Nøgleforskellen mellem shotgun-sekventering og næste generations sekventering er, at shotgun-sekventering er en sekventeringsmetode, som tilfældigt opdeler DNA-sekvenser i mange små fragmenter og samler sekvensen igen ved at observere de overlappende regioner, mens Next Generation Sequencing (NGS) er en avanceret metode til genetisk sekventering, som afhænger af kapillærelektroforese.
Sekvensering er den proces, der bestemmer den præcise rækkefølge af nukleotider i et gen, en klynge af gener, kromosom og et komplet genom. Det er meget vigtigt i genomiske undersøgelser, retsmedicinske undersøgelser, virologi, biologisk systematik, medicinsk diagnose, bioteknologi og på mange andre områder at analysere genernes struktur og funktion og identifikation af organismer. Desuden er der forskellige typer af sekventeringsmetoder tilgængelige. Shotgun Sequencing og Next Generation Sequencing er to avancerede metoder blandt dem.
Hvad er Shotgun Sequencing?
Shotgun-sekventering er en sekventeringsmetode, som tilfældigt opdeler DNA-sekvenser af hele kromosomet eller hele genomet i mange små fragmenter og samler sekvenserne igen ved hjælp af computere ved at observere de overlappende sekvenser eller regioner. Generelt er pattedyrs genomer strukturelt komplekse og større i størrelse. Derfor er de vanskelige at sekvensere ved kloning, da det er tidskrævende. Shotgun-sekventering er en hurtigere metode. Det er også billigere at udføre. Derfor er moderne videnskabsmænd afhængige af haglgeværsekventeringsmetoden til at tackle komplekse genomer.
Figur 01: Shotgun Sequencing
Haggeværsekventeringsproceduren er forholdsvis enkel. Det starter med at fragmentere hele genomet i varierende størrelser fra 20-kilos baser til 300-kilos baser. Derefter skal hvert eneste fragment sekventeres ved hjælp af kædetermineringsmetoden. Efter sekventering er det nødvendigt at samle fragmenterne ved at se på de overlappende områder ved hjælp af sofistikeret computersoftware. Konventionel kortlægning og kloning af sekvenser er ikke nødvendig for denne metode. Desuden finder brugen af genetisk kort ikke sted i denne metode. Men da der ikke er brug af eksisterende genomkort, er der større sandsynlighed for, at der opstår fejl under samlingen. Det er en af de største ulemper ved denne metode. Desuden giver kortere fragmenter mindre unik information for hver læsning i denne metode. Desuden producerer haglgeværsekventering ikke nok data til at bestemme en konsensussekvens med den krævede standard for nøjagtighed.
På trods af de ovennævnte ulemper, er haglgeværsekventeringsmetoden i øjeblikket den mest effektive og omkostningseffektive strategi til sekventering af mikrobielle genomer, herunder bakterier, vira og gær. Det skyldes, at deres genomer mangler gentagne regioner, som er svære at sekvensere, og det er muligt at samle disse genomer nemt til kromosomer uden fejl.
Hvad er Next Generation Sequencing?
Next Generation Sequencing (NGS) er et udtryk, der bruges til at henvise til moderne sekventeringsprocesser med høj kapacitet. Den beskriver en række forskellige moderne sekventeringsteknologier, som revolutionerede genomiske undersøgelser og molekylærbiologi. Disse teknikker omfatter Illumina-sekventering, Roche 454-sekventering, Ion Proton-sekventering og SOLiD (Sequencing by Oligo Ligation Detection)-sekventering. NGS-systemer er hurtigere og billigere. Fire primære DNA-sekventeringsmetoder bruges i NGS-systemer: pyrosequencing, sekventering ved syntese, sekventering ved ligering og ion-halvleder-sekventering. Et stort antal DNA- eller RNA-strenge (millioner af) kan sekventeres parallelt af NGS. Det tillader sekventering af hele genomet af organismer inden for en kort tidsperiode.
Figur 02: Næste generations sekvensering
NGS har forskellige fordele. Det er en højhastigheds, mere nøjagtig og omkostningseffektiv proces, som kan udføres med en lille prøvestørrelse. Derfor muliggør det analysen af hele det menneskelige genom i et enkelt sekventeringseksperiment. Ydermere kan NGS anvendes i metagenomiske undersøgelser, ved påvisning af variationer inden for et individuelt genom på grund af insertioner og deletioner osv., og i analyse af genekspressioner. Desuden kan NGS analysere hele transkriptomer fra et stort antal væv samtidigt. Derfor har NGS revolutioneret analysen af transkriptomer.
Hvad er lighederne mellem Shotgun Sequencing og Next Generation Sequencing?
- Shotgun-sekventering og næste generations sekventering er to genom-sekventeringsmetoder.
- Begge metoder er hurtige metoder.
- Desuden er de omkostningseffektive metoder.
- De er i stand til at sekventere mange DNA-fragmenter parallelt.
Hvad er forskellen mellem Shotgun Sequencing og Next Generation Sequencing?
Shotgun-sekventering og næste generations sekventering er to avancerede sekventeringsteknikker. Shotgun-sekventeringsmetoden opdeler tilfældigt DNA-sekvenser af hele kromosomet eller hele genomet i mange små fragmenter og samler sekvenserne igen ved hjælp af computere ved at observere de overlappende sekvenser eller regioner. I modsætning hertil er Next Generation Sequencing (NGS) et udtryk, der refererer til moderne high throughput sekventeringsprocesser. Så dette er den vigtigste forskel mellem shotgun-sekventering og næste generations sekventering. Ydermere er næste generations sekventering en teknik, der afhænger af kapillærelektroforese, mens shotgun-sekventering ikke afhænger. Derfor er dette også en forskel mellem shotgun sekventering og næste generation sekventering. I sammenligning med shotgun-sekvensering er næste generations sekvensering desuden meget følsom og meget nøjagtig.
Opsummering – Shotgun Sequencing vs Next Generation Sequencing
Shotgun-sekventering og næste generations sekventering er to sekventeringsmetoder, der bruges i genomsekventering. Begge metoder er hurtige og omkostningseffektive metoder. NGS arbejder efter princippet om at sekventere millioner af sekvenser samtidigt på en hurtig måde gennem et sekventeringssystem. I modsætning hertil kræver haglgeværsekventering opdeling af genomer i små fragmenter og sekventering og gensamling ved hjælp af overlappende sekvenser. Så dette opsummerer forskellen mellem shotgun-sekvensering og næste generations sekvensering.
