4.13
次世代シーケンシングとは、多くの異なる種や個体群からの配列データを比較的迅速に生成できる技術群の総称です。
これらのデータは、詳細な集団遺伝学や臨床研究に使用でき、これらの技術は従来のシーケンシング方法よりも高速で費用対効果
が高いです。次世代シーケンシングには多くの方法がありますが、おそらく最もポピュラーなのは可逆的ターミネーターシーケンシングです。その他には、パイロシーケンシングやライゲーションによるシーケンシングなどがあります。
可逆的ターミネーターシーケンシングでは、純粋なゲノムDNAは最初に100〜1000塩基対の小さな断片に切断されます。次に、プライマー部位を持つオリゴヌクレオチド配列である特殊なアダプターを、これらのDNA断片の両端にライゲーションします。
次に、一本鎖DNAフラグメントを、アダプター配列に相補的な短いオリゴヌクレオチド配列でプレコートされたフローセルと呼ばれる特殊なチップにロードされます。DNA断片は、アダプターを介してチップに結合します。
増幅段階では、DNAポリメラーゼを使用して相補的なDNA鎖を合成します。二本鎖DNAは変性され、元のテンプレートは洗い流されます。
次に、残りの相補的なストランドが曲がり、もう一方の端にある2番目のアダプターを使用してブリッジのような構造を形成します。
その後、DNAポリメラーゼは、曲がったDNA鎖の相補的な鎖を合成することができます-ブリッジ増幅と呼ばれるプロセス。
二本鎖ブリッジは再び変性して線形の一本鎖DNAを生成し、その後、チップ上に新しいブリッジを作ることができます。
DNAポリメラーゼは、これらのブリッジ増幅のサイクルを継続し、DNA断片の数千のコピーを合成し、クローンクラスターを生成します。
その後、すべての逆相補鎖がチップから洗い流され、前方のDNA鎖のみがチップに固定化されます。
シーケンシング反応は、DNAポリメラーゼに4つの異なる蛍光標識でタグ付けされた修飾dNTPを添加することから始まります。これらの dNTP には、リバーシブル ターミネータと呼ばれる 3' ブロッキング部分も含まれており、一度に 1 つの dNTP しか追加できません。
成長中の鎖にdNTPを添加するたびに、チップが画像化され、各DNAクラスターからの発光波長を使用して塩基が同定されます。
各dNTP添加後に取得されたフローセルの蛍光画像の配列を使用して、DNAフラグメントの配列を決定します。
最初のヒトゲノム解読プロジェクトには27億ドルの費用がかかり、15年間にわたる国際協力と複数の研究チームと資金提供機関との協力を経て、2003年に完了が宣言されました。現在、次世代配列決定技術の出現により、ヒトゲノムの配列決定にかかるコストと時間は100 分の 1 以上低下しました。
次世代シーケン…
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