GnuBIOシーケンサーβ版、2012年第２四半期にリリースか

　GnuBIO が2011年12月14日付で「来年第２四半期の上市を目指して、Microfluidics-based sequencer β版の組み立てを開始した。」と発表した。このGnuBIO のシーケンサーについては、GOクラブで、2010年06月11日号と2011年04月26日号の２回に渡って紹介したが、非常に期待できるシーケンサーである。GnuBIO は、シーケンシング技術とシーケンサーの詳細を公表していないが、今回のGOクラブでは、「これまでのニュースリリースの内容」と「米国出願特許20110267457 (2011年6月29日公開)」をもとに、GnuBIO の技術を推定してみたい。

Ion PGMとIllumina MiSeqシーケンサーのPaired-EndとMate-Pair Sequencing

　Illumina MiSeqシーケンサー(MiSeq)の日本での出荷も始まり、いよいよIon Torrent PGM シーケンサー(PGM)との競争もデッドヒートしそうである。Illuminaのウェブサイトでは、MiSeqの方がPGMよりはるかに配列決定精度（Quality Value; QV）が優れているというデータを発表している。QVについてIlluminaはPredicted QVを使って比較しているが、PGMの場合、このQVが低く出るという特徴を持っている。PGMの精度が急速に向上している点、またEmpirical (経験的)QVでの比較を考慮すると、両者の配列決定精度については実用上は大差ないと思われる。GOクラブでは、両者の比較を過去に行っているが、Ion Torrentの318 Chipが登場する頃には、両者のパフォーマンスは同等となると予想される。
さて、今回のGOクラブでは、Ion Torrent PGMシーケンサーで、Paired-End SequencingとMate-Pair Sequencingが可能になったことが発表されたので、MiSeqの方法と比較しながら紹介したい。

１細胞の全ゲノムハプロタイピング

　次世代シーケンス解析技術が進歩したが、真核生物のゲノムシーケンシングの場合、これまでの技術ではハプロイドごとに配列を得ることは実質不可能である。今回のGOクラブでは、各ハプロイドごとに全SNP解析を行える２つの最近の技術を紹介する。また、本技術とGOクラブでも紹介した１細胞からのゲノムシーケンシング技術を組み合わせることにより、ヒトだけなく、真核生物のハプロイドごとにゲノム配列が解明できる可能性について論じる。

Stratos Genomicsのナノポアシーケンシング

　9月7日付のGOクラブで、Stratos Genomics Inc.のナノポアシーケンシング技術開発テーマが、米国国立ヒトゲノム研究所（NHGRI）の“Advanced Sequencing Technology Awards 2011”に選ばれたことをお知らせした。今回のGOクラブでは、このStratos Genomicsの次世代シーケンシング技術を紹介する。

１細胞からのゲノムシーケンシング (パート２)

　前回のGOクラブは、微生物の１細胞ゲノムシーケンシングを取り上げたが、今回は、ヒト細胞の１細胞ゲノムシーケンシングと１ウィルスゲノムシーケンシングについて紹介する。

１細胞からのゲノムシーケンシング (パート1)

　最近、１細胞からのゲノムシーケンシングの研究が盛んになってきたので、GOクラブで２回に渡って、この話題について紹介しようと思う。
　J. Craig Vneter InstituteのRoger S. Laskenらが中心となって、Phi DNAポリメラーゼによるDNA増幅法であるMultiple Displacement Amplification (MDA) 法を用いて、１個の細菌から染色体DNAを増幅する技術が確立された。この技術を利用して、Harvard Univ.のGeorge M. Churchの研究グループが2006年に１個の細菌のゲノムシーケンシグング技術に関する研究を発表している。Laskenらも１細胞からのゲノムシーケンシングの論文を2007年に発表した。Laskenらは、その後も微生物の１細胞ゲノムシーケンシングの研究を精力的に進めているが、今年の9月18日付のONLINE版Nature Biotechnology誌で、１細胞ゲノム解析専用の新しいde novo assembly技術について発表した。今回のGOクラブでは、細菌の１細胞ゲノムシーケンシングについて紹介する

次世代シーケンサーの分類（改訂版）

2011年度のNHGRI-$1000次世代シーケンシング技術 (パート2)

　前回のGOクラブでは、米国国立ヒトゲノム研究所（NHGRI）が新しい次世代シーケンシング技術開発の研究グラントである" Advanced Sequencing Technology Awards 2011”を供与した「9種類の新技術」のうち、5種のナノポアシーケンシングの概要を紹介した。今回のGOクラブでは、残りの4種類の技術について紹介する。

2011年度のNHGRI-$1000次世代シーケンシング技術 (パート1)」

　2011年8月22日付で、米国国立ヒトゲノム研究所（NHGRI）が新しい次世代シーケンシング技術開発の研究グラントである“Advanced Sequencing Technology Awards 2011”を供与する「9種類の新技術」を発表した。9種の技術のうち、1種はコンティグ形成に関する技術であり、残る8種のうち5種はナノポアシーケンシングに関係ある技術であり、1種は全く新しい塩基認識法の開発を目指している。その他の3種類は、DNAポリメラーゼを用いた1分子シーケンシング、エキソヌクレアーゼを用いた1分子シーケンシング、そして電子顕微鏡による1分子シーケンシングである。このNHGRIのグラント（$1000ゲノムプロジェクト）により、膨大な種類の次世代シーケンシング技術が誕生し、新技術が出尽くした感があったが、最後に挙げた3種類のシーケンシング技術はいずれも新しい原理に基づくものであり、米国の物凄い先端技術開拓パワーを感じさせられる。
今回のGOクラブでは、2011年度のグラントに当選した9種の技術のうち、5種のナノポアシーケンシングの概要を紹介する。残りの4種類の技術については、次回のGOクラブで紹介する。

Complete Genomicsの次世代シーケンシング技術とは

　Complete Genomicsは、次世代シーケンサー開発企業としては珍しく、開発したシーケンサーは販売せずに、自社のみに設置し、個人ゲノム 配列決定＆解析の受託サービスに特化したベンチャー企業である。2010年11月にNASDAQに上場した後、今年の第１四半期は売上も伸び、順調に株価 が上がった。ところが、8月3日に第2四半期の業績を発表したところ、受注は順調に増えているにもかからわず、株価が暴落してしまった(6月の株価は$17で、今回$15から$7.6に下がった)。今回は、Complete Genomicsの次世代シーケンシング技術を紹介するとともに、株価暴落の背景について考察してみたい。

Pac Bio RSシーケンサーの優位性が大腸菌O104のゲノム解析で証明される

　Pacific Biosciences (以下、PacBioと略す) は、今年4月27日に、1分子リアルタイムシーケンサーであるPacBio RSシーケンサーの正式発売を発表した。第2四半期はEarly Access Customersへのアップグレードを含めて、計16ユーザーに対してRSシーケンサーが出荷された。これまでは、生データレベルでの精度が低く、かつリード長も1,000 bpを越える程度であったが、最近精度やリード長も改善された新しいChemistry C2が開発された。また、そのChemistry C2を利用して、ドイツなどで感染が流行した腸管出血性大腸菌O104 (C227-11株) のゲノム配列を決定した論文が、7月27日付けのNew England J. of Medicineに発表された。Chemistry C2は第4四半期に発売される予定であるが、この論文で開示されたデータをもとに、PacBio RSシーケンサーとChemistry C2の性能を紹介したい。

実用化に向かうLaserGenの第2世代シーケンサー

　第2世代シーケンシング技術の開発を行っているLaserGenが、最近ホームページを一新し、シリーズA増資も進めていることから、シーケンシング技術の実用化に向かうと思われる。このたび、LaserGenは7月11日付のプレスリリースで、精密機器メーカーのNational Instrumentsと組んで、シーケンサーの開発を行うことを発表した。このような流れから、LaserGenの技術が利用できる可能性も高くなったと感じる。今回のGOクラブでは、このLaserGenの次世代シーケンシング技術を紹介する。

454 FLXシーケンサーのロング・リード・アップグレード、正式発表される

　かなり前から、Roche 454 GS FLXシーケンサーで最大1,000 bp/リード読めるアップグレードが可能になることが話題になっていたが、ついに、454 Life Sciencesは、6月28日付けで、このロング・リード・アップグレードを正式に発表した。既存の機種もオンサイトでアップグレードできるほか、アップグレード機種であるGS FLX+ システムも発売された。サンガーシーケンシングに匹敵するリード長とリード精度を達成できるGS FLX+ システムは、他の次世代シーケンサーとは一線を画する魅力があり、今回のGOクラブで取り上げる。

NobleGenのナノポアシーケンシング技術、開発進む

　GOクラブでは、約1年前に、NobleGen Biosciences (NobleGen) が開発を進めているソリッドステート・ナノポアシーケンシング技術を紹介した。その後、NobleGenは、2010年9月に米国国立ヒトゲノム研究所（NHGRI）の次世代シーケンシング技術開発グラントである“Advanced Sequencing Technology Awards 2010” に当選し、4,160,000ドルの研究資金を得た。この1年の間にNobleGenのシーケンシング技術（Optipore Sequencingと名付けられた）の開発が進展し、ナノポアシーケンサー開発において、Oxford Nanopore、NABsysに次いで、シーケンサー上市に近いポジションにいると推測される。今回は、NobleGen のOptipore Sequencing技術開発の進捗について紹介する。

Illumina シーケンシングキットv3発売 - 1ランで600 Gbを達成

　Illuminaは、今年5月に、HiSeq2000などのIllumina次世代シーケンサー用のシーケンシング試薬TruSeq v3キットの発売を正式に発表した。本キットをHiSeq2000シーケンサーで用いると、1ランあたり最大600 Gbの塩基配列データが得られる。出力の点では、対抗馬であるSOLiDシーケンサーを大きく引き離すことになる。当社は、Beckman Coulter Genomicsと提携して、HiSeq2000シーケンサーを用いたシーケンシングサービスを提供しているが、このHiSeq2000を用いると、1ランで計算上5、6人分のヒト全ゲノム配列（1人あたり30倍の冗長度のゲノム配列を決定した場合）が得られることになる。今回は、この格段と性能が向上したシーケンシング試薬TruSeq v3キットについて紹介する。

診断用DNAシーケンサーの現況

　今年5月10日に、ライフテクノロジーズジャパン株式会社が、Applied BiosystemsのキャピラリーDNAシーケンサー（第１世代シーケンサー）である3500 Dxを体外用診断機器として発売することをプレスリリースした。わが国でも、シーケンサーを利用した診断の幕開けとなったといえる出来事である。今回は、この3500 Dx に加えて、診断用シーケンサーとしての利用を目指している次世代シーケンサーについても紹介する。

Intelligent Bio-SystemsがMax-Seqシーケンサーをリリース

　Intelligent Bio-Systemsの次世代シーケンサーが、最近Azco Biotech, Inc.から利用可能になったことがわかった。その宣伝記事が、Intelligent Bio-SystemsとAzco Biotech, Inc.の両方のホームページに出ている。プレスリリースはないので、正式発売でなく、利用可能になったという段階のようである。これまでは、“PinPoint Sequencer”という名称で開発が進められてきたが、“Max-Seq Genome Sequencer”という名前でリリースされた。今回は、このシーケンサーの概要について紹介する。

GnuBIOの次世代シーケンサー開発、大きく進展

　GOクラブでは、2010年6月に、新しい次世代シーケンサー開発ベンチャー“GnuBIO”を紹介し、GnuBIOはヒトゲノム配列を30ドルのコストで決定することを売りにしていることを述べた。GnuBIOは、2011年4月6日に次世代シーケンサー開発の進展に関するプレスリリースを行った。その発表内容から、GnuBIOのシーケンサーが想定外の優れた性能を有する可能性があるので、今回のGOクラブで紹介する。

Oxford Nanoporeのシーケンシング技術開発の最新の動向

Oxford Nanopore Technologies（以下、Oxford Nanoporeと略す）は、alpha-hemolysinタンパク質を利用したナノポアシーケンシング技術の開発で著名なベンチャー企業であるが、シーケンサーの開発の進展に関してはベールに包まれたままであった。Oxford Nanoporeは、ごく最近シーケンサーのプロトタイプとなる“Oxford Nanopore GridION system”の概要を発表した。このような動きから、Oxford Nanoporeのナノポアシーケンサーのリリースが近づいてきたと思われる。今回のGOクラブでは、Oxford Nanoporeのナノポアシーケンシング技術開発の最近の動向についてまとめる。

de novo Genome Assemblyを支援するOpGenの1分子DNA解析技術

　次世代シーケンサーはDNA/RNAの1次構造解析に対して優れた性能を有する。しかしながら、コンティグのde novo Assemblyに関しては、ほとんどの場合、コンティグが連結できない箇所が出てくるという問題が発生する。今回は、この問題の解決に役立つOpGenの1分子DNA構造解析技術と分析機器Argusを紹介する。

Ion Torrent シーケンサーの新チップ Ion 318 Chipが発表される

　前々回のGOクラブでは、Illuminaが1月11日に「新型シーケンサーMiSeqシステム」を発表し、その発表がLife TechnologiesのIon Torrent PGMシーケンサーとの対抗を意識したものであることを紹介した。今度は、Life Technologiesが2月23日付けで、Ion Torrent PGMシーケンサー用の新しいシーケンシング用半導体チップ“Ion 318 Chip”の概要を発表した。PGMシーケンサーとIon 314 Chipの正式発売が2010年12月14日であった。その後Life Technologiesは1月に入り、新チップ“Ion 316 Chip”の概要を発表した。そしてあまり時間も経っていないのに、「Ion 318 Chipの内容を紹介するとともに、今年9月からEarly Access Userが利用できる予定である。」と発表した。したがって、Illumina MiSeqを意識した発表であると感じられる。今回のGOクラブでは、Ion 318 Chipの概要を紹介し、Illumina MiSeqとの比較について考察する。

次世代シーケンサーの短所を相補するBioNanomatrixの1分子DNA解析技術

　次世代シーケンサーはDNA/RNAの1次構造解析に対して優れた性能を有する。ただし、次世代シーケンサーを用いた場合、Copy Number Variationなどのリピート配列や大きな挿入変異などの解析では精度が落ちる上、コンティグのアセンブリーに関しても問題が発生することが多い。一 方、BioNanomatrixやOpGenが開発した1分子DNA構造解析技術は、この次世代シーケンサーの短所を相補する特徴を有する。今回は、 BioNanomatrixの1分子DNA構造解析技術と分析機器nanoAnalyzer 1000を紹介する。

予想外の優れた性能を有するIlluminaの新シーケンサーMiSeq

　第2世代シーケンサーは、ライブラリー調製とDNA増幅に時間がかかる上、DNAの逐次的合成を行うためにシーケンシング時間の短縮も困難であると考えられてきた。Illuminaは、2011年1月11日に、この常識を覆す新しい第2世代シーケンサーであるMiSeqシステムを近々発売することを発表した。MiSeqのシーケンシング時間は、Illuminaの従来機と比べると、概ね10分の1になり、ライブラリー調製からデータ分析までの時間は最短で8時間となる。今回は、この想定外の優れた性能を有するMiSeqを紹介する。

次世代シーケンサーを活用した大規模DNA合成技術"Megacloning"

トンネル電極を持つナノポア・シーケンシング技術、将来ヒトゲノムを数分で解読できるか