遺伝子組換え技術とマーカー遺伝子

今回の記事では遺伝子組換え技術の大まかな概要を振り返りつつ、デメリットについても解説していく。

＜遺伝子組換え技術＞

遺伝子組換えとはDNAの切断と外来DNAの連結を行い、組換えDNAを細胞へ導入する技術のことだ。そして組換えDNAを運ぶ役割を持つベクター(運び屋)には細菌などが持つプラスミドと呼ばれる環状のDNAやウイルスのDNAが使われている事を紹介した。以上の情報に加えて、本記事では遺伝子組換え技術のデメリットにも言及しようと思う。

＜遺伝子組換え技術のデメリット＞

遺伝子組換えにおいては導入したい遺伝子が目的の細胞に導入される確率は極めて低い。そのため導入処理をした細胞の中から導入が成功した細胞だけを選び出す必要がある。ちなみにここで言う遺伝子とはDNAの中で遺伝情報を伝える領域のことである。DNAの中でも遺伝情報を伝えていない(翻訳されない)領域もあるのだ。

次に目的通りに遺伝子が導入されたかを確認する方法を紹介する。例えば、大腸菌はアンピシリンという抗生物質を含む培地では生育できないが、アンピシリン耐性遺伝子をもつプラスミドを取り込んだ大腸菌はアンピシリンを含む培地でも生育できるようになる。そこでアンピシリン耐性遺伝子をもつプラスミドに導入したい遺伝子を組み込み、このプラスミドをベクターとして大腸菌に導入処理を行う。そして処理後の大腸菌をアンピシリンを含む培地で培養することで、プラスミドを取り込むことに成功した大腸菌だけが生き残るという仕組みだ。

ただし全てのプラスミドに導入したい遺伝子が組み込まれているわけではないので、GFPという青色光(または紫外線)を当てると緑色の蛍光を発するタンパク質の遺伝子を利用して更に選別を行う。具体的には導入したい遺伝子にGFPの遺伝子を繋げてプラスミドに取り込ませておく。そして導入処理を行なった後、(アンピシリンを含む培地で生育している)大腸菌に青色光を当てた時の蛍光の有無を見ることで目的の遺伝子が組み込まれたプラスミドを持つ大腸菌を選択するができるのだ。

このような段階を経て遺伝子組換え生物が誕生するわけだが、かなり大変であることが少しは伝わったと思う。ちなみに薬剤耐性遺伝子(今回はアンピシリン遺伝子)やGFPの遺伝子はマーカー遺伝子と呼ばれており、マーカーという名前に相応しい働きをしている。

参考文献：嶋田正和ほか22名,「生物」,数研出版,(2017).