NABsysが開発を進めるソリッドステート・ナノポア・シーケンシング技術
Brown Universityが開発したソリッドステート・ナノポア・シーケンシング技術をベースに、NABsysが第4世代シーケンサーの開発を進めている。本技術はソリッドステート・ナノポア型シーケンシング技術の中では開発が最も進んでいると思われるが、その概要を紹介する。
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シーケンシング原理
NABsysが開発しているHANS (Hybridization-Assisted Nanopore Sequencing) シーケンシング技術の概要を以下にまとめるが、詳細な内容については、YouTubeに投稿されているビデオを参照してほしい。
(1) 2本鎖DNAを約100 kbに断片化する。 (2) 断片化した2本鎖DNAを1本鎖DNAにした後、6-merオリゴDNA（6-merプローブ）をミックスし、1本鎖DNAにハイブリダイズさせる。 (3) このDNAがソリッドステート・ナノポアを通るときに電流が流れるが、6-merプローブがハイブリした2本鎖部分と1本鎖部分の間で電流値が異なるので、6-merプローブがハイブリした位置を同定することができる。 (4) 各1本鎖DNA内での6-mer配列の位置を知ることができるので、それら位置をもとに、多数の1本鎖DNAの配列を連結する。 (5) 6-mer配列は合計4,096通りあるので、それぞれの6-merプローブについて、上記(2)(3)(4)の工程を並列で実施する。 (6) 上記工程で得られた6-merプローブの位置は正確でない場合があるので、特定サイズのウィンドーに現れる各プローブ配列をもとに塩基配列をつなげていく。この方法をmoving window Sequencing-By-Hybridization（mwSBH）法と呼ぶ。このmbSBH法により長い配列を導き出すことによりゲノム配列を決定する。 なお、HANSシーケンシング技術については、下記の特許が出願されている。 ・US Patent 7678562"Addressable nanopores and micropores including methods for making and using same"（2004年2月27日出願、2010年3月16日登録） ・United States Patent Application 20070042366 "Nanopores, methods for using same, methods for making same and methods for characterizing biomolecules using same" ・United States Patent Application 20070190542 "HYBRIDIZATION ASSISTED NANOPORE SEQUENCING" ・United States Patent Application 20100096268 "USE OF LONGITUDINALLY DISPLACED NANOSCALE ELECTRODES FOR VOLTAGE SENSING OF BIOMOLECULES AND OTHER ANALYTES IN FLUIDIC CHANNELS" |
NABsysについて
NABsysは、Brown Universityの物理学部のスピンアウト企業として、2004年に設立された。それ以降も、Brown Universityとの連携のもと、シーケンシング技術の開発を進めている。2004年には400万ドルのシリーズＡ投資、そして2010年には700万ドルのシリーズB投資をベンチャーキャピタルから得ている。また最近ゲノム研究などで有名なLeroy Hood, M.D., Ph.D.がNABsysの取締役として参画している。このように、NABsysはソリッドステート・ナノポア型シーケンサーの開発を活発に推進しており、その開発ステージはIBMのDNA Transistorとほぼ同じくらいではないかと推定される。
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Brown Universityの研究成果発表
HANSシーケンシング技術について、Brown Universityの研究チームが最近論文発表を行っている。本論文では、12-merプローブと1本鎖DNAとのハイブリダイゼーションにより、2本鎖部分の電流が変化することを実証した段階である。詳しくは、科学誌"Nanotechnology"の下記論文を参照してほしい。
・Venkat S K Balagurusamy, Paul Weinger and Xinsheng Sean Ling "Detection of DNA hybridizations using solid-state nanopores" Nanotechnology 335102, Volume 21, Number 33 ・Sean Ling ”Nanopore barcode scans hybrid probes on DNA” (in LAB TALK of Nanotechnology, Aug 3, 2010) |