大容量DNAシーケンサー及び大規模CDNA解析システムの開発

Press Release

理化学研究所
科学技術振興事業団
（株）島津製作所
平成１１年１０月８日

大容量DNAシーケンサー及び
大規模CDNA解析システムの開発

　理化学研究所（理事長：小林俊一）と科学技術振興事業団（理事長：中村守孝）は、1996年から大容量ＤＮＡシーケンサー（ＲＩＳＡ［RIKEN Integrated Sequence Analyzer］シーケンサー）の開発を（株）島津製作所（社長：矢嶋英敏）と共同で進めてきましたが、この度この装置が完成しました。ＲＩＳＡシーケンサーは、理化学研究所ゲノム科学総合研究センターの林崎良英プロジェクトリーダーが中心となり、科学技術振興事業団（ＪＳＴ）の戦略的基礎研究推進事業（研究領域：生命活動のプログラム、研究テーマ：汎生物高速遺伝子同定法の開発と遺伝的背景を支配する遺伝子群への応用）に係る研究の一部として実現したものです。

　高速大容量ＤＮＡシーケンサーの開発は、ゲノム科学研究を加速するための中心的課題であり、従来の高速大容量シーケンサーが一度に９６検体を処理するのに対し、ＲＩＳＡシーケンサーは、世界最高の３８４検体を同時に、かつ高速に処理することができます。大容量のシーケンスが可能なことから、今後、医療、食品など様々な研究分野などで増加することが見込まれるゲノム解析に、大きな威力を発揮することが期待されます。なお、ＲＩＳＡシーケンサーは、（株）島津製作所から近日、発売される予定です。

　また、理化学研究所では、完全長ｃＤＮＡライブラリー作成法や、新しいプラスミドＤＮＡ調製法なども独自に開発しており、これらをＲＩＳＡシーケンサーと統合して大規模ｃＤＮＡ解析システムを構築し、マウス遺伝子エンサイクロペディアプロジェクトに使用しています。その成果として、これまでに完全長ｃＤＮＡの末端シーケンスをホームページ上で公開しておりますが、本日、さらに最新データを追加し、約65,000種の完全長ｃＤＮＡがカタログ化されたことになります。

　今後は、ＲＩＳＡシーケンサーを活用し、医学・生物学等の分野で期待されているマウス遺伝子エンサイクロペディアの早期完成を目指していきます。

（１）ＲＩＳＡシーケンサーの開発

　ＤＮＡの塩基配列を解析する装置であるシーケンサーの高速化、大容量化はゲノム科学研究を加速推進するための必須の課題です。今回完成したＲＩＳＡシーケンサーは、キャピラリー型シーケンサーで、384検体を同時に世界でも最も高速に処理できます。ＲＩＳＡシーケンサーの特徴は、384本分全ての泳動情報を瞬時に取得するため、隙間なく並べた384本のキャピラリーの信号を、４色蛍光検出器を用いて同時に収集していることです。

　また、シーケンサー本体でのゲルの充填時間を節約するため、ゲルを充填したキャピラリーカセットを他の場所で作り、電気泳動終了後即座にカセットを交換し、次の電気泳動に取り掛かれる仕組みになっています。このため、シーケンサー本体(ＲＩＳＡシーケンサー)以外に、384本のキャピラリーが納まったカセットを作るキャピラリーアレイ製造機、及びキャピラリーにゲルを充填するゲル充填機も併せて開発しました。

　この結果、ＲＩＳＡシーケンサー1台を、1日8時間稼動させることにより、約60万塩基を解析することが可能となり、シーケンサーの中で最高速、最大容量を実現しています。

（２）大規模ｃＤＮＡ解析システムの開発とマウス遺伝子エンサイクロペディアの更新

　理化学研究所は、試作評価機のＲＩＳＡシーケンサー（ＲＩＳＡⅡ）と、別途独自開発したｍＲＮＡから完全長ｃＤＮＡを合成する完全長ｃＤＮＡライブラリー作成法、鋳型ＤＮＡを高速で調整するプラスミドＤＮＡ調製法、大容量のシーケンス反応を行う理研型サーマルサイクラーなどを統合して、大規模ｃＤＮＡ解析システムを構築し、その試験的運転を行いつつ、マウス遺伝子エンサイクロペディアプロジェクトに使用してきました。

最初は、1998年5月からＲＩＳＡⅠ 1台用いた１パスシーケンスによる完全長ｃＤＮＡのカタログ化を行い、同年11月までにマウスゲノム中に存在する全遺伝子の20％に相当する約20,000種類の完全長ｃＤＮＡのカタログ化に成功しました。さらに、本年１月からは、操作性を向上させた試作評価機のＲＩＳＡシーケンサー（ＲＩＳＡII） 10台を稼動させ、３月までに約28,000種類のカタログ化を行いました。また、10月1日現在では、全マウス遺伝子の66％に相当する65,631種類をカタログ化し、これらの最新のデーターは、本日、ホームページ上での公開を予定しています（本件は、理化学研究所・ゲノム科学総合研究センター遺伝子構造・機能研究グループと同研究所・ライフサイエンス筑波研究センター実験動物開発室との共同成果）。

今後は、大規模ｃＤＮＡ解析システムを完全長ｃＤＮＡのカタログ化のほか、完全長ｃＤＮＡの全長シーケンスやゲノムのシーケンス等にも使用し、マウス遺伝子エンサイクロペディアの早期完成を目指していきます。

　※cDNA（complementary DNA）

　　　　mRNAを鋳型として合成されたmRNAと相補的な塩基配列を持つDNAのこと

（問い合わせ先）

「理化学研究所」

ゲノム科学総合研究センター遺伝子構造・機能研究グループプロジェクトリーダー

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　ゲノム科学研究推進室　　　　　桝田太三郎 TEL:048-467-9671 FAX:048-467-9708

　報道担当：理化学研究所広報室　嶋田　庸嗣　TEL:048-467-9271 　FAX:048-462-4715

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