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 National Institutes of Health's Mammalian Gene Collection (MGC) project was designed to generate and sequence a publicly accessible cDNA resource containing a complete open reading frame (ORF) for every human and mouse gene. The project initially used a random strategy to select clones from a large number of cDNA libraries from diverse tissues. Candidate clones were chosen based on 5′-EST sequences, and then fully sequenced to high accuracy and analyzed by algorithms developed for this project. Currently, more than 11,000 human and 10,000 mouse genes are represented in MGC by at least one clone with a full ORF. The random selection approach is now reaching a saturation point, and a transition to protocols targeted at the missing transcripts is now required to complete the mouse and human collections. Comparison of the sequence of the MGC clones to reference genome sequences reveals that most cDNA clones are of very high sequence quality, although it is likely that some cDNAs may carry missense variants as a consequence of experimental artifact, such as PCR, cloning, or reverse transcriptase errors. Recently, a rat cDNA component was added to the project, and ongoing frog ( Xenopus ) and zebrafish ( Danio ) cDNA projects were expanded to take advantage of the high-throughput MGC pipeline.