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第二世代DNAシーケンサ

第一世代シーケンサは、読み取り精度が高く読み取り長も長いという利点があるのですが、大腸菌にDNA断片をクローニングする必要があったため、試料調製に人的、時間的コストを要することと、大腸菌クローンがうまくとれないクローンギャップ領域の生じる弱点がありました。

そこで、問題の多いクローニング過程を省略し、さらに配列決定の鋳型となるDNA分子をマイクロビーズや固体の表面に結合させた状態で増幅することで読み取り反応の超並列化を図ったのが第2世代シーケンサです。

シーケンシングの原理としては蛍光標識ヌクレオチド基質による逐次合成を利用するタイプ、DNAが合成される際に放出されるピロリン酸を検出するタイプ、配列特異的に蛍光標識したオリゴヌクレオチドを鋳型DNAにハイブリッド形成させるタイプ等がありますが、世界的には最初の方式が主流となっています。最近では、検出部分をソリッドステート化し、DNA合成時の水素イオン濃度変化を直接検出して塩基配列を読み取る装置も実用化されています(第三世代に含めてもいいのかもしれませんが、反応原理はピロリン酸を検出するタイプと同じです)。

本センターでは、研究コミュニティに常に最先端の技術を提供するために、ほぼ全てのタイプのシーケンス装置を運用しており、評価と運用方式に関する情報提供と、実サンプルの配列決定を行っています。第二世代シーケンサは、第一世代の装置と較べると、読み取り長が百塩基から数百塩基と短く、読み取り精度も99.9 %以下と低い(装置によって異なる)のが欠点ですが、一方で最新のイルミナ社製HiSeq-2000型では、約10日の運転で、DNA断片の分子数で約30億分子、DNA分子の両端からそれぞれ100塩基を読み取れるため読み取り塩基数は6500億塩基に達しています。