NGSとサンガーシーケンシングの比較

NGSとサンガーシーケンシングの違い

原則として、サンガー法と次世代シーケンサー（NGS）技術の背景にある概念は似ています。NGSとサンガーシーケンシング（ジデオキシまたはキャピラリー電気泳動シーケンシングとも呼ばれます）の両方で、DNAポリメラーゼは蛍光ヌクレオチドを1つずつ、伸長しているDNAテンプレート鎖に付加します。組み込まれた各ヌクレオチドは、その蛍光タグによって同定されます。

サンガーシーケンシングと次世代シーケンシング（NGS）の主な違いは、シーケンシングの処理量です。サンガー法では一度に1つのDNA断片のみをシーケンスしますが、NGSは大量に変更してシーケンスします。つまり、ランあたり数百万の断片を同時にシーケンスします。このプロセスにより、一度に数百から数千の遺伝子をシーケンスします。また、NGSには、ディープシーケンスにより新しいまたは希少なバリアントを検出するより高い検出力もあります。

サンガーシーケンシングと比較したNGSの利点

NGSの利点：

より多くのサンプルをコスト効率よくスクリーニング
トランスクリプトームの領域全体で複数のバリアントを検出
シーケンス深度、変異分解能／感度、検出力を向上
より高い感度で低頻度バリアントを検出^{1, 2}
サンプル量が多い場合のターンアラウンドタイムを短縮³
包括的なゲノムカバレッジ
検出下限値^{4, 5}
サンプルマルチプレックスによる大容量化
数百から数千の遺伝子または遺伝子領域を同時にシーケンスする能力

サンガーシーケンシングとNGSの比較

	サンガーシーケンス法サンガーシーケンシングでは、目的の遺伝子を精査します。	ターゲットNGS ターゲットNGSは、数百から数千の遺伝子を同時にシーケンスします。
利点^1-7	使い慣れているワークフロー 1～20個のターゲットをシーケンスする場合の費用対効果	高いシーケンス深度が実現する高い感度（1%の変異頻度まで）より高い検出力* より高い変異分解能† 超並列シーケンスにより、ハイスループットワークフローと大規模データセットを実現遺伝子発現の変化を10%まで検出
課題^1-7	感度（検出下限 15～20%以下）、スループット、検出力の低さ >20ターゲットでは費用対効果が低い	少数のターゲットをシンプルに検出するのは必ずしもそれほど効率的ではない

* 発見力とは、新規バリアントを同定する能力です。

† 変異分解能とは、同定された変異のサイズです。NGSは、1塩基変異までの大きな染色体再構成を同定できます。

サンガーシーケンシングの代わりにNGSを使用する

このアニメーションでは、使いやすく入手しやすいイルミナのNGSテクノロジーがサンガーシーケンス作業をどのように補完できるかを説明しています。

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「サンガーシーケンシングでは、各サンプルのDNAスナップショットが、通常はサンプルあたり50～100リードと限られています。NGSとその超並列シーケンシングにより、サンプルあたり数万から数十万のリードを得られます。」

Michael Bunce, PhD
カーティン大学非常勤教授
記事はこちら：環境DNA研究

NGSとサンガーシーケンシングの使い分け

サンガーシーケンシングは、限られた数のサンプルまたはゲノムターゲット（約20以下）でDNAの小さな領域を調べる場合に適しています。そうでない場合は、ターゲットNGSの方がニーズに合うでしょう。NGSにより、より多くのサンプルを費用対効果の高い方法でスクリーニングし、ゲノムのターゲット領域全体で複数のバリアントを検出できます。同じことをサンガーシーケンシングで行った場合、コストも時間も増大します。

NGSのアプリケーションと手法

研究の焦点が何であっても、NGSは、多様なサンプルタイプに対して発表されている幅広い手法を使用して、さまざまな生物学的疑問に対する答えを追求する上で重要な役割を果たします。仮説を必要としない実験デザインにより、NGSはがん、微生物学研究、遺伝性疾患、生殖医学、農業などに関する新しい知識の発見に貢献しています。

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注釈

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