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2014年4月 2日 (水)

新しいDNA切断方法を開発 -簡単な操作でDNAの切断だけでなく連結も可能-

2014年3月20日
独立行政法人理化学研究所
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 遺伝子工学は急速な進歩を遂げ、農作物
の品種改良や、新しい薬品の創出など
幅広い分野でDNAの組換えが用いられて
います。
 
 そのために必要となるのがDNAを切断し、
連結する技術です。
 
 組換えDNAの作製には特定の塩基配列を
認識して切断する酵素(制限酵素と
いいます)によってDNAを切断し、その
切れ目をつなぐ酵素でDNAを連結する方法
が用いられます。
 
 しかし、この方法では、制限酵素が
認識する塩基配列が複数存在する場合に、
切断したいDNAの部位以外も切断して
しまうことがあるため、使用できる
制限酵素が限られ、組換えDNAの設計が
複雑化してしまいます。
 
 そこで、特定の塩基配列を必要としない
「継ぎ目がないDNA」の連結方法も開発
されています。
 
 その1つに、非天然型の塩基をDNA鎖合成
の出発点となる分子(プライマー)として
使い、DNAを増幅した後に、非天然型の
塩基を導入した部位を切断する方法が
あります。
 
 ただ、この方法も、面倒な操作が必要な
ことや、非天然型の塩基が変異を引き
起こしやすいことなどの欠点がありました。
 
 理研の研究グループは、天然型の塩基
「チミン」と似た構造の「5-エチルウラシル
(EU)」に着目しました。
 
 EUを切断対象のDNA中に導入し、安価な
試薬であるメチルアミン水溶液を加えた
ところ、EUを含むヌクレオチド部分で
DNAの切断反応が起きていることを発見
しました。
 
 研究グループはこの反応を「QBIC反応」
と名付けました。
 
 この反応によって切断されたDNAを調べる
と、切断で生じた5′-末端にリン酸基が
ついていました。
 
 これは、切断で生じた断片をそのまま
DNAリガーゼ(切れ目をつなぐ酵素)で
連結できることを示しています。
 
 次に、QBIC反応の応用として、
ポリミラーゼ連鎖反応(PCR)で増幅した
DNAの連結を試みました。
 
 ヌクレオチドが複数連結されたオリゴ
ヌクレオチドにEUを導入し、それらを
プライマーとして増幅し、DNAの末端部分
にEUを含むヌクレオチドを導入しました。
 
 増幅されたDNAでQBIC反応を起こすと、
EUを含むヌクレオチド部分が切断され
DNAの末端部分に切れ目が入りました。
 
 これにDNAを混ぜて加熱・冷却操作を
行った結果、DNAが連結されました。
 
 また、これによって得られたDNAの
配列決定の結果からDNAの複製時にEUが
変異を起こしにくいことが分かりました。
 
 今回の研究で、簡単な操作でDNAを
切断・連結できることを明らかにしました。
 
 EUを含むヌクレオチドは多様な手段で
DNAに導入可能なため、オリゴヌクレオチド
やPCRなどで増幅したDNAだけでなく、
プラスミドDNA、ゲノムDNAなど、さまざま
なDNAを切断・連結する方法として、
QBIC反応の利用拡大が期待できます。
 
 詳細はこちらのリンクを
---------------------------------------
 
 遺伝子工学では望んだ場所でのDNAの
切断、連結操作が必須です。
 
 今回の方法は、
>簡単な操作でDNAを切断・連結できること
>を明らかにしました。
 
 と言っています。
 
 今後に期待ですね。

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