JULY 6, 2023 | SEQUENCING 101
シーケンシング入門：PacBioロングリードシーケンスにおけるSMRTセル
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PacBioのウェブサイトをクリックしたり、PacBioのロングリードシーケンス技術に関するワークショップやウェビナーに参加したことがあれば、SMRT（Single Molecule, Real-Time）セルについて見聞きしたことがあるのではないでしょうか。SMRTセルは、HiFi（ハイフィデリティ）シーケンスの中核をなす、小さいながらも重要なテクノロジーで、世界最先端のロングリードゲノムシーケンステクノロジーの一つです。しかし、SMRTセルとは一体何なのでしょうか？見てみましょう！
SMRTセルとは何でしょうか？
SMRTセルは、コンピュータチップとほぼ同じ大きさと形状の小型消耗品デバイスで、PacBioロングリードシーケンス装置でHiFiシーケンスのケミストリーが行われます。
SMRTセルは、インクカートリッジをプリンターにセットするように、シーケンシングの前に、PacBioのロングリードシーケンシング装置にセットされます。SMRTセルの平らな内面には、ゼロモード導波路（Zero-Mode Waveguides : ZMW）と呼ばれるナノメートルスケールの多数の穴と窪みがあります。サンプルDNA分子はZMWの内部を拡散すると、シーケンスが開始され、強力な最先端の光学系を用いてDNAがリアルタイムで画像化されます。
なぜSMRTセルは「8M」や「25M」と指定されているのですか？
「M」という数字は、SMRTセル内に何百万個のZMWがあるかを示しています。SMRTセル8Mには800万個のZMWが含まれ、RevioのSMRTセル「25M」には2500万個のZMWが含まれる、といった具合です。SMRTセル内のZMWの密度が高ければ高いほど、一度にシークエンシングできる分子の数が増え、シークエンシング時間が短縮され、サンプルの分析コストが下がります。しかし、SMRTセル内のZMWの量は、シーケンスランでそこから得られるリードの正確な数を必ずしも示すものではありません。例えば、全ゲノムシーケンス（WGS）では、SMRTセルあたり生成されるHiFiリードの数が、利用可能なZMWの数よりも少ないことがあります。同時に、分子連結キット（MAS-Seqなど）を使用して生成されるリード数は、ZMWの3倍以上になることもあります（例えば、Revio “25M” SMRTセル1つから8000万リード）。PacBioロングリード装置のスループット指標は、このデータ出力範囲を考慮しています。
Revio SMRTセル1台でどれくらいのシーケンスができますか？
現在、PacBioのラインナップで最もパワフルなSMRTセルは、新しいハイスループットRevioシステム専用に使用されるRevio SMRTセルです。Revio SMRTセルには2,500万個のZMWが搭載されており、このパワフルで小さなテクノロジーを1つ使うだけで、様々なアプリケーションに対応する画期的なロングリードデータを生成することが可能です。
Revio SMRTセル1つあたりで可能なことは以下の通りです：
- 24時間で最大90Gbのロングリードシーケンスデータ
- フェーズされた30倍のヒト全ゲノム†
- MAS-Seqシングルセルキットを使用し最大8000万リードの全長RNAアイソフォーム †
- 最大12サンプルまでの大規模な標的遺伝子パネル（例：Dark Gene）
- 最大72サンプルまでの小型の標的遺伝子パネル（例：Long-read PGx） †
- ヒト腸内細菌サンプルからの約170の高品質メタゲノム（HQ-MAG）アセンブルゲノム †*
これらは、Revio SMRTセル1台で実施可能な研究の一例に過ぎません。Revioシステムは、一度に8つの新いSMRTセルを設置して、一度に4個まで解析できることを念頭に置いてください！
SMRTのシーケンスに必要なものは何ですか？
何も必要ありません！SMRTセルはすぐに使用できます。適切なプロトコールに従ってSMRTをPacBioロングリード装置にセットするだけで、（ピペットチップやサンプルプレートと一緒に）シーケンス開始の準備が整います！
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