NGSワークフローステップ

次世代シーケンスの主なステップ

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。

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NGSワークフローのインフォグラフィック例

NGSワークフローの準備

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ワークフローのステップ1: ライブラリー調製

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。

ライブラリー調製リソース

ライブラリー定量と品質管理のガイダンスをご覧ください。

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DNA/RNAを精製する際のコンタミネーションの回避方法を学ぶ。

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NGSワークフローのステップ2: シーケンス

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。

NGSワークフローのステップ3: データ解析

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。

NGSワークフローのジャンプスタート
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お客様に適したNGSワークフローを設計し、サンプルを処理して、最初のNGSデータセットを生成します。

リソースとツールへのアクセス
NGSワークフローのインフォグラフィック
注目のNGSワークフロー

微生物全ゲノムシーケンス

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。

アプリケーションノートを読む

抽出キットを使用して、阻害剤を導入することなく微生物コロニーからDNAを分離します。ガラスビーズの使用を推奨します。UV分光光度法を用いて純度を評価し、蛍光法を用いてDNAを定量します。

推定時間:約1~2時間

イルミナDNA調製ガイドに記載されているプロトコールに従ってライブラリーを調製し、定量化します。Agilent 2100 BioanalyzerまたはAdvanced Analytical Fragment Analyzerを使用して、オプションのライブラリー品質チェックを実行することもできます。必要なこと:

推定時間:約2.5時間
推定DNAインプット:1~500 ng

MiSeq仕様ガイドに記載されているプロトコールに従って、2 × 300 bpランでライブラリーをシーケンスします。必要なこと:

iSeq 100システムガイドに記載されているプロトコールに従って、2 × 150 bpランでライブラリーをシーケンスします。必要なこと:

  iSeq 100 システム MiSeqシステム
ランタイム 9.5~19時間 4~55時間
最大出力 1.2 Gb 15 Gb
1ランあたり最大リード数 400万 2500万
最大リード長 2 x 150 bp 2 x 300 bp

† MiSeq V3キットのみ

BWA Alignerアプリを使用してデータを解析し、BaseSpace Sequence HubのIntegrative Genomics Viewerアプリを使用してデータを視覚化します。必要なこと:

推定解析時間:約1時間

微生物全ゲノムシーケンスの詳細はこちら

補足資料

次世代シーケンサー(NGS)の紹介

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RNA-Seqワークフローガイダンス

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。

検査法ガイド

微生物ゲノム全体、mRNA、環境サンプル、標的領域、カスタムで選択した領域、タンパク質結合領域などのシーケンスに対応する包括的な製品リストにアクセスする。

NGSチュートリアル

ビデオ、オンライントレーニング、および技術掲示板で、ライブラリー調製、シーケンス、およびデータ解析に関連するヒントとベストプラクティスについてNGSチュートリアルをご覧ください。

イルミナテクノロジーコース

このコースでは、ライブラリー調製、クラスター形成、シーケンスワークフローの必須事項、データ解析の概要を説明します。ここから旅を始め、イルミナのシーケンステクノロジーが研究の発見を加速する方法をご覧ください。

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