シーケンスによるジェノタイピング手法

遺伝的変異解析の複数アプリケーションで、NGSがアレイよりも低コストを実現

シーケンスによるジェノタイピング

従来、一塩基多型(SNP)スクリーニングに対するアレイに基づくアプローチでは、特性を解析し多く動植物のゲノム領域と関連づける最適な手法をとってきました。シーケンスコストが低減するにつれ、研究者はジェノタイピングのために次世代シーケンサー(NGS)を活用する新しいアプローチを開発しています。

シーケンスによるジェノタイピング、すなわち次世代のジェノタイピングとは、新たな動植物SNPを発見し、ジェノタイピング研究を行なう遺伝学的スクリーニング手法です。ジェノタイプスクリーニング、遺伝マッピングなど一部のアプリケーションでは、シーケンスに基づくジェノタイピングによってアレイよりも低コストで遺伝的変異を研究することができます。

  • 多くのサンプルを使った所定の遺伝的変異領域のシーケンス
  • アプリケーションによっては、1サンプルあたりのコストを低減可能
  • アレイと比較して、確認バイアスを低減可能
  • 小さな挿入、欠失、マイクロサテライトなどのSNP以外の変異の同定
  • リファレンスゲノムがない場合のサンプル全体の相対的な解析が可能
  • 遺伝マッピング、戻し交配ラインのスクリーニング、純度試験、ハプロタイプマップの構築、関連マッピング、および植物研究のためのゲノムセレクションの情報源
Advantages of Genotyping by Sequencing

シーケンスによるジェノタイピングは複雑なゲノムあるいは利用可能なリソースに制限のある集団を対象とする場合に高いコスト効率を発揮します。テクニックとしてはアンプリコンベースのターゲットシーケンス、ハイブリダイゼーションベースのターゲット濃縮シーケンス、制限酵素による限定表示(reduced representation)シーケンスベースのジェノタイピングなどがあります。

結果を最適化するために、イルミナは以下の方法を推奨しています。
  • リファレンスゲノム
  • 高度な多様性のあるサンプル
  • 細かく調整された、マルチプレックスサンプル全体のカバレッジ
  • 異なる変異コールフォーマット(VCF)ファイルコンバーター
  • 偽陽性を最小限に抑えるためのヘテロ接合体検出および重複チェックの曖昧さに対する耐性

種々のシーケンスベースのジェノタイピングのアプローチが開発されています。1–4 濃縮シーケンス法は植物の場合に有用で、ゲノムの重複領域がしばしば含まれます。ゲノムの予備的知識がない生物種の場合には、制限酵素法が有用です。

Genotyping by Sequencing Methods

イルミナの1塩基合成反応(SBS:sequencing by synthesis)ケミストリーは最も広く採用されているNGSテクノロジーであり、世界中のシーケンスデータの約90%以上がこのテクノロジーを利用して産生されています。*

業界をリードするデータ品質に加え、イルミナはライブラリー調製からデータ解析および生物学的解釈に及ぶ全プロセスを簡便化する統合シーケンスワークフローを提供します。

以下のをクリックしてワークフローの各ステップで利用できる製品をご覧ください。

Design Studio

プローブ設計を最適化するためのダイナミックなフィードバックを提供する使いやすいオンラインソフトウェアツール。

TruSeq Genotype Neキット

低コスト高スループットな、動植物用カスタムジェノタイピングキット。

TruSeqカスタムアンプリコンライブラリー調製キット

ターゲットリシーケンスのための十分にカスタマイズ可能な、アンプリコンに基づいたアッセイ。

Nextera XT DNAライブラリー調製キット

90分未満で、小さなゲノム(バクテリア、古細菌、ウイルス)、アンプリコン、およびプラスミドのライブラリー調製を行うキット。

ライブラリー調製キット選択ツール ライブラリー調製キット選択ツール

プロジェクトの種類、出発材料、および方法またはアプリケーションに基づき、ニーズに最適なキットを決定します。

MiSeqシリーズ

ターゲットシーケンスと小さいゲノム解析のためのスピードと簡易性

NextSeqシリーズ

1回のランで全ゲノムまたは最大384アンプリコンのシーケンスを行う柔軟な検出力。

HiSeqシリーズ
大規模ゲノム解析のためのパワーと効率性
プラットフォーム比較ツール

シーケンスプラットフォームを比較して、研究室およびアプリケーションそれぞれに合った最良のシステムを特定するためのツール。

シーケンス試薬

イルミナの各シーケンスシステムに応じたシーケンス用試薬、フローセル、バッファーを含むキット。

TruSeq Ampliconアプリ

TruSeq Ampliconリードを用いて、特別なターゲットシーケエンスのための多くのNGSデータを効率的に解析できます。

BWA Whole-Genome Sequencingアプリ

BWAアライメントとGATK変異コールを使用して全ゲノムシーケンスデータを処理します。

Isaac Whole-Genome Sequencingアプリ

Isaacアライメントと変異コールを使用して全ゲノムシーケンスから生物学的情報をすばやく抽出します。

BaseSpace CloudまたはOnsite

NGSデータの解析と管理のためのイルミナのゲノミクスコンピューティング環境。

NextBio Research

研究者の疾患機序、薬剤標的、およびバイオマーカーの特定を支援するキュレーションされた、増大しつつあるゲノムデータライブラリー。

小さなゲノム(例:ショウジョウバエ(Drosophila))または注目の研究種(例:シロイヌナズナ(Arabidopsis))については、標準の全ゲノムシーケンスやリファレンスに対するリシーケンス法を用いてジェノタイピングおよび変異スクリーニングを実行することができます。系統発生解析または比較解析には、深度の低いシーケンスが適用可能です。

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Genotyping by Sequencing for Small Genomes
動植物シーケンス

NGSテクノロジーはde novoシーケンス、トランスクリプトーム解析、シーケンスによるジェノタイピング、またはメタゲノミクスのいずれに使用されても、動植物の農業研究にベネフィットをもたらす可能性があります。
動植物シーケンス >>

NGSテクノロジーは動植物の農業研究にベネフィットをもたらす可能性があります

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Genotyping by Sequencing in Agrigenomics
アグリゲノムにおけるシーケンスによるジェノタイピング

このアプリケーションスポットライトでは、シーケンスベースのジェノタイピング研究法数種の利点および考察について記述します。

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Revitalizing Fish Populations With NGS
NGSによる魚集団の再生

科学者は同時に何千もの魚の遺伝子型をジェノタイピングするためにシーケンスによるGenotyping-in-Thousands(GT-Seq)を開発しました。

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Amplicon Sequencing
アンプリコンシーケンス

アンプリコンシーケンスは高度にターゲットを絞ったアプローチで、研究者が大きなゲノムをジェノタイピングするために使用します。

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References
  1. Mamanova L, Coffey AJ, Scott CE, et al. Target-enrichment strategies for next-generation sequencing. Nat Methods. 2010;7:111-118.
  2. Liu S, Yeh CT, Tang HM, Nettleton D, Schnable PS. Gene mapping via bulked segregant RNA-Seq (BSR-Seq). PLoS One. 2012;7:e36406.
  3. Cronn R, Knaus BJ, Liston A, et al. Targeted enrichment strategies for next generation plant biology. Am J Bot. 2012;99:291-311.
  4. Andolfatto P, Davison D, Erezyilmaz D, et al. Multiplexed shotgun genotyping for rapid and efficient genetic mapping. Genome Res. 2011;21:610-617.

* データはイルミナにて公的データベースをもとに計算(2015)