全ゲノムシーケンス (WGS)

NGSテクノロジーを使用してゲノム全体を高解像度で可視化

全ゲノムシーケンスとは何ですか?

全ゲノムシーケンス(WGS)とは、全ゲノム解析の包括的手法です。ゲノム情報は、遺伝性疾患の同定、がんの進行を促す変異の特性の解明、感染症の拡大状況の追跡などに役立っています。シーケンスコストの急速な低下と、シーケンサーによって大量のデータを生成できるようになったことで、全ゲノムシーケンスはゲノム研究における強力なツールとなっています。

この手法はヒトゲノムのシーケンスに関連付けられることが一般的ですが、次世代シーケンス(NGS)技術の拡張性と柔軟性により、農業において重要な家畜や植物、あるいは疾患に関連する微生物など、あらゆる生物種のシーケンスにも同様に有用です。

Close up, side view of a female scientist interacting with the touch screen monitor on a NovaSeq 6000, selecting from the sequencing screen; green status bar; blurry image in the foreground

全ゲノムシーケンスのメリット

  • ゲノムの高解像度で塩基単位の全体像を取得
  • ターゲット化したアプローチでは見逃される可能性のある大きなバリアントと小さなバリアントの両方を捕捉
  • 遺伝子の発現や制御機構をさらに追跡調査するための潜在的な原因バリアントを同定
  • 大量のデータを短時間で提供し、新規ゲノムの確立をサポート

妥協のないゲノムの捉え方

エクソームシーケンスやターゲットリシーケンスなど、ゲノムの限られた部分を解析する手法とは異なり、全ゲノムシーケンスはゲノム全体の包括的に把握することができます。原因となるバリアントの同定や新規ゲノムのアセンブリなど、探索的用途に最適です。

全ゲノムシーケンスは、一塩基変異(SNV)、挿入・欠失、コピー数変化、および大規模な構造バリアントを検出することができます。近年の技術革新により、最新のゲノムシーケンサーは、これまで以上に効率的に全ゲノムシーケンスを行うことができます。

全ゲノムシーケンスの主要な手法

大規模な全ゲノムシーケンス

植物、動物、またはヒトなどの大型ゲノム(5 Mb超)のシーケンスにより、疾患研究や集団遺伝学に貴重な情報を提供することができます。

小さなサイズの全ゲノムシーケンス

小さなサイズの全ゲノムシーケンス(5 Mb以下)は、バクテリア、ウイルス、またはその他微生物の全ゲノムをシーケンスするものです。細菌培養を必要とせず、研究者はNGSを使用して何千もの小さな生物のシーケンスを並行して実行できます。

De Novoシーケンス

De novoシーケンスとは、リファレンスシーケンスがない新規ゲノムをシーケンスすることです。NGSは、すべての高速かつ精確な特性解析を可能にします。

フェージングされたシーケンス

フェージングされたシーケンス(ゲノムフェージング)は、相同染色体上のアリルを識別してその遺伝を解明し、全ゲノムハプロタイプを得ることができます。この情報は、遺伝性疾患の研究にとって重要視されます。

ヒト全ゲノムシーケンス

これまで困難だったヒト全ゲノムシーケンスが、かつてないほどシンプルになりました。それは、私たちの遺伝コードを最も詳しく知ることができるものです。

ロングリードシーケンス

ロングリードは、高度に可変な要素や高度に反復的な要素を含むような、ゲノムの難しい領域の解決に役立ちます。

ゲノムシーケンスの可能性を広げる

イルミナのイノベーションがゲノムシーケンスにおける可能性の限界をどのように再定義しているかをご覧ください。 Dr Steve Barnard、Dr Joe Devaney、Dr Bekim Sadikovicが、ワークフローを簡素化し、発見の最前線を広げる革新的なテクノロジーについて語っています。

推奨される全ゲノムシーケンスワークフロー

この使いやすい3ステップのWGSワークフローは、ラボに必要十分な機能と迅速なソリューションを提供し、あらゆるバリアントクラスについて、ゲノム全体にわたる高品質な洞察をもたらします。

注目の製品

Illumina DNA Prep

ヒト全ゲノムシーケンスからアンプリコン、プラスミド、微生物種まで、広範囲のアプリケーションに対して迅速な統合ワークフロー。

NovaSeq 6000 試薬キット

NovaSeq 6000システム用の試薬キットには、クラスター形成およびSBS用のすぐに使用できるカートリッジベースの試薬が入っています。

BaseSpace Sequence HubとiCredits

次世代シーケンサーの運用を開始し、急速に拡大するラボのためのデータ管理および簡素化されたバイオインフォマティクス。

Two scientists, one male and one female, engaging in conversation in a lab; tubes and other lab equipment blurry in the foreground.

マルチオミクスにより、探索力が何倍にも向上

マルチオミクスを用いることによって、遺伝型と表現型のマッチング精度を高め、単一のオミクスアプローチでは得られない細胞全体の情報をどのように取得で来るかをご覧ください。

サイエンティストのWGS活用法

パーキンソン病研究におけるWGS

NysnoBioのサイエンティストが、全ゲノムシーケンスを用いて若年性パーキンソン病をどのように研究しているかをご覧ください。

WGSによる白血病サンプルの解析

New England Journal of Medicine誌に掲載された研究によると、WGSを白血病サンプルの評価に用いることで、核型分析または蛍光in situハイブリダイゼーションよりも、より精確な結果を短時間で得られることが明らかになりました。

注目のコンテンツ

マップリードテクノロジー

近接マップ リード テクノロジーにより、長距離ゲノム情報を解明し、マッピングが困難な領域を解決して、シーケンスワークフローを簡素化します。

創薬および複雑な疾患研究におけるWGSの利点

Nature誌に掲載された研究では、遺伝的リスクの評価および薬剤標的候補の同定において、イルミナのWGSが全エクソームシーケンスやジェノタイピングアレイに比べて優れていることが示されています。

サンプルからゲノムの洞察まで

このウェビナー録画では、サンプルをゲノム解析と解釈に接続するためのイルミナのソリューションについてご紹介します。

全ゲノムシーケンスFAQ

WGSは、全ゲノムを解析することで包括的な洞察を得るために使用される手法です。次世代シーケンサーの進歩と、NGSテクノロジーの柔軟性と拡張性の組み合わせにより、WGSはヒト、動物、植物、微生物、ウイルスの遺伝物質の研究に有用です。1
NGSワークフローの概要:

  1. DNA抽出:サンプルからDNAを分離します。
  2. DNA断片化:シーケンスのためにDNAを小さな断片に分解します。
  3. DNAライブラリー調製:アダプターを添加し、シーケンス用の断片を調製します。
  4. DNAライブラリーシーケンス:NGSシステムで調製済みライブラリーを実行します。
  5. データ解析と解釈:リードのアライメント、ゲノムアセンブリ、結果の解釈を行います。

全ゲノムシーケンスは、ヒトの健康に重要な役割を果たします。WGSは、研究者ががんを駆動する可能性のある腫瘍の変異を理解し、遺伝性疾患リスクとキャリアステータスを評価し、個別化医療研究のための個人の遺伝子構造に関する洞察を得るのに役立ちます。

公衆衛生では、WGSは感染症研究の実施、疾患の発生の検出と追跡、感染症の拡散の監視、および新たなバリアントの同定に使用されています。WGSは基本的な遺伝子研究にも使用されています。1

WGSウェビナーをご覧になり、低コストの全ゲノムシーケンス技術によるプレシジョンメディシン研究の加速について学びましょう。

シーケンスアプローチはターゲットから包括的まで多岐にわたります。ターゲットシーケンスは、特定の遺伝子またはゲノム領域に焦点を合わせており、通常、定義された適応症に基づいて選択されます。全エクソームシーケンスは、ゲノムのタンパク質コード領域にわたる複数のバリアントタイプを評価することで、この範囲を広げます。一方、全ゲノムシーケンスでは、全ゲノムを包括的に把握できるため、1塩基変異(SNV)、挿入と欠失、コピー数変異、および大規模な構造バリアントを検出できます。

WGSの制限には、ノンコーディング領域などのゲノムの特定の領域のデータ取り扱いや解釈に関する技術的な困難が含まれます。また、WGSでいくつかのショートリード技術を使用することや、長い反復領域や構造バリアントを解決する能力にも課題があります。2



技術的にはショートリードテクノロジーですが、WGSのニーズに適した近接マップリードテクノロジーは、正確な長距離のゲノム情報を得られます。

独自のワークフローにより、元の長いDNAテンプレートと得られた短いシーケンスリードの関連性が維持され、低複雑性の領域での構造多型検出の強化、遺伝的バリアントの超長期フェージング、マッピングの改善が可能になります。

近接マップリードテクノロジーDRAGEN二次解析パイプラインの詳細はこちら。

お客様の研究目標の達成を支援するため、当社は、ユーザーフレンドリーな一次、二次、三次、およびクラウドベースのシーケンスデータ解析ソリューションを幅広く提供しています。詳細については、当社のシーケンスデータ解析関連情報またはDRAGEN二次解析ページにアクセスして、データニーズに適したソリューションを見つけてください。

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関連手法

補足資料

イルミナシーケンスプラットフォーム

当社の革新的な次世代シーケンサー(NGS)プラットフォームは、大規模で卓越したデータクオリティと精度を実現します。ベンチトップおよび生産規模のシーケンサーを確認し、適切なプラットフォームを選択するのに役立つリソースをご利用ください。

シーケンスサービス

研究者に解析データを提供する、高品質な全ゲノムシーケンスやその他のシーケンスサービスを見つける。

シーケンス手法検索ツール

このインタラクティブなツールを使用して、科学文献からまとめられた実験NGSライブラリー調製法を探索いただけます。

お問い合わせ

全ゲノムシーケンスのソリューションに関する詳細は、お気軽にお問い合わせください。

参考文献

  1. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Whole Genome Sequencing (WGS). CDC PulseNet. https://www.cdc.gov/pulsenet/php/wgs/index.html. Updated February 28, 2024. Accessed November 6, 2025.
  2. Brlek P, Bulić L, Bračić M, et al. Implementing Whole Genome Sequencing (WGS) in Clinical Practice: Advantages, Challenges, and Future Perspectives. Cells. 2024;13(6):504. Published 2024 Mar 13. doi:10.3390/cells13060504