Fastq

FASTQ形式はテキストベースの形式で、DNAなどの塩基配列とそのクオリティスコアを1つのファイルに一緒に保存する際に用いられる。
塩基配列とクオリティスコアは各1文字のASCII文字で表され、これにより塩基とクオリティの対応関係が分かりやすくなっている。この形式はWellcome Trust Sanger Instituteで開発されたもので、FASTA形式のデータにクオリティ情報を追加するためのものであった。しかし今日ではIllumina Genome Analyzerのような次世代シーケンサー等から出力された塩基配列のデータを保存する際のフォーマットとしてデファクトスタンダードとなっている。
形式.
FASTQファイル内では、1本の配列は4行で記述される。1行目は文字「@」で始まり、その後ろに配列のIDと、オプションとして説明を記述する。2行目は塩基配列を記述する。3行目には文字「+」を記載する。またその後ろに配列のIDを記載することもある。
4行目には2行目に記述した配列のクオリティ値を記述する。このクオリティ値は2行目の配列と同じ文字数でなければならない。
最小のFASTQファイルは、以下のようなものである:
元のSangerのFASTQファイルでは、塩基配列とクオリティ文字列の行の折り返しを許していた(その場合、数行飛びに分割される)。
しかし折り返しありのファイルでは、簡素な実装のプログラムではファイルのパージングの際にクオリティ行頭の「@」や「+」を誤ってID等の目印として認識してしまうものもあり、正確に折り返しに対応しようとすると実装が複雑となるため、折り返しありの形式は避けられることも少なくない。
イルミナの配列IDの形式.
イルミナのソフトウェアが出力した配列データでは、IDは以下で紹介するような規則で記述されている。
イルミナパイプラインのversion 1.4からは#0の代わりに#NNNNNNの形式がマルチプレックスのIDに使用されるようになった。なおNNNNNNはマルチプレックスで使用するタグ配列。
Casava 1.8では次のように変更になった:
NCBI Sequence Read Archive.
NCBI/EBI のSequence Read ArchiveのFASTQファイルは以下のように付随情報を含んでいることがある。
この例ではNCBIが付与したIDと、元のSolexa/IlluminaのID、そしてリード長が含まれている。
また、NCBIはSolexa/IlluminaのエンコーディングのFASTQデータをサンガー形式のエンコーディングに変換したものを提供している(下記のエンコーディングを参照)。
FASTQ形式のバリエーション.
クオリティ.
クオリティ値"Q"は確率"p"を整数に変換したものである(確率"p"はそのベースコールが誤りである確率)。よく用いられるのはSangerの式によるスコアで、ベースコールの信頼性の指標として利用されており、このスコアはPhredクオリティスコアとも呼ばれる。
formula_1
Solexaパイプライン(Illumina Genome Analyzerに付属しているソフトウェア)の初期のバージョン(<version 1.3)ではSangerのスコアとは異なり、以下のようなオッズ比が"p"の代わりに用いられていた。(version1.3でスコアがPhred(Sanger)スコア対応になり、version 1.8以降はスコア、エンコーディングともSangerと同じになった)
formula_2
クオリティが高いところでは、これらのスコアはほぼ同じとなっているが、低いところでは違いが見られる(約 "p">0.05 または"Q"<13)。