シーケンスによるジェノタイピング法

一部のアプリケーションでは、次世代シーケンサー(NGS)は遺伝的バリエーション研究において、アレイよりも低コストの手法を提供します

シーケンスによるジェノタイピング

従来、一塩基多型(SNP)スクリーニングのためのアレイを使用したアプローチは、多くの動植物の形質とゲノム領域との関連性を解析する上で最適な手法とされてきました。シーケンスコストが低下し続ける中、研究者は次世代シーケンサー(NGS)を活用したジェノタイピングへの新しいアプローチを開発しています。

シーケンスによるジェノタイピング(次世代ジェノタイピング)は、動植物の新規一塩基多型(SNP)を発見し、ジェノタイピング研究を行うための遺伝子スクリーニング法です。ジェノタイプスクリーニングや遺伝的マッピングなどの一部のアプリケーションでは、シーケンスによるジェノタイピングは、遺伝的バリエーション研究用のアレイに代わる低コストの手法を提供します。

簡単な3ステップのシーケンスによるジェノタイピング

この包括的なワークフローソリューションにより、多数のサンプルについて、あらかじめ決められた遺伝的バリエーション領域のシーケンスを行う。

推奨されるワークフローを見る  

  • 多数のサンプルについて、あらかじめ決められた遺伝的バリエーション領域のシーケンスを実行
  • 特定の用途のサンプルあたりのコストを低く抑える
  • アレイと比べ、確認バイアスを低減
  • 一塩基多型(SNP)以外のバリアント(小さな挿入、欠失、マイクロサテライトなど)を同定
  • リファレンスゲノムがない場合、サンプル間の比較解析が可能
  • 遺伝的マップの作成、戻し交配種のスクリーニング、純度検査、ハプロタイプマップの作成、関連マッピング、植物研究のためのゲノム選択に情報を提供
シーケンスによるジェノタイピングのメリット

シーケンスによるジェノタイピングは、複雑なゲノムを持つ集団やリソースが限られている状況において、費用対効果の高い手法です。アンプリコンベースのターゲットシーケンス、ハイブリダイゼーションを使用したターゲット濃縮シーケンス、制限酵素によるReduced Representationシーケンスによるジェノタイピングなどの技術があります。

このメソッドを使用して最適な結果を得るために、イルミナは以下をご用意いただくことを推奨します。
  • リファレンスゲノム
  • 高い多様性のあるサンプル
  • マルチプレックス化されたサンプルに対する、きめ細かなカバレッジの調整
  • バリアントコール形式(VCF)ファイル変換ツール
  • ヘテロ接合体検出における曖昧さへの耐性と、偽陽性の最小化のための冗長性チェック

様々なシーケンスベースのジェノタイピングアプローチが開発されてきています。1〜4濃縮法は、ゲノムの重複した領域を含むことが多い植物に有用です。制限酵素法は、ゲノムに関する予備知識が得られていない種に対して有利です。

シーケンス法によるジェノタイピング

シーケンス研究によるジェノタイピング一覧

 
シーケンスによるジェノタイピングで、ヤギ群の選択的繁殖を実現
シーケンスによるジェノタイピングで、ヤギ群の選択的繁殖を実現

ニュージーランドに拠点を置く研究グループは、GBSを利用して、希少作物やマイナーな家畜のゲノム選別に伴うコストやリソースのハードルを克服しています。

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次世代シーケンサー(NGS)で魚の個体数を回復させる
次世代シーケンサー(NGS)で魚の個体数を回復させる

科学者たちは、数千匹の魚の遺伝子型を同時に決定するGenotyping-in-Thousands by Sequencing (GT-Seq) を開発しました。

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シーケンスとトランスクリプトミクスによるジェノタイピング
トランスクリプトミクスを介したシーケンスによるジェノタイピング

本研究の著者らは、様々な倍数体レベルの作物を研究するために、転写産物サンプルを使用したシーケンスによるジェノタイピングを使用しました。

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アグリゲノミクスにおけるシーケンスによるジェノタイピング

一部のアプリケーションでは、シーケンスによるジェノタイピングは、遺伝的バリエーション研究の実施において、マイクロアレイに代わる低コストの手法を提供します。このアプリケーションスポットライトでは、シーケンス法を用いたいくつかのジェノタイピングのメリットと限界について説明しています。

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アグリゲノミクスにおけるシーケンスによるジェノタイピング

イルミナのSequence by Synthesis(SBS)ケミストリーは、最も広く採用されている次世代シーケンサー(NGS)技術で、世界のシーケンスデータの約90%を生み出しています。*

イルミナは、ライブラリー調製からデータ解析、生物学的解釈までのプロセス全体を簡略化する、統合的なシーケンスワークフローを提供しています。

以下のをクリックしてワークフローの各ステップで使用する製品をご覧ください。

カスタマイズ可能なパネル 

イルミナコンシェルジュサービスによって設計されたコンテンツから、一貫したジェノタイピングパフォーマンスを実現。イルミナコンシェルジュサービスについてはお問い合わせください。

Nextera XT DNAライブラリー調製キット

小さなゲノム(バクテリア、古細菌、ウイルス)、アンプリコン、およびプラスミドのライブラリー調製を、90分未満で行うことができます。

ライブラリー調製キットセレクター

プロジェクトタイプ、開始サンプル、手法、またはアプリケーションに基づいてニーズに応じた最適なキットを決定します。

MiSeqシリーズ

ターゲット化した小さなゲノムシーケンスのためのスピードと簡潔性。

NextSeq 2000システム

画期的なベンチトップシーケンサーは、現在および将来のさまざまなアプリケーションにおいて、より高い効率性と少ない制約で新しい発見を探索することを可能にします。

NovaSeq 6000システム

拡張性のあるスループットと柔軟性により、ほぼすべてのゲノム、シーケンス手法、プロジェクト規模に対応します。

プラットフォーム比較ツール

さまざまなシーケンスプラットフォームを比較して、それぞれの研究所や用途に最適なシステムを選んでください。

シーケンス試薬

それぞれのイルミナシーケンスシステムに適したシーケンス試薬、フローセル、またはバッファーが含まれるキットを探してください。

Local Run Manager

シーケンスランの作成、ランのステータス監視、データ解析のためのオンプレミス型ソフトウェアソリューションです。

BaseSpace BWA Aligner App

サンプル(FASTQ ファイル)をリファレンスゲノムにアラインメントします。

BaseSpace Whole-Genome Sequencingアプリ

Isaacアライメントとバリアントコールにより、全ゲノムシーケンスから生物学的情報を迅速に抽出します。

BaseSpace Sequence Hub

NGSデータの解析と管理を行うイルミナのゲノミクスコンピューティング環境。

BaseSpace Correlation Engine

疾患メカニズム、薬剤ターゲット、バイオマーカーの同定で研究者をサポートする、キュレーションされたゲノムデータの発展し続けるライブラリー。

小さなゲノム(ショウジョウバエなど)や注目度の高い研究対象種(シロイヌナズナなど)については、標準的な全ゲノムシーケンスやリシーケンス法を用いてリファレンスと比較しながら、ジェノタイピングやバリアントスクリーニングを完了することが可能です。低深度シーケンスは、系統解析や比較解析に利用することができます。

詳細はこちら
少さなゲノム対応のシーケンスによるジェノタイピング
動植物シーケンス
動植物シーケンス

次世代シーケンサー(NGS)技術は、de novoシーケンス、トランスクリプトーム解析、シーケンスによるジェノタイピング、あるいはメタゲノムなど、動植物の農業研究に役立ちます。動植物シーケンスの詳細はこちら。

商業的農業
商業的農業およびゲノミクス

商業的農業におけるゲノミクスの応用は、ブリーダーや研究者が形質スクリーニングや親子鑑定などを行うのに役立っています。商業的農業およびゲノミクスの詳細はこちら。

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参考文献
  1. Mamanova L, Coffey AJ, Scott CE, et al. Target-enrichment strategies for next-generation シーケンス.Nat Methods. 2010;7:111-118.
  2. Liu S, Yeh CT, Tang HM, Nettleton D, Schnable PS.Gene mapping via bulked segregant RNA-Seq (BSR-Seq).PLoS One. 2012;7:e36406.
  3. Cronn R, Knaus BJ, Liston A, et al. Targeted enrichment strategies for next generation plant biology.Am J Bot. 2012;99:291-311.
  4. Andolfatto P, Davison D, Erezyilmaz D, et al. Multiplexed shotgun genotyping for rapid and efficient genetic mapping.Genome Res. 2011;21:610-617.

*ファイルに基づいた計算Illumina, Inc., 2015