次世代シーケンス（NGS）
NGSとは？
次世代シーケンサー（NGS）は、超高スループット、スケーラビリティ、スピードを提供する超並列シーケンステクノロジーです。この技術は、DNAまたはRNAの全ゲノムまたはターゲット領域におけるヌクレオチドの順序を決定するために使用されます。NGSは生物科学に革命をもたらし、ラボがこれまでにないレベルでさまざまなアプリケーションを実行し、生物システムを研究することを可能にしました。
今日の複雑なゲノムの課題には、従来のDNAシーケンス技術の能力を超える深い情報が要求されています。NGSはそのギャップを埋め、これらの疑問を解決するための日常的なツールとなっています。
NGSのアプリケーション
次世代シーケンサーテクノロジーは、サイエンティストが課題とし解明しうる疑問の内容を一変させました。革新的なNGSサンプル調製キットとデータ解析オプションにより、幅広いアプリケーションが実施できます。例えば、次世代シーケンサーでは以下が可能になります：
- 迅速な全ゲノムシーケンス
- ターゲット領域にフォーカスしたディープシーケンス
- RNAの新規バリアントやスプライスサイトの発見や、遺伝子発現解析用のmRNAの正確な定量のためにRNAシーケンス（RNA-Seq）を利用
- ゲノムワイドなDNAメチル化やDNA-タンパク質相互作用などのエピジェネティック因子の解析
- 希少な体細胞バリアントや腫瘍サブクローンなどの研究のためのがんサンプルのシーケンス
- ヒトにおける微生物多様性の研究
- 新規病原体の特定
イルミナNGSの機能
イルミナNGSテクノロジーには、古典的なサンガー法とは根本的に異なるアプローチが用いられています。Sequencing by Synthesis（SBS）テクノロジーが利用されており、このテクノロジーではDNA鎖の複製のたびに付加される標識ヌクレオチドを大量並列に追跡します。
次世代シーケンサーでは、DNAシーケンスデータを大量に生成することができます。また、従来のサンガーシーケンスより費用がかからず、時間も節約できます。2イルミナのシーケンスシステムは、装置の種類および試薬の構成に応じて、1回のランで300キロベースから数テラベースまでの範囲のデータ出力を実現します。
次世代シーケンステクノロジーのご紹介
次世代シーケンステクノロジーのご紹介では、ゲノム科学の進化、シーケンステクノロジーにおける主な進展、主な手法、イルミナシーケンスケミストリーの基本などをご説明します。
PDFをダウンロードNGSワークフロー
ライブラリー調製、シーケンス、データ解析の3つの基本ステップを使用して次世代シーケンスワークフローを実行します。
ライブラリー調製
ライブラリー調製キット
DNAとRNAの両方のライブラリー調製のための、新しく、使いやすく、迅速なソリューション。
NGSライブラリー調製の教育
継続的なイノベーションによって実現されたテクノロジーを使用して、NGS用のライブラリーを調製する方法を学びます。
シーケンス
データ解析
検査法ガイド
BeadChipから、ゲノム、トランスクリプトーム、またはエピゲノム研究のためのライブラリーの準備、シーケンサーの選択、解析、サポートまで、すべて1か所で必要な情報にアクセスできます。研究用途に応じて特別に設計された包括的なガイドを使用して、ラボに最適なツールを選択してください。
ガイドを見る
NGSの主な利点
利用しやすい全ゲノムシーケンス
ヒトゲノムプロジェクトは、キャピラリー電気泳動を用いたサンガーシーケンス法を利用して、10年の歳月と30億ドル近くの費用が投入されました。
その一方、次世代シーケンサーは大規模全ゲノムシーケンス（WGS）をより利用しやすく、より実践的なものにします。サイエンティストがヒトゲノム全体を1回のシーケンス実験で解析したり、何千から何万ものゲノムを1年でシーケンスしたりすることを可能にします。
発現プロファイリングでは、無制限にダイナミックレンジを広げることが可能
NGSベースのRNA-Seqは、マイクロアレイなどの従来のテクノロジーの非効率さと価格の壁を打ち破る、強力な方法です。マイクロアレイによる遺伝子発現解析では、低シグナル領域でのノイズによる影響と高シグナル領域でのシグナル飽和による影響があります。
一方、次世代シーケンサーは個別のデジタルシーケンスのリードカウントを定量するため、実質的にダイナミックレンジを広げることができます。1,2,3
ターゲット化した次世代シーケンスでは解像度が調節可能
ターゲット化したシーケンスではNGSの力にフォーカスし、遺伝子のサブセットや特定の対象ゲノム領域を効率よく、またコスト効率よくシーケンスします。NGSは高い拡張性があり、特定の実験ニーズに合わせて解像度レベルを調節することができます。複数のサンプルで浅くスキャンをするか、特定の領域に存在する希少なバリアントを見つけるために少数のサンプルで深いシーケンスを実施するかを選択できます。
詳細：
NGSテクノロジーの進歩
最近のイルミナ次世代シーケンステクノロジーの飛躍的進歩には、以下のようなものがあります：
- 半導体シーケンス：iSeq 100システムは、相補型金属酸素膜半導体（CMOS）チップと1チャネルSBSを組み合わせて、コンパクトなシステムで高精度のデータを提供します。
- パターン化フローセル技術：このオプションは、幅広いシーケンスアプリケーションで桁外れのレベルでスループットを提供します。
- 75のブレークスルーイノベーション：NextSeq 1000および2000システムは、新たなアプリケーションに対応する柔軟性、シンプルなワークフロー、最短2時間でのデータ解析を実現します。
- 最大16 Tb：NovaSeq Xシリーズは、データ集約型アプリケーションに力を与える優れたシーケンスパワーを提供します。
サイエンティストのNGS使用法
異なる分野のサイエンティストが次世代シーケンサーを使用して、どのように画期的な発見を行っているのかをご覧ください。
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COVID-19のNGSについて
次世代シーケンサーは、感染症サーベイランスやアウトブレイクモデルにおいてユニークな位置づけにあります。SARS-CoV-2やその他の呼吸器系病原体の検出と特性解析、感染の追跡、複数感染の研究、ウイルスの進化を調べるのにどのNGSメソッドが推奨されるかをご紹介します。
コロナウイルスNGSメソッドを探る
NGSの使用を開始する
システム購入ガイダンス
以下のリソースは、NGSシステムの購入を検討している場合に役立つガイダンスとなります。
- NGSプラットフォーム比較表はこちら
- NGSシステム購入ガイド（PDF) を読んで、購入前に検討すべき事項をご確認ください。
NGS実験に関する検討事項
リード長、カバレッジ、クオリティスコア、その他の実験的考察について学び、シーケンスランの実行計画を立てるのにお役立てください。
インタラクティブツールを利用して、カスタムNGSプロトコールを作成するか、プロジェクトに適した製品・手法をお選びください。
ハイスループットNGSラボのためのリソース
- ハイスループットシーケンス：より多くのサンプルを処理し、統計的検出力を向上させます。最新の大規模シーケンサーを使用した、データリッチなマルチオミクスアプリケーションをコスト効率よく実行できます。
- ライブラリー調製の自動化：NGSライブラリーの大量調製を支援するために設計された自動リキッドハンドリングソリューションをご覧ください。
- ラボ情報システム（LIMS） ワークフローを自動化し、機器を統合し、サンプルを管理します。
- NGSデータストレージ：膨大なNGSやその他のゲノミクスデータを安全に保管します。
信頼性の高いベンチトップシーケンスソリューション
イルミナが、どのようにしてベンチトップシーケンスソリューションの実績ある追跡記録の維持に努め、サイエンティストが研究を前進、加速させるのを支援しているかをご覧ください。
詳細はこちらNGSの実施方法についてさらに詳しく知りたいですか？ ご登録いただくと、営業担当者から連絡させて頂きます。
ウェビナー
NextSeq 1000および2000を使用した柔軟なソリューション
NextSeq 1000/2000シーケンサーが、効率的な発見のために、どのように多様なアプリケーションや手法に対応する柔軟性や拡張性をもたらすかについて、ディスカッションの録画をご覧ください。
がん研究におけるNGSの見直し
専門家が、がん研究の進歩におけるNGSの成果と課題の概要を解説します。これには、統合マルチオミクスアプローチが将来のがん診断と治療にどのように使用できるかについての議論が含まれます。
SARS-CoV-2バリアントサーベイランスのためのゲノミクスのパワーを解き放つ
要件、ワークフロー、解析など、SARS-CoV-2サーベイランスの手法について学びます。
ゲノミクスニュース
大塚製薬株式会社が日本初の保険適用された造血器腫瘍遺伝子パネル検査を発売
ヘムサイト® は、造血器腫瘍遺伝子パネル検査のための日本初の包括的ゲノムプロファイリングアッセイで、公的医療保険の保険適用を取得しました。これにより、より多くの個別化された治療選択等にアクセスできる患者さんが増加することが期待されます。
詳細はこちら
COPDマルチオミクスプロジェクトのための効率的なクラウドデータ解析
日本の岡山大学の研究者らによる、Illumina Connected AnalyticsとDRAGENパイプラインを使用した、全ゲノム、エクソーム、トランスクリプトーム、メタゲノムデータ解析
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関連ソリューション
NGSライブラリー調製
シーケンス用サンプル調製のためにイルミナが提供する迅速かつシンプルなNGSライブラリー調製と濃縮のワークフロー
シーケンスサービス
高品質データを与え、幅広い科学的知識をもたらす、高速で信頼性の高い次世代シーケンスサービスにアクセスします。
イルミナNGSとマイクロアレイのトレーニング
イルミナの専門インストラクターの指導によるハンズオントレーニングを受講してください。弊社では、オンラインのコース、ウェビナー、動画、およびポッドキャストもご用意しています。
イルミナNGSの最新技術
最近のイルミナ次世代シーケンステクノロジーの飛躍的進歩には、以下のようなものがあります：
- CMOS技術による半導体シーケンス：iSeq 100システムは、相補型金属酸素膜半導体（CMOS）チップと1チャネルSBSを組み合わせて、コンパクトなシステムで高精度のデータを提供します。
- 2チャネルSBS：この技術は、高いデータ精度を保ちながら、元の4チャネル版のSBSよりも高速なシーケンスを実現します。
- パターン化フローセル技術：このオプションは、幅広いシーケンスアプリケーションで並外れたレベルのスループットを提供します。
- 最大6テラベース (Tb)：NovaSeq 6000システムが最長2日間で最大6Tbの調整可能な出力を提供する方法をご覧ください。
- 75のブレークスルーイノベーション：NextSeq 2000システムは、新たなアプリケーションに対応する柔軟性、これまでにないシンプルなワークフロー、最短2時間でのデータ解析を実現します。
イルミナシーケンサーの歴史
イルミナのSBSテクノロジーがどのように誕生し、時間をかけて進化してきたかをご覧ください。