近年、遺伝子の塩基配列を読むことは身近になりつつある。特に特定環境に生息する生物の一斉検出や節食物に含まれる生物種の同定に役立つDNA メタバーコーディング技術、ならびに生物や特定の細胞が発現している遺伝子だけを網羅的に読み取る RNA- seq 技術、は環境情報学の分野に大きな革新をもたらそうとしている。一方、この測定のためには余程の大きな研究組織でもない限り、 外部に委託するしかなく、毎回数十万円のコストがかかる。本研究では慶応SFC 内に小型の最新鋭の次世代シーケンサーを導入して、研究の恒久的な効率化を図る。特に環境 DNA 測定について、意義のある試料を用いて、その有効性を立証することを目指している。今年度は3年計画の2年目となる。
今年度は、Oxford Nanopore Technologies社が開発した小型の最新鋭の次世代シーケンサーであるMinION(特に2020年に国内販売が開始されたMk1Cモデル)について、迅速な塩基配列解読が可能な環境をSFC内に立ち上げることができた。具体的には最も速くデータを出せる Platform を用いて解析を行った際に、主成分解析をした場合にクラスターが形成できる条件を定めた。また、MinIONで確認されたシーケンスのうち有意に多く含まれるものについては、リアルタイムPCRによる解析が必須であるため、リアルタイムPCR装置を購入し、その解析に必要な試薬を整え、迅速にPCR技術によってデータの再現性・信頼性が得られる環境を確立した。
以上より、今年度の目標は達成できたと判断した。
In recent years, reading gene sequences has become increasingly accessible. In particular, DNA metabarcoding technology, which is useful for simultaneous detection of organisms inhabiting a specific environment and identification of species contained in food sources, and RNA-seq technology, which comprehensively reads only genes expressed by organisms or specific cells, are bringing about a major innovation in the field of environmental informatics. On the other hand, unless a research organization is very large, it is necessary to outsource this measurement, which costs several hundred thousand yen each time. In this study, a small, state-of-the-art next-generation sequencer will be installed at Keio SFC to permanently improve the efficiency of research. In particular, we aim to prove the validity of environmental DNA measurements using samples of significance. This fiscal year is the second year of the three-year plan.
This year, we were able to set up an environment at the SFC for rapid sequencing of MinION, a compact, state-of-the-art next-generation sequencer developed by Oxford Nanopore Technologies (especially the Mk1C model, which will be launched in Japan in 2020). Specifically, we defined the conditions under which clusters can be formed when principal component analysis is performed using the Platform that can produce the fastest data. In addition, since real-time PCR analysis is essential for sequences that are significantly included among those confirmed by MinION, we purchased a real-time PCR device, prepared the reagents necessary for the analysis, and established an environment in which data reproducibility and reliability can be obtained quickly using PCR technology.
Based on the above, we judged that the goals for this fiscal year were achieved.
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