マップリードテクノロジー

TruPath Genomeをパワーアップする近接マップリードテクノロジーを使用して、長距離情報でショートリードゲノムシーケンスを強化

アブストラクト シーケンスマップリード

マップリードとは?

イルミナシーケンサーは、ゲノムマッピング法を大幅に進歩させ、研究者がヒトゲノムの大部分で高精度なカバレッジを達成する手助けをしてきました。1しかし、ごく一部のゲノムでは、ショートリードをリファレンスゲノムにマッピングすることは依然として困難です。これらの課題は、主に反復性または低複雑性の領域、高いシーケンス相同性を持つ領域、または大きな構造的変異で発生します。

近接マップリードテクノロジーは、ゲノムのマッピング困難な領域におけるマッピングの改善、遺伝的バリアントの超長距離フェージング、構造的バリアントの検出の強化を提供します。

サムネール

かつてないシンプルさで正確なゲノムマッピングを実現

近接マップテクノロジーは、フローセル上でのライブラリー調製と、隣接するナノウェルのクラスターから得られる近接情報を利用する新しいインフォマティクスを活用し、長距離ゲノムの洞察を生成します。TruPath Genomeアッセイで利用できる独自で高度に簡略化されたワークフローは、元の大きなDNAテンプレートと結果として得られる短いシーケンスリード間での関連性を維持します。

近接マップリードテクノロジーの利点

近接マップリードテクノロジーは、包括的なゲノム解析を提供する独自のワークフローを使用しています。

オンフローセルライブラリー調製は、サンプルからシーケンサーまでのWGSワークフローを高度に簡略化します

NovaSeq X シリーズのXLEAP-SBSケミストリーは、高い精度に加えて、1回のランで2~16サンプルのスケーラビリティを実現します

クラスター近接解析により、優れた長距離情報を引き出す

マッピングの強化により、困難な領域を解明し、強化されたゲノムを提供します。

新しい手法により大規模な構造的再構成の検出を改善

近接マップリードテクノロジーの仕組みは?

近接マップリードテクノロジーでは、トランスポゼースが固定化されたフローセルに、標準または高分子量法で抽出されたDNAを導入します。DNA断片は、タグメンテーションと呼ばれるプロセスを通してナノウェルに捕捉され、シーケンスを行います。近接ナノウェルは、大きなDNA断片を捕捉することにより、コンステレーションのようなパターンを生成することで、DRAGEN Germline解析による新しいアルゴリズムを用いてクラスターを元の断片にマッピングすることができます。これにより、ショートリードシーケンスの実績のある精度や長距離ゲノムの洞察が組み合わさり、マップ困難な領域のマッピングを大幅に改善し、構造多型の検出力を高めるほか、超長距離のフェージングを可能にします。

図1a:コンステレーションパターンの上面図

Figure 1b: Side view of constellation pattern

図1b:コンステレーションパターンの側面図

図1:DNAがコンステレーションパターンでフローセルに結合。上面図は、タイルのごく一部であり、フローセル全体のDNA鎖を示しています。側面図は、フローセル上でタグメンテーションを受けているテンプレートDNAを示しています。

近接マップリードワークフロー

TruPath Genomeは、近接マップリードテクノロジーによりカバレッジを向上させ、高精度のバリアント検出と前例のないシンプルさを実現するとともに、 ヒト 生殖系列 全ゲノムシーケンス (WGS) を可能にします。オンフローセルライブラリー調製により、シーケンス前の標準的なライブラリー調製が不要になります。

1
ライブラリー調製
2
シーケンス
3
解析

専門家の話を聞く

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近接マップリードテクノロジーに関する見解

Rady Children's Institute for Genomic MedicineのStephen F. Kingsmore博士が、近接マップリードテクノロジーと、それが希少な遺伝性疾患の迅速な全ゲノムシーケンス(WGS)に与える潜在的な影響に関する見解を述べます。

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WGSの未来を描く

GeneDxのラボイノベーションチームディレクターであるJoseph Devaney博士は、データを比較し、近接マップドリード(旧称:コンストレーション)テクノロジーの潜在的な影響に関する見解を明らかにしています。

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マップリードテクノロジーによる解析の実施

イルミナのアッセイ研究開発担当アソシエイトディレクター、Louise Fraser PhDが、マップリードテクノロジー(旧称コンステレーションマップリード)のしくみと実行できる分析の種類について説明します。

マルチオミクス研究のためのイルミナのイノベーションロードマップ

イルミナのSteven Barnard博士が、革新的なマルチオミクスアプリケーションを可能にするイルミナの最新のイノベーションについて解説します。MITのBroad InstituteのNiall Lennon博士は、ワークフロー、初期データ、および近接マッピングリードテクノロジーのエキサイティングな可能性について、彼の印象を述べています。

よくある質問

NovaSeq Xシリーズでは現在、近接マップリード技術を利用できます。解析にはDRAGEN Germline二次解析パイプラインを利用し、イルミナ全ゲノム三次解析ソリューションと互換性があります。

近接マップドリードとは、近傍のナノウェルのクラスターからの近接情報と組み合わされた標準ショートリードであり、正確な長距離ゲノムの洞察を生成します。このワークフローにより、元の長いDNAテンプレートとその結果得られる短いリードとの関連性が維持され、構造多型の検出、遺伝的バリアントの超長期フェージング、ゲノムのマッピングが困難な領域での解像度の向上が可能になります。

いいえ、実験ワークフローではシーケンスシステムの変更は必要ありません。この手法に必要なのは、新しいシーケンスレシピだけで、研究者は容易にアクセスできます。

ロングリードシーケンスにより、完全型のロングDNA分子のシーケンスが可能になります。マップリードテクノロジーワークフローでは、ロングテンプレートDNAがパターン化フローセルに直接適用され、近位のナノウェルで同じテンプレートからのDNAを含む確度が高くなります。リードは、大きな構造的バリエーションの検出、低複雑性の領域のマッピング、バリアントの超長期フェージングを含むアプリケーションに対して、高い信頼性でインフォマティクスにマッピングできます。

リードマッピングは、シーケンスリードの元となるゲノム位置を決定するプロセスを示します。アライメントは、2つ以上のシーケンス間における類似性の同定を含みます。例えば、1つのリードはゲノムの複数の場所にアライメントできますが、正確にマッピングできるのは1つだけです。マップリードテクノロジーは、リファレンスゲノムのマップリードとアライメント解析の両方をサポートします。

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補足資料

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Steve Barnard博士がマッピングされたリードテクノロジーを紹介

イルミナのCTOであるSteve Barnard PhDが、ヒトゲノムシーケンス用のコンステレーションマップリードテクノロジーを紹介し、Broad Clinical Labsの会長兼CSOのNiall Lennon PhDと共に、予備データと洞察についてお話しします。

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ご相談をお待ちしております。

TruPath Genomeの原動力となる近接マップリードテクノロジーが、長距離のゲノム情報と新しい洞察の解明にどのように役立つかをご覧ください。

参考文献

  1. Behera S, Catreux S, Rossi M, et al. Comprehensive genome analysis and variant detection at scale using DRAGEN. Nat Biotechnol. 2024年10月25日オンライン公開。doi:10.1038/s41587-024-02382-1