ロングリードシーケンステクノロジー
ロングリードによる複雑なゲノム領域への深い洞察
ロングリードシーケンステクノロジーは、反復性が高く、相同性の高い領域など、ゲノムの難しい領域の解決に役立ちます
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よりもはるかに長いDNA断片のシーケンスを可能にするDNAシーケンスアプローチです。ショートリードは遺伝的変異の大部分を捕捉できますが、ロングリードシーケンスでは、ショートリードでは検出が難しいゲノム内の複雑な構造バリアントを検出できます。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。
ロングリードシーケンスの利点
ロングリードシーケンステクノロジーは、何千もの塩基をシーケンスすることで、ゲノムの困難な領域を解決し、以下を実現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
イルミナの技術革新
当社は、オンフローセルライブラリー調製とクラスター近接情報による標準的なショートリードを可能にする非常にシンプルなNGSワークフローを使用するコンステレーションマップリードテクノロジーなど、開発における幅広いイノベーションを有しています。
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Illumina Complete Long Readテクノロジーのご紹介
- 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されたデータとマークされていない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シーケンステクノロジーには、手間のかかるワークフローと非常に多様な結果があります。1-4 ショートリード（通常50～600 bp）は、低コストで高いデータ品質とシーケンス深度を提供します。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。さらに、少数のジェニック領域は、マッピングが難しい遺伝子の分解能を向上させるために、ロングリード情報から恩恵を受ける可能性があります。
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。
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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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DNAシーケンス中に、DNA断片の塩基が同定されます。イルミナのDNAシーケンサーは、1回のランでテラ単位のシーケンスデータを生成できます。
注釈
- 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.