ロングリードシーケンス技術
ゲノムの複雑な領域についてより深い洞察を提供
ロングリードシーケンスはゲノムの困難な領域を解決するのに役立ちます
ロングリードシーケンスとは？
ロングリードシーケンスは、従来のショートリードシーケンス法に比べてはるかに長いDNA断片のシーケンスを可能にするDNAシーケンス技術です。ショートリードは遺伝的変異の大部分をキャプチャーできますが、ロングリードシーケンスにより、ショートリードでは検出が難しい複雑な構造多型を検出できます。これらには、大きな反転、欠失、または転座が含まれ、その一部は遺伝性疾患のような分野に関係があります。
ロングリード技術では、何千もの塩基をシーケンスすることで、ゲノムの難解な領域を解明することができます。
- 可変性あるいは反復性の高い要素を含む遺伝子やゲノムの領域など、従来はマッピングが困難であった遺伝子や領域を解明
- フェージングシーケンスを実施し、アリルの共遺伝、ハプロタイプ情報、およびフェーズのde novo変異を同定
- de novoアセンブルおよびゲノムフィニッシングのためのロングリードを生成
Illumina Complete Long Readシーケンス技術のご紹介
- N50が5～7 kb、一部のリードは10 kb超の連続的なロングリードシーケンスを生成
- すべてのNovaSeqシステムで合理的かつ堅牢、費用対効果の高いワークフローを実現し、1台の装置でロングリードデータとショートリードの両方のデータを利用可能
- DRAGEN解析の精度とスピードと、BaseSpace Sequence Hubアプリの使いやすさ
ロングリードシーケンステクノロジーの仕組み
Illumina Complete Long Readテクノロジーは、タグメンテーションを使用して長い断片サイズをノーマライズします。長い断片を「ランドマーク」とすることで、増幅した単一分子のロングリード情報をキャプチャーします。マーク付けされた断片は、シーケンス用の標準ライブラリーにタグメンテーションされます。標準的なショートリードゲノムシーケンスのマーク付きデータとマークなしデータを組み合わせて、高精度のロングリードを生成します。
ロングリードおよびショートリードシーケンス
ロングリードデータと補完的なショートリード情報を組み合わせることにはメリットがあります。多くのロングリードソリューションでは、ワークフローが煩雑で、結果にもかなりのバラツキがあります。1～4のショートリード（通常は 50～600 bp）で、低コストで高品質のデータとシーケンス深度が得られます。先進のデータ解析により、ショートリードシーケンスは高精度の全ゲノムバリアントコールを生成できます。また、わずかな遺伝子領域の解析で、ロングリード情報から、マッピングが最も困難な遺伝子の分解能を改善できるというメリットを得られます。
ゲノムシーケンスとヒトのフェージングの向上
ロングリードシーケンス技術は、いくつかの既存のDNAシーケンスアプリケーションの効率と精度を改善する一方で、臨床的に重要な遺伝子の分解能を向上する可能性があります。
これらの利点におかげで、ヒトゲノムのフェージングされたリシーケンスと、植物および動物ゲノムの迅速なde novoシーケンスが可能になります。
通常、生成されたロングリードは、フェージングアプリケーションにおいて複数のヘテロ接合SNPにまたがります。この技術は、DNA断片の大きな反復領域を容易にカバーできるため、de novoシーケンスを簡素化します。
ロングレンジゲノミクスに代わる技術：Linkedリード
Transposase enzyme-linked long-read sequencing（TELL-Seq）テクノロジーは、リンクされたリードを使用して非連続の長距離データを生成し、de novoアセンブリまたは超長距離（>1 Mb）フェージングに情報を提供します。この種の代替シーケンスデータは、新規または複雑なゲノムの標準的なショートリードの補完に利用できます。
TELL-Seqによる超長距離フェージング
TELL-Seq技術は超ロングレンジのフェージングブロックを生成し、ゲノムのフェージング研究のための使いやすいソリューションを提供します。
TELL-Seqによる微生物デノボアセンブリ
TELL-Seqは、GC含有量の高い難解なサンプルや領域でも、微生物WGSにおいて優れた性能を発揮します。
TELL-Seqによる昆虫ゲノムアセンブリ
このウェビナーでは、研究者がトランスポザーゼ酵素結合ロングリードシーケンス（TELL-Seq）により、9種の昆虫のゲノムをシーケンスし、アセンブルする方法を学びます。
関連アプリケーション
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ヒト全ゲノムシーケンスは、私たちをユニークな存在にしている複雑な遺伝性バリアントを、最も詳しく知ることができるものです。
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参考文献
- Pacific Biosciences. Preparing DNA for PacBio HiFi sequencing—Extraction and quality control. pacb.com/wp-content/uploads/Technical-Note-Preparing-DNA-for-PacBio-HiFi-Sequencing-Extraction-and-Quality-Control.pdf.
- Pacific Biosciences. Preparing whole genome and metagenome libraries using SMRTbell prep kit 3.0. pacb.com/wp-content/uploads/Procedure-checklist-Preparing-whole-genome-and-metagenome-libraries-using-SMRTbell-prep-kit-3.0.pdf.
- Oxford Nanopore Technologies. Ligation Sequencing Kit. store.nanoporetech.com/us/ligation-sequencing-kit110.html.
- Pacific Biosciences. Low Yield Troubleshooting Guide. pacb.com/wp-content/uploads/Guide-Low-Yield-Troubleshooting.pdf.