Oxford Nanoporeの革新的ビジネスモデル（後編）

　前回のGOクラブでは、Oxford Nanopore Technologies（Oxford Nanopore）のビジネスに関して、次世代シーケンサーの利用形態などに革新性があり、次世代シーケンサー産業はコンピューター産業と類似性があることを言及した。サンプル調製法や機器開発上の課題解決法についても革新性が認められるので、今回のGOクラブでは、その内容について論じてみたい。

わずか10分でサンプル調製

Oxford Nanoporeは、今年5月に開催したLondon Callingで、わずか10分で、口腔内細胞から全自動でシーケンシング用サンプルを調製できる装置“Voltrax”を発表した。多くの人が臨床現場や野外で手軽にシーケンシングできることを夢見ていたと思うが、その夢がついに実現する。Voltraxは、迅速、プログラム可能、ポータブルかつディスポーザブルの４つの特徴を有する。Voltraxは、MinIONデバイスまたはPromethIONデバイスに装着するだけで利用できる。処理できるサンプル数は6～12個である。Oxford Nanoporeのナノポアシーケンサーでは、同じDNAを両方向から塩基配列を読むことができ、これを2Dリードと呼ぶ。一方、片方向だけの塩基配列の解読は1Dリードと呼ぶ。Voltraxを用いてサンプル調製を行う場合、1Dリード用のサンプル調製には10分（以内）、そして2Dリード用のサンプル調製には１時間かかる。血液についても直接自動的にサンプル調製ができるらしい。 　またOxford Nanoporeは、MinIONデバイスを用いて１つのサンプルのシーケンシングを終えた後、同じMinIONデバイスを用いて再度別のサンプルのシーケンシングを行うための洗浄キット“Wash Kit”、そして複数のサンプルを一度にシーケンシングするための“Barcoding Kit ”（各サンプルのDNAにバーコードを付加するキット）も発表した。 　Oxford Nanoporeのナノポアシーケンサーを使った場合、“Metrichor”と呼ぶクラウド・コンピューティング型のデータ解析環境が提供されているので、野外でもインターネットが通じる場所であれば、MinIONとVoltraxとノートパソコンがあれば、サンプル調製を始めてから最短40分で塩基配列が得られることになる。まさに革新的であるといえよう。

ユーザーの協力を得て課題を解決

前回のGOクラブで、MinIONアクセス・プログラム (MAP)を介して、ユーザーと一体になった機器利用を推進していることを述べたが、この取り組みにより、Oxford Nanoporeはユーザーと双方向で迅速に情報交換を行えるので、シーケンシング手法などについて多様なアプリケーションをユーザーが積極的に開発できる環境が提供されている。特に、University of BirminghamのNicholas J. Lomanらは精力的にアプリケーションの開発を行っており、精度の高い細菌ゲノム全配列解析方法などを発表している。なお、2015年6月23日時点で、すでに22報の論文が発表されている。付属のソフトウェアであるMinKNOWには品質管理上の各種データを収集する機能があり、収集したデータはユーザーのトラブル解決やシーケンシング上の改善に役立てられるとしている。また、Metrichor （シーケンシングデータのリアルタイム解析用Webサイト）はユーザーグループがプロジェクトを共有できるように設計されているほか、解析の際のメタデータを追跡する機能があり、ユーザーは解析結果とともに各種メタデータを蓄積していくことで、解析の予測精度を向上させることができる。

PromethIONのアーリー・アクセス・プログラム

以前のGOクラブで、MinIONデバイスの上位機種にあたるPromethIONデバイスについて紹介した。PromethIONには、合計144,000個のナノポアを持つので、リード速度が毎秒500塩基のモード（Fast Modeと呼ぶ）で動かすと、１日あたり約5 Tbの配列を出力できる。Illuminaの最新機種HiSeq Xの一日あたりの塩基配列出力は約0.6 Tbであるので、PromethIONは、HiSeq Xの10台セット（HiSeq X Ten）と同等の塩基配列出力性能を持つと推測される。 　このIlluminaの大型機HiSeq X Tenに相当するPromethIONがどういう形態で利用できるようになるか興味津々であった。Oxford Nanoporeは、今年5月のLondon Callingで、MinIONのアクセス・プログラムと同様なアーリー・アクセス・プログラム“PEAP”でPromethionが利用できるようになると発表した。すなわち、Oxford Nanoporeに注文すれば、直接空輸と宅配などを介して直接ユーザーの手元にPromethIONが届くので、まさに革新的であるといえよう。

今後の展望

Oxford Nanoporeの革新性はまだ続く。Oxford Nanoporeのナノポアシーケンサー（MinIONやPromethION）を用いると、DNA配列だけでなく、RNA配列も解読できると公表されている。また、Oxford Nanoporeのナノポアシーケンサーを用いると、タンパク質の分析も可能になると発表している。 　MinIONデバイスの市販開始が待たれるところであるが、まだ正式な発表はない。GenomeWebのレポートによると、MinIon Mark I (MkI) デバイスの市販時の価格は、デバイス、３つのフローセル、２個の試薬キットおよびソフトウェア（MinKNOW）のセットで1000ドルと発表された。フローセル自体は別売りで入手できるが、フローセルの価格は、１セットあたりのフローセル数で異なり、500～900ドル/個と発表された。 　この革新的なMinIONデバイスを早く利用したいユーザーも多いと思うが、一つの欠点はIlluminaシーケンサーと比べると、リード精度が落ちる点である。したがって、当面は、ゲノム配列決定におけるコンティグの連結、病原体の迅速検出およびmRNAのスプライシング・バリアント解析のいずれかの用途での利用頻度が高いと予想する。