【90】次世代シークエンサー

2022年2月13日 2022年2月13日

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1977年にフレデリック・サンガーによって、DNAの塩基配列を読み取る方法（サンガー法／ジデオキシ法）が開発された。

1990年に始まった〈ヒトゲノム計画〉では、ヒトの核DNAの全塩基配列を、15年程かけて読み取る計画だったが、塩基配列を自動で読み取る装置（自動シークエンサー）の実用化などにより、予定より2年早い2003年までに作業が完了した。

その後もDNAの塩基配列読み取り方法（DNAシークエンス）は改良され続け、現在では、ヒトゲノム（30億塩基対）の塩基配列を数日で読み取ることができるようになった。

ガラス基板の場所ごとに、それぞれのDNA断片のインデックス配列（末端部）に相補的なプライマーが、5’末端をガラス基板に固定された状態で固定されている。

ガラス基板上の場所ごとに、別々のDNA断片が増幅されるので、同時に複数のDNA断片の塩基配列を読み取ることができる。

〈次世代シーケンス〉にも様々な方法があるが、どの方法も”同時に複数のDNA断片の塩基配列を読み取れることで、解析速度が増している。

〈次世代シーケンス／次世代シーケンサー〉で、大量のDNAの塩基配列をより速く読み取れるようになったことで、SNPなどの個人差を比較することもできるようになった。

【補足】

DNAシークエンス（DNAの塩基配列を読み取ること。）
PCR（ポリメラーゼ連鎖反応。DNAの特定の配列を増幅する方法。）
DNAポリメラーゼ（DNA合成酵素。新生鎖の3'末端に、鋳型鎖と相補的なヌクレオチドを付け加えていく。プライマーが無ければヌクレオチド差を合成できす、5'末端にヌクレオチドを付加することもできない"わがまま酵素"。）
ヌクレオチド（リン酸＆糖&塩基の結合した分子。DNAやRNAの材料となる。DNAのヌクレオチドは、リン酸＆デオキシリボース（糖）に、A,T,G,Cの４種類の塩基のどれかが結合している。）
dNTP（デオキシリボヌクレオチド三リン酸。４種類のdNTA（dATP,dTTP,dGTP,dCTP）が連結して、DNAのヌクレオチド鎖ができる。）
ddNTP（ジ・デオキシリボヌクレオチド三リン酸。dNTPでは、糖の3'位置に-OHがあるが、ddNTPは-Hになっている。そのためヌクレオチド鎖の3'末端にddNTPが結合すると、次のdNTP、あるいはddNTPは結合できない。）
サーマルサイクラー（設定した温度や時間にしたがって、自動で加熱と冷却をくり返してくれる装置。PCRやサンガー法で活躍。）

【参考資料】