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【坂口至徳の科学の現場を歩く】従来比100倍…DNA分子1万個超を一度で測定、理研が成功 高精度の解析、応用に期待

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【坂口至徳の科学の現場を歩く】
従来比100倍…DNA分子1万個超を一度で測定、理研が成功 高精度の解析、応用に期待

DNA分子バーコード法の仕組み。配列の異なる多くのDNA分子バーコード(異なる色が異なる配列を示す)を準備し、数えたい核酸分子それぞれにバーコードを付ける(図左)。次いで、増幅した分子の配列を次世代シークエンサーで決定。分子中のバーコードの種類の数を計数し、もともと存在した分子の数を決定する(図の点線枠内)=理化学研究所提供 DNA分子バーコード法の仕組み。配列の異なる多くのDNA分子バーコード(異なる色が異なる配列を示す)を準備し、数えたい核酸分子それぞれにバーコードを付ける(図左)。次いで、増幅した分子の配列を次世代シークエンサーで決定。分子中のバーコードの種類の数を計数し、もともと存在した分子の数を決定する(図の点線枠内)=理化学研究所提供

 今回の研究は、城口ユニットリーダーらが、2012(平成24)年に開発した「DNA分子バーコード法」を改良した。この方法は、まず、集計の対象になるDNA分子やRNA分子の一つ一つにそれぞれ異なる配列を持つDNA分子(分子バーコード)を目印として結合する。シーケンサーで解析するさいに、それぞれの分子の個数をさらに増やして測定しやすくする増幅という過程があるが、バーコードの種類を数えれば、増幅の前の正確な個数がわかる(図参照)。これまで、バーコードのDNAの塩基配列が変わって集計のエラーが起きるなどの問題があったが、その変化を発見できるように塩基配列を工夫するなどして解消。人工DNAを使った実験で高精度で測定できることを実証した。

 この結果、一度の計数で、1万個以上のDNA分子やRNA分子を正確に数えられることがわかった。これまでの100倍以上の性能で、推定では次世代シーケンサーの容量を大幅に超える1000兆個の分子を一度に数えられる可能性がある、という。

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