Next-generation sequencing technologies are revolutionizing human genomics, promising to yield draft genomes cheaply and quickly. One such technology has now been used to analyse much of the genetic code of a single individual — who happens to be James D. Watson. The procedure, which involves no cloning of the genomic DNA, makes use of the latest 454 parallel sequencing instrument. The sequence cost less than US$1 million (and a mere two months) to produce, compared to the approximately US$100 million reported for sequencing Craig Venter's genome by traditional methods. Still a major undertaking, but another step towards the goal of 'personalized genomes' and 'personalized medicine'. The DNA sequence of a diploid genome of a single individual, James D. Watson, sequenced to 7.4-fold redundancy in two months using massively parallel sequencing in picolitre-size reaction vessels is reported. The association of genetic variation with disease and drug response, and improvements in nucleic acid technologies, have given great optimism for the impact of ‘genomic medicine’. However, the formidable size of the diploid human genome1, approximately 6 gigabases, has prevented the routine application of sequencing methods to deciphering complete individual human genomes. To realize the full potential of genomics for human health, this limitation must be overcome. Here we report the DNA sequence of a diploid genome of a single individual, James D. Watson, sequenced to 7.4-fold redundancy in two months using massively parallel sequencing in picolitre-size reaction vessels. This sequence was completed in two months at approximately one-hundredth of the cost of traditional capillary electrophoresis methods. Comparison of the sequence to the reference genome led to the identification of 3.3 million single nucleotide polymorphisms, of which 10,654 cause amino-acid substitution within the coding sequence. In addition, we accurately identified small-scale (2–40,000 base pair (bp)) insertion and deletion polymorphism as well as copy number variation resulting in the large-scale gain and loss of chromosomal segments ranging from 26,000 to 1.5 million base pairs. Overall, these results agree well with recent results of sequencing of a single individual2 by traditional methods. However, in addition to being faster and significantly less expensive, this sequencing technology avoids the arbitrary loss of genomic sequences inherent in random shotgun sequencing by bacterial cloning because it amplifies DNA in a cell-free system. As a result, we further demonstrate the acquisition of novel human sequence, including novel genes not previously identified by traditional genomic sequencing. This is the first genome sequenced by next-generation technologies. Therefore it is a pilot for the future challenges of ‘personalized genome sequencing’.

The human X chromosome has a unique biology that was shaped by its evolution as the sex chromosome shared by males and females. We have determined 99.3% of the euchromatic sequence of the X chromosome. Our analysis illustrates the autosomal origin of the mammalian sex chromosomes, the stepwise process that led to the progressive loss of recombination between X and Y, and the extent of subsequent degradation of the Y chromosome. LINE1 repeat elements cover one-third of the X chromosome, with a distribution that is consistent with their proposed role as way stations in the process of X-chromosome inactivation. We found 1,098 genes in the sequence, of which 99 encode proteins expressed in testis and in various tumour types. A disproportionately high number of mendelian diseases are documented for the X chromosome. Of this number, 168 have been explained by mutations in 113 X-linked genes, which in many cases were characterized with the aid of the DNA sequence. The detailed sequence of the human X chromosome is published this week, together with a survey of inactivated X genes in females. Females have two Xs and males have one X and a Y; to make the gene dosage equivalent, females inactivate almost an entire chromosome. The X inactivation profile has important clinical implications, as the unique nature of sex chromosomes means that it contains a disproportionate number of disease-causing genes. With both the X and Y chromosomes sequenced, their evolution from a pair of ‘normal’ chromosomes can be studied in detail. The cover, by Alfred Pasieka (Science Photo Library), depicts the inactivation signal starting at the middle of the chromosome (where it is reddest) and moving out through the arms.