnostic Procedure to Hold a Considerable Market Share
The factors supporting segment growth include differential DNA Methylation Regions (DMRs) associated with disease can be identified in an unbiased manner including Whole-Genome Bisulfite Sequencing (WGBS) and microarray-based techniques (such as Illumina 850K array), which can be clinically used as diagnostic markers. To further leverage the methylation platform and major key players introducing Research Use Only (RUO) technology solution for cancer prognosis, minimal residual disease and recurrence monitoring and biomarker discovery. The new technology solution has the versatility to be used in solid tumor research and can be customized to improve performance in specific use cases, including custom classifier development. For instance, in January 2023, GRAIL introduced a state-of-the-art methylation-based solution to accelerate cancer research in the post-diagnosis setting. The new technology solution uses GRAIL's proprietary targeted methylation platform to analyze cell-free DNA (cfDNA) isolated from peripheral blood for cancer signal interrogation. Potential research use cases include prognosis, minimal residual disease detection, and recurrence monitoring across different cancer types in research studies.
The global DNA methylation detection technology market is further segmented based on geography including North America (the US, and Canada), Europe (the UK, Italy, Spain, Germany, France, and the Rest of Europe), Asia-Pacific (India, China, Japan, South Korea, and Rest of Asia-Pacific), and the Rest of the World (the Middle East & Africa, and Latin America).
Growing Demand for DNA Methylation Detection Technology in Europe
The regional growth is attributed to the increasing DNA methylation influenced by environmental factors such as diet, hormones, stress, drugs, or exposure to environmental chemicals. Additionally, increasing DNA methylation-based diseases such as human neurological diseases, including several neuropsychiatric illnesses (schizophrenia, depression, ADHD), neurodevelopmental disorder (Rett syndrome), neurodegenerative disease (Alzheimer's disease), and cognitive impairment drive the demand for DNA methylation detection technology. According to the CORDIS-EU, in June 2023, between 50 to 75 million children and adults in Europe suffer from early onset neurodevelopmental conditions.
North America Holds Major Market Share
North America holds a significant share owing to the presence of DNA Methylation Detection Technology offering companies such as Agilent Technologies, Inc., Bio-Rad Laboratories, Inc., Illumina, Inc., Thermo Fisher Scientific Inc., and others. The market growth is attributed to the improvements in detection techniques and analytical platforms as well as increasing awareness of the function that DNA methylation plays in a variety of biological processes and disorders that drive the growth of the market. DNA methylation profiling allows for the robust sub-classification of four disease groupings, and the addition of DNA methylation biomarkers can greatly enhance disease-risk stratification. For instance, in June 2024, Illumina Inc., in DNA sequencing and array-based technologies, introduced DRAGENT" v4.3, the latest version of its DRAGEN'" software, part of the Illumina Connected Software portfolio, for analysis of next-generation sequencing data. Other advancements include RNA accuracy improvements and the extension of lossless Original Read Archive (ORA) compression functionality, which can now support human methylation data and nonhuman data with a high compression ratio.
The major companies serving the DNA methylation detection technology market include Agilent Technologies, Inc., Bio-Rad Laboratories, Inc., Illumina, Inc., QIAGEN N.V., and Thermo Fisher Scientific Inc. among others. The market players are increasingly focusing on business expansion and product development by applying strategies such as collaborations, mergers and acquisitions to stay competitive in the market.
Recent Developments