454 Life Sciences
454 Life Sciences (以下、454社と略す) が販売している次世代シーケンサーは、マイクロビーズ上でのDNA合成とPyrosequencing法に基づく技術を利用している。当時CuraGen社に所属していたJonathan Rothbergらが本技術を発明し(1999年に特許出願)、この発明をもとに454社がCuraGenの子会社として設立された。最初の次世代シーケンサーであるGenome Sequencer System GS20 (リード長＝約100 bp、リード数＝約20万/run) が2005年10月に発売され、2007年1月にはGS20の約5倍の配列決定能 (リード長＝約250 bp、リード数＝約100万/run) を有するGS FLXシーケンサーが発売された。続いて、2008年10月にはGS FLXの約4倍の配列決定能 (リード長＝約400 bp、リード数＝約100万/run) を有するGS FLX Titaniumシーケンサー(現行機種) が発売された。CuraGenが2007年5月に454社をRocheに売却したので、454社のシーケンサーは現在Roche社の製品となっている。なお、454社の次世代シーケンサー の原理や詳細については、454社のホームページを参照してほしい。
454社は、2010年春にGS FLX Titaniumシーケンサーを小型化した“GS Junior System” (リード長＝約400 bp、リード数＝約20万リード/run) の発売を予定している。また2010年中に1 リードの平均長が700 bp程度に改善された機種の発売も計画されている。 |
Illumina (Solexa)
Illumina社の次世代シーケンサーは、Solexa, Ltd. (英国ベンチャー企業) が開発したSequencing-by-SynthesisによるDNA配列決定法 (最初の特許は2001年1月に出願) を利用している。Solexa, Ltd.は、マイクロビーズ上での次世代シーケンシング技術の開発を進めていたLynx Therapeutics, Inc.と2005年3月に合併し、Solexa, Inc.となり、続いて2006年11月にSolexa, Inc.はIlluminaによって買収された。そして2006年に次世代シーケンサーGenome AnalyzerがIlluminaブランドのシーケンサーとして販売された。現在発売されている機種は、
HiSeq 2000 (35 bp/リード×8億5000万リード＝約30 Gb/run ～ 100 bp/リード×2×8億5000万リード＝約170 Gb/run) 、 GAIIx (35 bp/リード×2億2500万reads＝約8 Gb/run ～ 100 bp/リード×2×2億2500万リード＝約45 Gb/run) 、 GAIIe (35 bp/リード×9000万reads＝約3 Gb/run ～ 100 bp/リード×2×1億8000万リード＝約18 Gb/run) 、 そしてBeads Arrayの解析機器と合体したHiScanSQ (スペックはGAIIxと同等) の4機種である。 |
SOLiD
Applied Biosystems (現在Life Technologies) が販売しているSOLiDシーケンサーに使われている次世代シーケンシング技術は、弊社が提携しているBeckman Coulter Genomicsの前身である“Agencourt Bioscience Corporation”が開発したものである。本シーケンシング技術は、Harvard Medical School・George Church博士らが開発した Polony Sequencingの改良技術である。Agencourt Bioscienceは2005年4月にBeckman Coulterに買収された後、本技術の開発部門は別会社Agencourt Personal Genomics社として分離された。その後、Applied Biosystemsが2006年5月にAgencourt Personal Genomics社を買収し、SOLiDシーケンサーはApplied Biosystemsの製品として2007年秋に発売された。なお、Invitrogen社が2008年11月にApplied Biosystemsを買収し、Life Technologiesが誕生したので、SOLiDシーケンサーはLife Technologiesの製品となった。
SOLiD3シーケンサーのスペックは、Fragment library－50 bp/readで、5～7.5 Gb／スライドであり、またMate-pair library－35 bp/readで、7～10 Gb／スライドである。 また最近、新しいシステムであるSOLiD4（ SOLiD3のアップグレード機種； 最大100 Gbまたは14億リード、75 bp×2のスペック）、およびSOLiD PIシステム（SOLiDの小型版；最大50 Gbまたは8億リード、75 bp×2のスペック）の発売も発表された |
3機種の比較
454シーケンサーは、リード長が長い上、生データレベルでの配列決定精度も優れていることから、de novo sequencingに向いている。さらに、リード長が長いことから、resequencingについても多様な変異検出を可能とする。３機種の中では欠点の少ないシーケンサーであるが、単位塩基当たりの配列決定コストが３機種の中で1オーダー近く高いのが難点である。
Illumina シーケンサーは、以前は精度が良くなかったが、この１年で大きく進歩し、de novo sequencingも可能となった。また配列決定コストが３機種の中で最も安価である。 SOLiDシーケンサーは、2 baseエンコーディングシステムを採用しているために、resequencingにおいて、特に置換変異と1,2塩基のInDel変異の同定精度が優れている。ただし、de novo sequencingは原則不可能である。 454シーケンサーやSOLiDシーケンサーと比べると、Illumina シーケンサーが圧倒的に多数設置されている。ただし、再配列決定について言えば、再配列決定精度の高さからSOLiDシーケンサーは魅力がある。事実、2009年末に設立された個の医療専門の非営利機関である“Ignite Institute for Individualized Health”は、2010年内に合計100台のSOLiD4シーケンサーを設置することを発表している。 |