遺伝学では、ショットガン法とは何ですか？

ショットガン法は、デオキシリボ核酸（DNA）分子の長い鎖を配列するために使用されます。 連鎖停止法と呼ばれるDNAシーケンスの別の方法に依存しています。 ショットガン法では、科学者はDNA鎖の一部をシーケンス処理し、その結果を使用して連続シーケンスを作成します。

シーケンスは、分子の原子組成を見つけ、それらの原子を結合する化学結合を調べるプロセスです。 DNAでは、特定の分子が発生する順序を見つけるためにシーケンスが使用されます。 これらの分子はヌクレオチドと呼ばれます。 4つのヌクレオチド塩基は、アデニン、グアニン、シトシン、およびチミンです。

DNAの長い鎖をシーケンスする1つの方法は、ショットガン法を使用することです。 この方法では、DNAはランダムな断片に分割されます。 結果のセグメントは、チェーン終了メソッドと呼ばれるメソッドを使用してシーケンスされます。 連鎖停止は、短いDNAシーケンスに最適な方法です。 それは、他の短いシーケンス法よりも少ない化学物質と少ない放射能を使用します。

連鎖停止法では、DNAの鎖は4つのシーケンス反応に分割されます。 それぞれには、4つのヌクレオチドすべてと、DNAポリメラーゼと呼ばれる触媒として機能する酵素が含まれています。 次に、基本的にその糖配列の一部が欠けているヌクレオチドであるジデオキシヌクレオチドが、各シーケンス反応に追加されます。 これらの反応を処理した後、科学者はそれらを画像化し、DNA配列を読み取ることができます。

DNAをシーケンスするショットガン法では、これはすべて、DNAの異なるランダムフラグメントを使用して数回発生します。 これにより、シーケンスされたDNAの複数の重複セクションが生じます。 その後、コンピュータープログラムは、重複するセクションを使用して、連続的なDNAシーケンスを作成します。

ショットガン法の問題は、DNAが非常に複雑であることです。 多くの場合、同じように見えるがDNAの異なる部分を形成する反復配列が含まれています。 ヒトゲノムと呼ばれるヒトDNAの完全なセットには、30億以上の塩基対があります。 繰り返しシーケンスの配置が正しいことを確認する唯一の方法は、各部品が複数回シーケンスされるように、よりランダムな読み取りを行うことです。 それでも、エラーが発生します。

ショットガンシーケンス法は、2005年頃までDNAシーケンスの最先端でした。それ以来、科学者は次世代のシーケンスを作成しており、これははるかに高速に機能します。 個々の測定値の精度は、ショットガンシーケンスの場合よりも低くなりますが、科学者はこれをより短い時間でより多くの測定値を実行できるようにすることで補償されます。