ショットガンメタゲノミクスシーケンス

NGSを使用して、数千種の生物を同時にシーケンスします。

ショットガンメタゲノミクスシーケンスとは?

ショットガンメタゲノミクスシーケンスは、複雑なサンプル中に存在するあらゆる生物の全遺伝子の網羅的なサンプリングを可能にします。<sup>1,2</sup>この次世代シーケンス(NGS)手法を用いることで、微生物学者は細菌の多様性を検証し、さまざまな環境における微生物の存在量を検出することができます。また、ショットガンメタゲノミクスは、他の手法では解析が困難または不可能な、培養できない微生物を研究する手段を提供します。3

Scientist, back view, removing gray tab protective coving over flow cell from NextSeq 1000/2000 P3 reagent cartridge, 300 cycles

NGS Workflow Finder

憶測でワークフローを進めるのはやめましょう。NGS Workflow Finderは、パーソナライズされたソリューションの提案とリソースを提供し、自信を持ってシーケンスを進められるようサポートします。

ショットガンメタゲノミクスにおいてシーケンス深度が重要である理由

シーケンス深度とは、ゲノム内のリファレンス領域に一致するシーケンスリードの数のことです。この数値が重要な理由は、シーケンス深度が深いほど結果の正確性を示す強い指標となるためです。ショットガンメタゲノミクスシーケンスは網羅的な手法である一方、16Sシーケンスと比較してコストが高く、解析が複雑になる場合があります。これに対し、浅層ショットガンシーケンスは、フルショットガンシーケンスよりリード深度は浅いものの、16Sシーケンスよりも高い識別力と再現性を備えており、両者の欠点を補う有効な代替手段です。4

ショットガンメタゲノミクスシーケンスのアプリケーション

ヒトマイクロバイオーム解析

新世代シーケンサー(NGS)により研究が進展し、培養不可能な生物のゲノムを含む微生物群集全体のゲノム調査ができるようになりました。その詳細をご確認ください。

ゲノムサーベイランス

研究者は遺伝子サーベイランスを活用して病原体を分子レベルで研究し、世界各地の集団におけるその挙動や進化についての洞察を得ています。ここでは、その具体例をご紹介します。

環境メタゲノム

環境サンプル中のDNAの解析に基づいた、微生物群集における生物の研究です。

薬剤耐性サーベイランス

感染症治療に一般的に使用される抗菌薬に対して耐性を持つ微生物の検出における、NGSの活用事例をご紹介します。

ショットガンメタゲノミクスの推奨ワークフロー

1
ライブラリー調製
2 × 150 bpランのみ:
2 × 150 bpおよび2 × 300 bpランに対応:
2
シーケンス
3
解析
1
ライブラリー調製
2 × 150 bpランのみ:
2 × 150 bpおよび2 × 300 bpランに対応:
2
シーケンス
3
解析

ショットガンメタゲノミクスシーケンスのガイド

本ガイドでは、重要な疾患に関連する複雑な微生物サンプルのシーケンス方法と、微生物群集レベルにおける生物多様性および機能に関する洞察の取得方法を解説しています。

Two researchers, man and woman, kneeling in the middle of a forest near at the bed of a river, holding a jar filled with murky river water, looking closely at the composition and assessing.

関連手法

16SおよびITS rRNAシーケンス

NGSベースの転写領域内部スペーサー(ITS)および16S rRNA遺伝子シーケンスは、複雑なマイクロバイオームや調査が困難または不可能な環境からのサンプルの系統や分類の比較のために確立された方法です。

メタトランスクリプトミクスシーケンス

ここでは、複雑な微生物群集から発現したmRNAを網羅的に解析する手法をご紹介します。これにより、微生物が特定の時点で特定の環境にどのように反応するかについて、重要な知見を得ることができます。

補足資料

微生物の不思議な世界

研究者は、ヒトの健康、疾患、微生物の進化への理解を深めるため、微生物のゲノムを研究しています。その詳細をご紹介します。

マイクロバイオーム研究の時代の到来

本インタビューでは、CMMRのDirector兼DiversigenのChief Scientific OfficerであるJoseph Petrosino, PhDが、全ゲノムショットガンシーケンスとトランスクリプトミクスを活用して創薬および開発を高度化する方法について解説しています。

土壌メタゲノミクスワークフロー

本アプリケーションノートでは、土壌微生物を対象とした大規模な研究におけるショットガンメタゲノミクスの活用方法について詳しくご紹介します。

NovaSeq 6000システムのメタゲノムシーケンス

本アプリケーションノートでは、NovaSeq 6000システム長いリード長を活用したハイスループットワークフローにおいて、多様な細菌およびメタゲノムサンプルの研究にショットガンメタゲノミクスがどのように応用されているかをご紹介します。

より長いリードとより深いリード深度でメタゲノムの特性評価を改善

本テクニカルノートでは、NextSeq 1000システムおよびNextSeq 2000システムの600サイクルキットを使用して、高品質のメタゲノムデータを取得する方法についてご説明します。この方法により、より長いリードとより深いリード深度で、実際のサンプルからメタゲノムデータを解析することができます。

お問い合わせ

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参考文献

  1. Quince, C., Walker, A., Simpson, J. et al. Shotgun metagenomics, from sampling to analysis. Nat Biotechnol. 2017; 35, 833–844. doi: 10.1038/nbt.3935
  2. New FN, Brito IL. What Is Metagenomics Teaching Us, and What Is Missed? Annu Rev Microbiol. 2020; 74:117-135. doi: 10.1146/annurev-micro-012520-072314.
  3. Sharpton TJ. An introduction to the analysis of shotgun metagenomic data. Front Plant Sci. 2014; Jun 16;5:209. doi: 10.3389/fpls.2014.00209
  4. Hillmann B, Al-Ghalith GA, et al. Evaluating the Information Content of Shallow Shotgun Metagenomics. mSystems. 2018 Nov 13;3(6):e00069-18. doi: 10.1128/mSystems.00069-18.