天然ガス(ngs)とジデオキシゲーションシーケンス（サンガーシークエンス）の違い

Next Generation Sequencing (NGS) と Sanger Sequencing は、時代とともに進化した2つの塩基配列決定技術です。Sanger Sequencing は長年広く使用されてきましたが、近年、その優位性から NGS に取って代わられました。NGS と Sanger の主な違いは、NGS は配列決定システムにより数百万の配列を同時に素早く決定して機能しますが、一方サンガーシークエンスは、DNAポリメラーゼによるDNAの過程にジデオキシヌクレオチドの複製とキャピラリー電気泳動が選択的に加わり、断片が分離されることで機能する。

目次1.概要と主な違い2.塩基配列とは3.NGSとは4.シーケンサーとはNGSとサンガーシーケンスの比較6.まとめ

ヌクレオチドシーケンスは何ですか？

遺伝情報は、生物のDNAまたはRNAのヌクレオチド配列に格納されています。あるセグメント（遺伝子、遺伝子群、染色体、ゲノム全体）におけるヌクレオチドの正しい順序（4塩基を使用）を決定するプロセスをヌクレオチドシークエンスと呼びます。遺伝子の構造・機能解析は、ゲノム科学、法医学、ウイルス学、バイオシステム学、医療診断、バイオテクノロジーなど多くの分野で重要視されています。科学者たちは、さまざまな種類の配列決定方法を開発してきました。その中でも、1977年にFrederick Sangerが開発したSanger sequencingは、次世代シーケンサーに取って代わられるまでの長い間、広く利用され、普及が進みました。

天然ガス(ngs)は何ですか？

Next Generation Sequencing (NGS)は、最新のハイスループットなシーケンシングプロセスを指す言葉です。本書では、ゲノム研究や分子生物学に革命をもたらした、さまざまな最新のシーケンサー技術について解説しています。これらの技術には、イルミナシーケンス、Roche 454シーケンシング、イオンプロトンシーケンス、固体（オリゴマーリンク検出シーケンシング）シーケンシングなどがあります。 NGSシステムはより高速で安価です。NGSシステムでは、主にパイロシーケンス、シンセティックシーケンス、ライゲーションシーケンス、イオン半導体シーケンスの4種類のDNAシーケンスが使用されています。大量のDNAまたはRNA鎖（数百万本）を並行して配列決定することができる。時間を要するサンガーシーケンスとは異なり、短時間で生物の全ゲノムを解読することができる。

NGS法は、従来のシークエンス・サンガー法に比べて多くの利点があります。NGSは、サブゲノム研究、**や欠失などによる個々のゲノム内のバリアントの検出、遺伝子発現の解析などに利用することができます。

図1：NGSシーケンサーの発展

ジデオキシシーケンス（サンガーシークエンス）は何ですか？

サンガーシークエンスとは、1977年にFrederick Sangerらが開発した、与えられたDN**セグメントの正確な塩基配列を決定するための配列決定法である。strand termination sequencing、double deoxygenation sequencingとも呼ばれる。ddeotpは、DNA合成時にdd-tpが選択的にDNA鎖を終端する方法である。通常のヌクレオチドは3'OH基を持ち、このOH基は隣接するヌクレオチド間でホスホジエステル結合を形成し、鎖の形成を継続させるために使用される。しかし、ddNTPはこの3'OH基を持たないため、ヌクレオチド間にホスホジエステル結合を形成することができない。その結果、鎖の伸長は停止する。

この方法では、塩基配列を決定する一本鎖DNAを鋳型鎖として、in vitroでDNAを合成する。その他、オリゴヌクレオチドプライマー、デオキシヌクレオチド前駆体、DNAポリメラーゼ酵素が必要である。標的断片の近傍がわかっていれば、DNA複製用のプライマーを容易に設計することができる。4種類のDNA合成反応を4本の試験管で行う。各チューブには、DDNTPなどの要件が個別に設定されています。特定のヌクレオチドからdNTPとddNTPの混合物を添加する。ここでも、4本のチューブに4種類の混合物を入れて、4種類の反応を行った。反応終了後、DN**セグメントの検出と配列情報の変換を行った。得られたDN**セグメントを熱変性させ、ゲル電気泳動で分離する。放射性ヌクレオチドを使用した場合、ポリアクリルアミドゲル中のバンドパターンを放射性オートラジオグラフィーで可視化することができる。この方法で蛍光標識したデオキシヌクレオチドを使用すると、ゲルの読み出しが明るくなり、蛍光検出器によりレーザー光で検出される。配列を肉眼で読み、コンピューターに手入力する際に起こりうるエラーを回避するため、コンピューターと連動した自動シーケンサーで使用するために開発された方法です。

ヒトゲノムプロジェクトからDNA配列を抽出する方法です。この方法は、高価で時間がかかるものの、正確な配列情報を得ることができるため、現在でも高度な改良に使われています。

図2：サンガーシークエンス

天然ガス(ngs)とジデオキシゲーションシーケンス（サンガーシークエンス）の違い

概要 - 天然ガス(ngs) vs. ジデオキシゲーションシーケンス（サンガーシークエンス）

NGSとサンガーシーケンスは、分子生物学で広く使われている塩基配列決定技術です。サンガーシーケンスは初期の配列決定法で、NGSに取って代わられました。NGSとサンガーシーケンスの主な違いは、NGSはサンガーシーケンスよりも高速で正確、コスト効率の良いプロセスである点です。この2つの技術は、遺伝学とバイオテクノロジーの分野で大きな爆発的進歩をもたらしました。

参考文献：1.Norusia、Mino.真核微生物のための次世代シーケンサー技術：シーケンサーによる生物学的問題の解決〉、『真核生物細胞』。米国微生物学会（American Society for Microbiology） 2010年9月Web. 2017年2月18日Sanger, F., S. Nicklen, and A.R. Coulson.このような場合、「DNAシーケンシングと鎖終結阻害剤」、Journal of the National Academy of Sciences 74.12 (1977): 5463-467."次世代シーケンサーシステムの比較", Journal of Biomedicine and Biotechnology, 2012 (2012): 1-11. web.