DNAシークエンシング
シトシン(C)で切断した場合 [03] GTC <-> TGAAACATGATT [09] GTCTGAAAC <-> ATGATT
チミン(T)で切断した場合 [02] GT <-> CTGAAACATGATT [04] GTCT <-> GAAACATGATT [11] GTCTGAAACAT <-> GATT [14] GTCTGAAACATGAT <-> T [15] GTCTGAAACATGATT
上記の切断した配列を短いほうから並べなおし、切断した塩基(切断した端の塩基)で読むと元の配列が分かる。
[01] G [02] GT [03] GTC [04] GTCT [05] GTCTG [06] GTCTGA [07] GTCTGAA [08] GTCTGAAA [09] GTCTGAAAC [10] GTCTGAAACA [11] GTCTGAAACAT [12] GTCTGAAACATG [13] GTCTGAAACATGA [14] GTCTGAAACATGAT [15] GTCTGAAACATGATT
->[01]G [02]T [03]C [04]T [05]G [06]A [07]A [08]A [09]C [10]A [11]T [12]G [13]A [14]T [15]T
DNAシークエンシングは、生物の個々の遺伝子、より大きな遺伝子領域(遺伝子群やオペロン)、染色体、またはゲノム全体の配列を決定するために使用される。
またオープンリーディングフレームを介してRNAやタンパク質の塩基配列を間接的に調べる最も効率的な方法でもある。この技術は、医学、科学捜査、人類学、生物学やその他の科学の多くの分野で重要な技術となっている。
1980年代から開発が始まり、1990年代後半になってMostafa Ronaghiらが実用化した方法で、ヌクレオチドがDNAに取り込まれるときに放出されるピロリン酸をATPに変化させて発光反応に用いることで、ヌクレオチドがどれくらいDNAに取り込まれたかを定量できるという原理に基づいている。実際にはデオキシリボヌクレオチドを1種類ずつ加えて発光量を測定しては除去することを繰り返すことで、配列を決定する。
反応系には鋳型となる一本鎖DNAとプライマー、DNAポリメラーゼの他に、ATPスルフリラーゼ、ルシフェラーゼ、アデノシン5'-ホスホ硫酸 (APS)、ルシフェリンなどが必要である。
反応系にヌクレオチド(dATP・dGTP・dCTP・dTTPのいずれか1種類)を加える。 ヌクレオチドがDNAに取り込まれるとピロリン酸が生じる ピロリン酸が、ATPスルフリラーゼによってアデノシン5'-ホスホ硫酸に付加されてATPが生じる ATPとルシフェラーゼによりルシフェリンが発光する
1953年 DNAの二重らせん構造の発見
1972年 リコンビナントDNAの技術が開発された。これ以前はバクテリオファージかウイルスのDNAしかDNAシークエンシングのサンプルには使えなかった。
1975年 最初の完全なゲノム配列としてバクテリオファージφX174の全ゲノムが解読された。
1977年 マキサムとギルバートによる"DNA sequencing by chemical degradation"(分解によるシークエンシング:化学分解法)が発表された。サンガーはこれとは別に"DNA sequencing by enzymatic synthesis"(合成によるDNAシークエンシング:酵素法)を発表した。
1980年 サンガーとギルバートがノーベル化学賞受賞
1986年 カリフォルニア工科大のリロイ・フッドの研究室とスミスが半自動のDNAシークエンサーを発表
1987年 アプライドバイオシステムズ社が世界初の自動DNAシークエンサーABI 370を発売。
1995年 Richard Mathies らが蛍光色素によるシークエンシング技術を発表。
1998年 ワシントン大のPhil Green と Brent Ewing が配列解析ソフトphredを発表。