シュレッディング（ゲノムデータの分解）

シュレッディングとは、バイオインフォマティクスにおいて、アセンブルされた遺伝子配列を通常500～750塩基対（bp）の短い配列に分解するプロセスを指します。これは通常、断片化された短い配列を取り出し、様々な解析やバイオインフォマティクス技術に再利用するために行われます。DNAサンプルを切断し、ゲル電気泳動にかけることで各鎖を解析し、疾患の治療法開発に役立てることも、もう一つの目的です。

DNAを断片に細分化するために最も一般的に使用されるツールまたは酵素はCAS9です。CRISPR-Cas9は、短い回文反復配列を規則的に並べたもので、特定の位置で遺伝物質を改変、削除、または追加することができます。CRISPR-Cas9は、ガイドRNA（gRNA）と酵素（Cas9）で構成されています。この酵素は、DNAをミスなく正確に切断することができます。CASXやCAS3など、DNAの細分化を助ける酵素は他にも数多くあります。CAS3は細分化ツールですが、CAS9ほど正確ではなく、ランダムなDNA鎖が削除される可能性があります。

歴史

DNA（デオキシリボ核酸）は、ロザリンド・フランクリンによって初めて発見されました。彼女は、複数のX線写真を撮影し、「X」のような図を見つけることで、DNAが様々な生物に存在することを発見しました。彼女はDNAが存在すること以外、DNAについてほとんど何も知りませんでした。彼女は数年後、大量のX線被曝により亡くなりました。その後、ジェームズ・ワトソンとフランシス・クリックがロザリンドの発見を利用し、さらに深く研究しました。彼らはDNAの構造を発見しました。X線分析によって、DNAが二重らせん構造であることを初めて発見したのです。

時が経つにつれ、DNA断片が発見されました。彼らはまず、非常に単純な生物のDNAを研究しました。これは、ヒトのDNA鎖が、はるかに単純な遺伝子を持つショウジョウバエのような生物に比べて非常に複雑だからです。科学者たちは、単純な遺伝子を用いて様々な実験を行い、より複雑な遺伝子へと進んでいきました。そして、特定の遺伝子を様々な方法で切断し、何が起こるかを調べました。

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  ロザリンド・フランクリンによる発見から数年後の DNA の構造。

ヒトゲノムプロジェクト

ゲノムから染色体へ、そして染色体から遺伝子へ

シュレッディングのプロセスは、ヒトゲノムプロジェクトの解析段階で何度も成功裏に利用されました。^{[ 1 ]}ヒトゲノムプロジェクトの第一段階は「ショットガンフェーズ」と呼ばれています。この段階では、ヒト染色体は1) 同じ大きさのDNAセグメントに分割され、その後2) さらに小さなDNAセグメントに分割されます。最終的な目標は、DNAセグメントを小さなサイズに分割し、テストランできるようにすることです。

参考文献

1. Venter JC, Adams MD, Myers EW, Li PW, Mural RJ, Sutton GG, et al. (2001年2月). 「ヒトゲノムの配列」. Science . 291 (5507). ニューヨーク, NY: 1304–51 . doi : 10.1126/science.1058040 . PMID  11181995 .

さらに読む

• Chial H (2008). 「ヒトゲノム計画の鍵となるDNAシーケンシング技術」Nature Education . 1 (1).
• Gupta RM, Musunuru K (2014年10月). 「遺伝子編集ツールキットの拡張：ZFN、TALEN、CRISPR-Cas9」 . The Journal of Clinical Investigation . 124 (10): 4154–61 . doi : 10.1172/JCI72992 . PMC  4191047. PMID  25271723 .