ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการเรียงลำดับปืนลูกซองกับการเรียงลำดับรุ่นต่อไปคือการจัดลำดับปืนลูกซองเป็นวิธีการจัดลำดับที่สุ่มแยกลำดับดีเอ็นเอออกเป็นชิ้นส่วนเล็กๆ จำนวนมาก และประกอบลำดับใหม่โดยการสังเกตพื้นที่ที่ทับซ้อนกันในขณะที่ลำดับถัดไป (NGS) เป็นวิธีการขั้นสูงในการจัดลำดับพันธุกรรมซึ่งขึ้นอยู่กับอิเล็กโตรโฟรีซิสของเส้นเลือดฝอย
การเรียงลำดับเป็นกระบวนการที่กำหนดลำดับของนิวคลีโอไทด์ในยีน คลัสเตอร์ของยีน โครโมโซม และจีโนมที่สมบูรณ์ เป็นสิ่งสำคัญมากในการศึกษาจีโนม การศึกษาทางนิติเวช ไวรัสวิทยา ระบบชีวภาพ การวินิจฉัยทางการแพทย์ เทคโนโลยีชีวภาพ และในด้านอื่น ๆ อีกมากมายในการวิเคราะห์โครงสร้างและหน้าที่ของยีนและการระบุสิ่งมีชีวิตนอกจากนี้ยังมีวิธีการจัดลำดับประเภทต่างๆ Shotgun Sequencing และ Next Generation Sequencing เป็นวิธีการขั้นสูงสองวิธีในนั้น
Shotgun Sequencing คืออะไร
ปืนลูกซองคือวิธีการจัดลำดับที่สุ่มแบ่งลำดับดีเอ็นเอของโครโมโซมทั้งหมดหรือจีโนมทั้งหมดออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยจำนวนมาก และประกอบลำดับใหม่โดยใช้คอมพิวเตอร์ผ่านการสังเกตลำดับหรือบริเวณที่ทับซ้อนกัน โดยทั่วไป จีโนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีโครงสร้างที่ซับซ้อนและมีขนาดที่ใหญ่กว่า ดังนั้นจึงยากที่จะจัดลำดับโดยการโคลนเนื่องจากใช้เวลานาน การจัดลำดับปืนลูกซองเป็นวิธีที่เร็วกว่า นอกจากนี้ยังมีราคาถูกกว่าที่จะดำเนินการ ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่จึงอาศัยวิธีการจัดลำดับของปืนลูกซองเพื่อจัดการกับจีโนมที่ซับซ้อน
รูปที่ 01: Shotgun Sequencing
ขั้นตอนการจัดลำดับปืนลูกซองค่อนข้างง่าย เริ่มต้นด้วยการแยกส่วนจีโนมทั้งหมดออกเป็นขนาดต่างๆ ตั้งแต่ฐาน 20 กิโลกรัมไปจนถึงฐาน 300 กิโลกรัม จากนั้นแต่ละส่วนและทุกส่วนควรจัดลำดับโดยใช้วิธีการยุติลูกโซ่ หลังจากการเรียงลำดับ จำเป็นต้องประกอบชิ้นส่วนโดยดูที่บริเวณที่ทับซ้อนกันโดยใช้ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อน การทำแผนที่แบบธรรมดาและการโคลนลำดับไม่จำเป็นสำหรับวิธีนี้ นอกจากนี้ การใช้แผนที่พันธุกรรมจะไม่เกิดขึ้นในวิธีนี้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไม่มีการใช้แผนที่จีโนมที่มีอยู่ ข้อผิดพลาดระหว่างการรวบรวมจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น เป็นหนึ่งในข้อเสียที่สำคัญของวิธีนี้ นอกจากนี้ ส่วนย่อยที่สั้นกว่ายังให้ข้อมูลที่ไม่ซ้ำกันน้อยกว่าสำหรับการอ่านแต่ละครั้งในวิธีนี้ นอกจากนี้ การจัดลำดับปืนลูกซองยังสร้างข้อมูลไม่เพียงพอที่จะกำหนดลำดับฉันทามติตามมาตรฐานความแม่นยำที่กำหนด
แม้จะมีข้อเสียดังที่กล่าวไว้ข้างต้น วิธีการหาลำดับของปืนลูกซองเป็นกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่าที่สุดสำหรับการเรียงลำดับจีโนมของจุลินทรีย์ ซึ่งรวมถึงแบคทีเรีย ไวรัส และยีสต์ เป็นเพราะว่าจีโนมของพวกมันขาดบริเวณที่ซ้ำซากซึ่งยากต่อการจัดลำดับ และเป็นไปได้ที่จะรวบรวมจีโนมเหล่านี้ให้เป็นโครโมโซมได้อย่างง่ายดายโดยไม่มีข้อผิดพลาด
Next Generation Sequencing คืออะไร
Next Generation Sequencing (NGS) เป็นคำที่ใช้อ้างถึงกระบวนการจัดลำดับปริมาณงานสูงสมัยใหม่ อธิบายถึงเทคโนโลยีการจัดลำดับสมัยใหม่ที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่ง ซึ่งปฏิวัติการศึกษาจีโนมและอณูชีววิทยา เทคนิคเหล่านี้รวมถึงการหาลำดับ Illumina, การจัดลำดับ Roche 454, การจัดลำดับไอออนโปรตอน และการจัดลำดับ SOLiD (การจัดลำดับโดย Oligo Ligation Detection) ระบบ NGS เร็วกว่าและถูกกว่า วิธีการหาลำดับดีเอ็นเอหลักสี่วิธีถูกนำมาใช้ในระบบ NGS: การจัดลำดับแบบไพโรเซชัน การจัดลำดับโดยการสังเคราะห์ การจัดลำดับโดยการแยกลำดับ และการจัดลำดับอิออนเซมิคอนดักเตอร์NGS สามารถจัดลำดับ DNA หรือ RNA จำนวนมาก (ล้าน) แบบคู่ขนานกันได้ ช่วยให้สามารถจัดลำดับจีโนมของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดได้ภายในระยะเวลาอันสั้น
รูปที่ 02: Next Generation Sequencing
NGS มีข้อดีต่างกัน เป็นกระบวนการที่มีความเร็วสูง แม่นยำ และคุ้มค่ามากขึ้น ซึ่งสามารถทำได้ด้วยขนาดตัวอย่างที่เล็ก ดังนั้นจึงช่วยให้สามารถวิเคราะห์จีโนมมนุษย์ทั้งหมดได้ในการทดลองลำดับเดียว นอกจากนี้ สามารถใช้ NGS ในการศึกษาเมทาโนมิก ในการตรวจหาการแปรผันภายในจีโนมแต่ละตัวเนื่องจากการแทรกและการลบ ฯลฯ และในการวิเคราะห์การแสดงออกของยีน นอกจากนี้ NGS สามารถวิเคราะห์ทรานสคริปโทมทั้งหมดจากเนื้อเยื่อจำนวนมากพร้อมกันได้ดังนั้น NGS จึงปฏิวัติการวิเคราะห์ทรานสคริปต์
ความคล้ายคลึงกันระหว่าง Shotgun Sequencing และ Next Generation Sequencing คืออะไร
- ปืนลูกซองและการหาลำดับรุ่นต่อไปเป็นวิธีการหาลำดับจีโนมสองวิธี
- ทั้งสองวิธีเป็นวิธีที่รวดเร็ว
- นอกจากนี้ยังเป็นวิธีที่คุ้มค่า
- พวกมันสามารถจัดลำดับชิ้นส่วน DNA หลายชิ้นแบบขนานกัน
ความแตกต่างระหว่าง Shotgun Sequencing และ Next Generation Sequencing คืออะไร
ปืนลูกซองและการจัดลำดับรุ่นต่อไปเป็นสองเทคนิคการเรียงลำดับขั้นสูง วิธีการหาลำดับของปืนลูกซองสุ่มแบ่งลำดับดีเอ็นเอของโครโมโซมทั้งหมดหรือจีโนมทั้งหมดออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยจำนวนมาก และประกอบลำดับใหม่โดยใช้คอมพิวเตอร์ผ่านการสังเกตลำดับหรือบริเวณที่ทับซ้อนกัน ในทางตรงกันข้าม Next Generation Sequencing (NGS) เป็นคำที่หมายถึงกระบวนการจัดลำดับปริมาณงานสูงที่ทันสมัยดังนั้น นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างการจัดลำดับปืนลูกซองและการเรียงลำดับรุ่นต่อไป นอกจากนี้ การจัดลำดับรุ่นต่อไปเป็นเทคนิคที่ขึ้นอยู่กับอิเล็กโตรโฟรีซิสของเส้นเลือดฝอย ในขณะที่การจัดลำดับของปืนลูกซองไม่ได้ขึ้นอยู่กับ ดังนั้น นี่จึงเป็นข้อแตกต่างระหว่างการจัดลำดับปืนลูกซองและการจัดลำดับรุ่นต่อไป นอกจากนี้ เมื่อเทียบกับการจัดลำดับปืนลูกซอง การจัดลำดับรุ่นต่อไปจะมีความไวสูงและแม่นยำสูง
สรุป – ลำดับปืนลูกซองเทียบกับลำดับรุ่นต่อไป
ปืนลูกซองและการหาลำดับรุ่นต่อไปเป็นวิธีการสองวิธีที่ใช้ในการจัดลำดับจีโนม ทั้งสองวิธีเป็นวิธีที่รวดเร็วและคุ้มค่า NGS ทำงานบนหลักการของการจัดลำดับลำดับนับล้านพร้อมกันอย่างรวดเร็วผ่านระบบการจัดลำดับในทางตรงกันข้าม การจัดลำดับปืนลูกซองนั้นต้องการการแบ่งจีโนมออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย และการจัดลำดับและการประกอบใหม่โดยใช้ลำดับที่ทับซ้อนกัน ดังนั้น นี่จึงสรุปความแตกต่างระหว่างการจัดลำดับปืนลูกซองและการจัดลำดับรุ่นต่อไป