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サンガーと次世代シーケンシングの違いは何ですか

主な違い サンガー シーケンスと次世代シーケンスの違いは、サンガー シーケンスでは一度に 1 つの DNA フラグメントのみを処理するのに対し、次世代シーケンスでは一度に数百万のフラグメントを同時に処理することです。 さらに、次世代シーケンシングはデジタルであるのに対し、サンガー シーケンシングは類推的であり、ディープ シーケンシングを使用して新規または希少なバリアントを検出できます。さらに、サンガー シーケンスは、一般に最大 20 個のターゲットの少数のターゲットに対して高速で費用対効果の高い方法ですが、次世代シーケンシングは時間がかかり、費用対効果の低い方法です。

サンガー配列決定と次世代配列決定は、DNA 断片を配列決定する 2 つの方法です。さらに、サンガーまたは次世代シーケンスの選択は、両方の方法の利点と制限に依存します。

対象となる主な分野

1. サンガー シーケンスとは
– 定義、プロセス、重要性
2. 次世代シーケンスとは
– 定義、プロセス、重要性
3. サンガーと次世代シークエンシングの類似点
– 共通機能の概要
4. サンガーと次世代シーケンシングの違い
– 主な相違点の比較

主な用語

次世代シーケンシング (NGS)、パラレル シーケンシング、サンガー シーケンシング (SGS)、シーケンシング、シーケンシングの深さ

サンガー シーケンスとは

サンガー シーケンス (SGS) は、1977 年に Fredric Sanger によって開発された 第 1 世代のシーケンス法です。これには in vitro での DNA ポリメラーゼによる鎖終結ジデオキシヌクレオチドの選択的取り込みが含まれます。 DNA複製。次に、生産アンプリコンはキャピラリー電気泳動によって分離されます。一般に、サンガー シーケンスは、アンプリコン ターゲットが 100 未満の小規模プロジェクト向けの高速で費用対効果の高いシーケンス方法として機能します。さらに、単一遺伝子の配列決定に適しています。

図 1:サンガー シーケンス

さらに、サンガー シーケンスは、サンプル内のすべての DNA フラグメントからのシグナルを組み合わせて単一のシーケンスを生成する類似の方法です。個々の信号を分離することはできません。したがって、得られたシグナルは混合シグナルであり、サンプル内で 25% 未満の頻度で発生するバリアントの識別はできません。

次世代シーケンスとは

次世代シーケンス (NGS) は、第 2 世代のシーケンス方法です。さらに、超並列処理の概念を備えたハイスループット DNA シーケンス アプローチです。 Genome Analyzer/HiSeq/MiSeq (Illumina Solexa)、 SOLiD System (Thermo Fisher Scientific)、Ion PGM/Ion Proton (Thermo Fisher Scientific)、および HeliScope Sequencer (Helicos BioSciences) は、現在次世代シーケンスを実行しているいくつかのプラットフォームです。一般に、機器の実行ごとに 100 万から 430 億の短い読み取り (それぞれ 50 から 400 塩基) をシーケンスできます。

図 2:イルミナ シーケンシングにおけるクローン増幅

さらに、次世代シーケンスの主な特徴は、複数のターゲットを並行して調査できることです。突然変異検出の速度と効率が向上しました。一般に、体細胞がんの変異では、腫瘍は不均一であり、がん細胞と正常細胞の両方が含まれています。しかし、並列シーケンシングのための次世代シーケンシングにおけるクローン増幅による DNA ライブラリーの調製は、ライブラリー内の各ターゲット DNA 分子に由来するシグナルを物理的に分離するのに役立ちます。したがって、これにより、正常細胞の DNA 配列から癌細胞の DNA 配列を分離することができます。全体として、次世代シーケンシングは、バリアントのカバレッジがより深いデジタル シーケンシング法です。

サンガーと次世代シーケンスの類似点

  • サンガーと次世代シーケンスは、 DNA 断片のヌクレオチド配列を決定するために使用される 2 つの主な方法。
  • 彼らの技術は類似しており、追加が含まれていますDNA ポリメラーゼによる成長中のテンプレート鎖への蛍光ヌクレオチドの結合。
  • また、付加ヌクレオチドの識別は、蛍光タグによって。
  • また、どちらも自動化された手法です。

サンガーと次世代シーケンシングの違い

定義

サンガー シーケンスは、個人のゲノムのヌクレオチド シーケンスの一部を決定するために使用される低スループットの方法を指し、次世代シーケンシングは使用される高スループットの方法を指します。個人のゲノムのヌクレオチド配列の一部を決定します。したがって、これがサンガーと次世代シーケンシングの主な違いです。

別名

サンガー シーケンスの他の名前は、ジデオキシ チェーン ターミネーション法またはキャピラリー電気泳動シーケンスですが、次世代シーケンスの他の名前は、大規模並列シーケンスまたは大規模並列シーケンスです。

世代

サンガー シーケンスは第一世代のシーケンス方法であり、次世代シーケンスは第二世代のシーケンス方法です。

商品化

さらに、Sanger シーケンスは Applied Biosystems によって最初に商品化されましたが、支配的な次世代シーケンス プラットフォームは Illumina です。

DNA 断片のサイズ

サンガーと次世代シーケンシングのもう 1 つの違いは、サンガー シーケンシングが 750 ~ 1,000 塩基対のフラグメントでうまく機能するのに対して、次世代シーケンシングは約 2,000 万塩基対の長さのフラグメントでうまく機能することです。 .

一度のサンプル数

さらに、サンガー シーケンスは一度に 1 つの DNA フラグメントしか処理できませんが、次世代シーケンスは一度に数百万のフラグメントを同時に処理します。

カバレッジの深さ

重要なことは、サンガー法による配列決定は混合物中のすべての DNA 断片を組み合わせて 1 つの配列を生成する点で類推的であるのに対し、次世代の配列決定法は各個人を分離できるためデジタルです。混合物中の単一分子からのデータ。

感度

また、感度もサンガーと次世代シークエンシングのもう 1 つの違いです。サンガー シーケンスは感度が低く、検出限界は 15 ~ 20% 程度ですが、次世代シーケンスは感度が高く、検出限界は 1% 未満です。

低サンプル数あたりのコスト

さらに、サンガー シーケンスは 20 サンプルまでは高速で費用対効果が高いのに対し、次世代シーケンスは 20 サンプルまでは時間がかかり、費用対効果が低くなります。

より多くのサンプル数あたりのコスト

サンガー シーケンスはサンプル数が多いほど費用対効果が低くなりますが、次世代シーケンスはサンプル数が多いほど費用対効果が高くなります。

臨床研究シーケンシング

サンガーと次世代シーケンスのもう 1 つの違いは、サンガー シーケンスが臨床研究シーケンスの「ゴールド スタンダード」であるのに対して、臨床ラボでは次世代シーケンスが一般的になりつつあることです。 .

アプリケーション

また、サンガー法はフラグメント解析、微生物同定、STR解析、NGS確認などに重要であり、次世代シークエンスは病原性微生物を含むゲノムシークエンスに重要です。ゲノム、トランスクリプトーム解析、突然変異検出など

結論

サンガー シーケンスは、蛍光標識されたジデオキシヌクレオチドによるターゲット DNA フラグメントの増幅とキャピラリー電気泳動による分析を含む、第一世代のシーケンス方法です。一般に、この方法はサンプル数が少ない場合に高速で費用対効果が高くなります。類推的な方法であるため、感度が低くなります。一方、次世代シーケンシングは、サンガーシーケンシングと同様の技術を持つ第 2 世代シーケンシング法です。これは、数百万のサンプルを一度に処理する超並列シーケンシング法です。さらに、次世代シーケンシングの主な特徴は、バリアントの検出を可能にするシーケンシングの深さです。したがって、サンガーと次世代シーケンスの主な違いは、サンプル処理の数とシーケンスの深さです。


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