研究も医療も変わる！
次世代シーケンス解析（NGS）とは

ゲノム配列を高速で解読できる次世代シーケンス解析。これによって、様々な基礎研究や応用分野で活発に利用される時代になってきました。

しかし、この次世代シーケンス解析は前身のサンガーシーケンシングとどう違うのでしょうか？詳しく解析していきます。

次世代シーケンス解析の前身
「サンガーシーケンシング」とは？

サンガーシーケンシングは「サンガー法」や「サンガーシーケンス」とも呼ばれ、次世代シーケンス解析の前身と言えるものです。
目的としては遺伝子やたんぱく質の構造に大きく関わる核酸（DNA、およびRNA）の塩基配列を読み取り、それを詳しく理解することで、例えば医療分野においては疾患の根底的な原因を探ることが可能となります。

これはノーベル賞も受賞した生化学者フレデリック・サンガー氏が生み出した方法で、DNA複製酵素である高精度のDNA依存性ポリメラーゼを用い、末端が特定の塩基と相互的な関係を持つDNA断片を合成します。

主流なのは「ダイターミネーター法」

これは「ダイターミネーター法」と呼ばれる手法が一般的で、鋳型DNAに対し、特異的に結合する一種類のプライマーからの伸長反応が用いられるのが特徴。
ただし、この状態だと単にDNAが伸長されるのみで配列が読めないので、ここで登場するのがA・T・C・Gという4つの塩基と糖、そしてリン酸が結合した「ヌクレオチド」（DNA を構成する４文字それぞれの材料ブロックのようなもの）です。

正常な各種ヌクレオチド一部に欠陥ヌクレオチド（ジデオキシヌクレオチド）を混ぜ込んでおくと、DNA ポリメラーゼは一塩基分伸長したところで止まり、それ以上伸びなくなります。ポイントは適度な濃度、かつ絶妙な配合で混ぜること。
これにより、様々な長さの伸長産物の断片を生み出すことが可能です。各ジデオキシヌクレオチドには、独自の蛍光色素（4色）が付加されている点も押さえておかなければなりません。
この色素は言わば標識のようなもので、キャピラリー電気泳動と呼ばれる装置を用いて上記DNA断片の長さ、およびランダムに取り込まれたターミネーターの蛍光色素の種類を読み取ることで、塩基配列を自動的に検出することができるのです。

新時代のゲノム分析！
次世代シーケンス解析技術の概要

このように従来のサンガーシーケンシングは、当時塩基配列を読み取るための画期的な方法として誕生しました。しかし、前述した通りやや複雑で、場合によっては手作業の部分もあるため、手間がかかってしまう傾向も。そこで近年ではより大量に、かつ素早く遺伝情報を知ることができる「次世代シーケンス解析（NGS）」が普及しつつあります。

これは専門の機器「シーケンサー」を用いてゲノム（遺伝子）解析を行うもので、サンガーシーケンシングとは根本的に異なる原理に基づくのが特徴。具体的にはあらかじめ微生物における全ゲノムを300塩基程度の短いDNA断片に切断し、その大量の塩基配列を同時にミクロ基盤上で決定…といった方法です。

つまり、従来のサンガーシーケンシングが「1人で何万ページにもおよぶ本を丁寧に確認・分析する」方法ならば、次世代シーケンス解析は「本のページをバラバラにして、それぞれを何万人かで分担して確認・分析する」方法と言えるでしょう。この方法により更に解析スピードがアップしたのはもちろん、圧倒的に作業コストも削減されました。

とはいえ、シーケンサーも用途に合わせて複数の種類が存在するため、研究や目的ごとに適した方法を選ぶ必要があるでしょう。