Next Generation Sequencing (NGS) คือ เทคโนโลยีการหาลำดับนิวคลีโอไทด์หรือลำดับเบสของดีเอ็นเอ เพื่อศึกษาความผันแปรทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับลักษณะต่าง ๆ การวิเคราะห์ลำดับเบส NGS เป็นเทคโนโลยีที่มีความก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถหาลำดับนิวคลีโอไทด์โดยได้ข้อมูลปริมาณมาก (high-throughput) ทำได้หลายตัวอย่างในเวลาเดียวกัน และมีความไวในการตรวจหาการกลายพันธุ์ของสารพันธุกรรมสูง (high sensitivity) ทำให้การศึกษาวิจัยทำได้อย่างรวดเร็ว และประหยัดค่าใช้จ่าย NGS สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้หลายด้าน ได้แก่ epigenetic, discovery of genetic variation, genetic diversity, population validation, community of microbial และ gene expression level
ขั้นตอนของ NGS (NGS workflow) ประกอบด้วย 1. Construct library เป็นการสร้าง sequencing library จากตัวอย่างซึ่งเป็นดีเอ็นเอหรือ cDNA ที่มีขนาดสั้นประมาณ 100-800 bp 2. Clonal amplification เป็นการนำ DNA library ไปติดกับ solid surface และทำการเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอเพื่อเพิ่มสัญญานที่จะทำให้สามารถตรวจวัดได้จากแต่ละเป้าหมายในระหว่างการหาลำดับเบส 3. Sequence library ทำการหาลำดับเบสของดีเอ็นเอทั้งหมดใน library ในเวลาเดียวกัน โดยใช้วิธี “sequencing by synthesis” และ 4. Analyze data เป็นการวิเคราะห์ข้อมูลโดยข้อมูลที่ได้จาก NGS ประกอบด้วย short DNA reads มีปริมาณมากและเป็นข้อมูลที่ซับซ้อน
การจัดจำแนกชนิดของ NGS ได้แก่ 1. Experiment & Sample เช่น QTLseq, MutMap-seq, Trio-seq, GBS, GWAS, single-cell-seq, metagenomics 2. Library constructions เช่น WGS, RAD, Target-seq, Amplicon, 16s-seq, RNAseq, InRNAseq 3. Platform technologies เช่น Illumina, Roche 454, ION Torrent, PacBio, Nanopore
ปัจจุบัน เทคนิค NGS ได้ถูกนำมาใช้ในงานวิจัยอย่างแพร่หลาย ได้แก่ การศึกษาลำดับนิวคลีโอไทด์ของสารพันธุกรรมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต (Whole genome sequencing; WGS) การหาลำดับเบสของอาร์เอ็นเอ (Transcriptome หรือ RNA sequencing) การศึกษาความหลากหลายของแบคทีเรีย (Metagenomic sequencing; Metagenome) การศึกษาเฉพาะลำดับนิวคลีโอไทด์บางส่วน เช่น Exome sequencing, Targeted sequencing การศึกษา epigenome sequencing เช่น การศึกษาการเกิด methylation ของดีเอ็นเอ
การใช้ NGS ศึกษาด้านการปรับปรุงพันธุ์และความหลากหลายทางชีวภาพ ในการปรับปรุงพันธุ์ เทคนิค NGS สามารถนำมาใช้ในการศึกษา Genotyping-By-Sequencing (GBS) มีประโยชน์ทำให้ช่วยประหยัดเวลาและค่าใช้จ่าย ได้ข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์และพัฒนาเครื่องหมายดีเอ็นเอ และสามารถค้นหายีนได้ หลังจากการวิเคราะห์ NGS แล้ว นำผลที่ได้มาวิเคราะห์ต่อโดยการทำ filter sequence variant, filter significant gene และการค้นหาลำดับนิวคลีโอไทด์และยีน การพัฒนาเครื่องหมายดีเอ็นเอ เช่น SNP (Single Nucleotide Polymorphism) marker, CAPs (Cleaved amplified polymorphic sequence) marker, HRM (High resolution melt) marker, SBE (Single-base extension) marker, PACE (PCR allele competitive extension) SNP, ซึ่งเครื่องหมายดีเอ็นเอจะนำมาช่วยในการคัดเลือกลักษณะที่ดีทางการเกษตรได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำในการปรับปรุงพันธุ์พืชและสัตว์