次世代シーケンスワークフローには、ライブラリー調製、シーケンス、データ解析の3つの基本ステップが含まれます。各ステップの基本を学び、NGSワークフローの計画方法をご覧ください。
ワークフロー例を見る次世代シーケンスワークフローを開始する前に、核酸を単離して精製してください。一部のDNA抽出法では阻害剤を導入する場合があり、NGSワークフローで発生する酵素反応に悪影響を与える可能性があります。最良の結果を得るには、サンプルタイプに最適化された抽出プロトコールを使用してください。RNAシーケンス実験では、逆転写によりRNAをcDNAに変換します。
抽出後、ほとんどのNGSワークフローにはQCステップが必要です。純度評価にはUV分光光度法を、核酸定量には蛍光測定法を使用することを推奨します。
NGSワークフローの成功にはライブラリー調製が不可欠です。このステップでは、DNAまたはRNAサンプルがシーケンサーと互換性を持つように調製します。シーケンスライブラリーは通常、DNAを断片化し、専用アダプターを両端に追加することで作成されます。イルミナのシーケンスワークフローでは、これらのアダプターにはDNA断片がフローセルに結合できる相補的なシーケンスが含まれています。その後、断片を増幅および精製することができます。
リソースを節約するために、複数のライブラリーを一緒にプールし、同じランでシーケンスすることができます。これはマルチプレックスと呼ばれるプロセスです。アダプターライゲーション中に、固有のインデックスシーケンスまたはバーコードが各ライブラリーに追加されます。これらのバーコードは、データ解析中にライブラリーを区別するために使用されます。
NGSワークフローのシーケンスステップでは、ライブラリーがフローセルにロードされ、シーケンサーに配置されます。DNA断片のクラスターはクラスター生成と呼ばれるプロセスで増幅され、何百万もの一本鎖DNAのコピーが生まれます。ほとんどのイルミナシーケンス装置では、クラスター形成が自動的に行われます。
合成によるシーケンス(SBS)と呼ばれるプロセスでは、化学修飾されたヌクレオチドは自然相補性を介してDNAテンプレート鎖に結合します。各ヌクレオチドには蛍光タグと、次の塩基の取り込みをブロックする可逆的ターミネーターが含まれています。蛍光シグナルはどのヌクレオチドが添加されたかを示し、ターミネーターは切断され、次の塩基が結合できるようになります。
順方向DNA鎖を読んだ後、リードは洗浄され、逆方向鎖に対してプロセスが繰り返されます。この手法はペアエンドシーケンスと呼ばれます。
シーケンス後、装置ソフトウェアはヌクレオチド(ベースコーリングと呼ばれるプロセス)とそれらのベースコールの予測精度を特定します。データ解析中、シーケンスデータを標準解析ツールにインポートしたり、独自のパイプラインを設定したりできます。
今日では、直感的なデータ解析アプリを使用して、バイオインフォマティクストレーニングやラボスタッフの追加なしにNGSデータを解析することができます。これらのツールは、シーケンスアライメント、バリアントコーリング、データ可視化、または解釈を提供します。
微生物全ゲノムシーケンスは、病原体の同定、ゲノムの比較、抗菌薬耐性の分析に使用できます。このアプリケーションに採用されているNGSワークフローでは、推奨される手順について説明します。ワークフロー全体は、24時間以内にDNAからデータへと進みます。
この詳細な概要では、イルミナのシーケンスケミストリーの基礎、テクノロジーの主な進歩などについて説明します。
qPCRからカスタムRNAシーケンスへの移行に関するベストプラクティスについては、アプリノートをご覧ください。
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