Ultralow-Input Genome Library Preparation for Nanopore Sequencing with Droplet MDA

Genome sequencing of small species, such as those of meinofauna, can be challenging due to the extremely low input of genomic DNA. While nanopore sequencing is a promising technology for genome assembly due to its limitless long reads, recommended input of 1 μg for the Ligation Sequencing Kit often precludes the use of this technology. Here, I detail an unbiased droplet-based multiple displacement amplification of picogram order of DNA to realize nanopore sequencing with ultralow input of genomic DNA. For this purpose, a microfluidic chip of 10X Genomics Chromium Controller is utilized. With this method, over 10 μg of unbiased amplicons around 10 kbp in length can be obtained from as low as 50 pg of input DNA, which is enough for the construction of multiple sequencing libraries, or for the size selection of longer DNA fragments.

体長1mm以下の小さな生物、例えばクマムシのような小さな生物のゲノム解析は、得られるDNAが極めて微量であることが大きな障壁となる。ナノポアシークエンスは長いDNAを用意することさえできれば、事実上読める長さに制限がなく、ゲノムアセンブリに極めて有用な技術であるが、そのライブラリ調整に用いるLigation Sequencing Kitの推奨インプットは1μgであるため、微量DNAの解析には適さない。本論文では、微量DNAからの長鎖ナノポアシーケンスを実現するために、ピコグラム単位のDNAをバイアスなく微小液滴内で全ゲノム増幅する方法について詳述する。この目的のために、10X Genomics Chromium Controllerのマイクロ流体チップを利用した。この方法により、50 pgの入力DNAから10 kbp前後の長さのバイアスのない増幅産物が10 μg以上得られ、複数のシークエンスライブラリの構築や、より長いDNA断片のサイズ選択に十分な量を確保することができる。


Authors: Kazuharu Arakawa

Journal: Methods Mol Biol. 2023;2632:91-100.

DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2996-3_7



荒川 和晴
荒川 和晴慶應義塾大学先端生命科学研究所 准教授