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科学者はDNA分子をシーケンスする能力を持っています。つまり、特定の分子内のヌクレオチド塩基の順序を決定できます。 DNA分子の配列決定は、DNA分子内の特定のヌクレオチドが互いにどのように相互作用し、生物のさまざまな特性をコードするかを把握するために必要な多くのステップの最初のステップです。 DNAの配列決定プロセスはかなり複雑ですが、自動DNAシーケンサーは、プロセスの少なくとも一部で必要な人間の関与を最小限に抑えています。
サンプル調製
自動DNAシーケンサーが機能するには、DNAを構成する4つのヌクレオチド塩基（アデニン、グアニン、チミン、シトシン）を検出する必要があります。科学者はDNAの断片を何度もコピーし、制限酵素を使用してDNAをさまざまなサイズの断片に切断します。次に、DNAの各バッチに少量の蛍光標識塩基を追加します。塩基は、アデニン、チミン、グアニン、またはシトシンのいずれかであり、鎖の末端でその相補鎖に結合します。たとえば、アデニンはチミンで終わる鎖に結合し、グアニンはシトシンで終わる鎖に結合します。
DNAシーケンサーの自動構築
自動DNAシーケンサーは、より多くの手作業を必要とするDNAシーケンサーのように構築されます。具体的には、自動DNAシーケンサーは、長さ約1フィートのタンクで、96個のゲルウェルにDNAを注ぐことができます。自動DNAシーケンサーでは、他のDNAシーケンサーと同様に、タンク上部のゲルウェルにDNAが注入され、タンクの端に負電荷が印加されます。負の電荷は、DNA鎖がタンクの端までさまざまな距離を移動するための強力な推進力となります。
自動注入
自動DNAシーケンサーは、DNAのバッチを自動的にゲルの上部に注入します。そのため、研究者の時間と労力を大幅に節約できます。バッチが注入された後、シーケンサーは自動的に負電荷をタンクの一端に適用し、ストランドがゲルを介してさまざまな距離を移動します。異なる距離は、ゲルを通過するDNA鎖の異なるサイズを反映しています。
検出器
多くの自動DNAシーケンシングマシンは、ゲルを通過するDNA鎖上の蛍光色素を検出するためにセットアップされています。そうすることで、鎖の末端にあるヌクレオチドを特定し、コンピューターに記録することができます。ただし、シーケンサーはせいぜい、ごちゃごちゃしたバージョンのDNAヌクレオチドを提示します。自動DNAシーケンスマシンを使用した後、「仕上げ」と呼ばれるプロセスを実行する必要があります。このプロセスでは、コンピューターと研究者の組み合わせがDNA鎖の検出結果を整理し、データをDNA鎖の包括的な記述にまとめます。驚くことではありませんが、このプロセスはシーケンスの実際のプロセスよりもはるかに時間がかかる場合があります。