組換え DNA 技術とは
DNA。 MR.Cole_Photographer/モーメント/ゲッティイメージズ
組換え DNA、または rDNA は、遺伝子組換えと呼ばれるプロセスを通じて、さまざまなソースからの DNA を組み合わせることによって形成される DNA です。多くの場合、ソースは異なる生物に由来します。一般的に言えば、 DNA 異なる生物由来のものは、同じ一般的な化学構造を持っています。このため、鎖を組み合わせることにより、さまざまなソースから DNA を作成することが可能です。
重要ポイント
- 組換え DNA 技術は、さまざまなソースからの DNA を組み合わせて、さまざまな DNA 配列を作成します。
- 組換え DNA 技術は、ワクチンの生産から遺伝子組み換え作物の生産まで、幅広い用途で使用されています。
- 組換え DNA 技術が進歩するにつれて、技術の精度と倫理的な懸念とのバランスを取る必要があります。
組換え DNA は、科学と医学において数多くの用途があります。組換え DNA のよく知られた用途の 1 つは、インスリン.この技術が登場する前は、インスリンは主に動物由来でした。インスリンは、大腸菌や酵母などの生物を使用することで、より効率的に生産できるようになりました。を挿入することで、 遺伝子 これらの生物のヒトからのインスリンについては、インスリンを産生することができます。
遺伝子組換えのプロセス
1970 年代に、科学者は特定の部位で DNA を切断する酵素のクラスを発見しました。 ヌクレオチド 組み合わせ。これらの酵素は制限酵素として知られています。この発見により、他の科学者はさまざまなソースから DNA を分離し、最初の人工 rDNA 分子を作成することができました。他の発見が続き、今日では DNA を組み換えるための多くの方法が存在します。
数人の科学者がこれらの組換え DNA プロセスの開発に貢献しましたが、通常、スタンフォード大学の生化学科でデール カイザーの指導を受けた大学院生であるピーター ロバンは、組換え DNA のアイデアを最初に提案したとされています。スタンフォードの他の人たちは、使用されたオリジナルの技術の開発に尽力しました.
メカニズムは大きく異なる可能性がありますが、遺伝子組換えの一般的なプロセスには次の手順が含まれます。
- 特定の遺伝子（例えば、ヒトの遺伝子）が同定され、単離されます。
- この遺伝子は ベクター .ベクターは、遺伝子の遺伝物質が別の細胞に運ばれるメカニズムです。プラスミドは、一般的なベクターの例です。
- ベクターは別の生物に挿入されます。これは、さまざまな方法で実現できます 遺伝子導入 超音波処理、マイクロインジェクション、エレクトロポレーションなどの方法。
- ベクター導入後、組換えベクターを有する細胞を単離、選択、培養する。
- 遺伝子は、最終的に目的の産物を、通常は大量に合成できるように発現されます。
組換えDNA技術の例
rDNAの例。 red_moon_rise/E+/ゲッティイメージズ
組換え DNA 技術は、ワクチン、食品、医薬品、診断検査、遺伝子組み換え作物など、さまざまな用途で使用されています。
ワクチン
によって産生されるウイルスタンパク質を含むワクチン バクテリア または組換えウイルス遺伝子からの酵母は、より伝統的な方法で作成されたものよりも安全であると考えられており、 ウイルス粒子 .
その他の医薬品
前述のように、インスリンは組換え DNA 技術の別の使用例です。以前は、主にブタやウシの膵臓から動物からインスリンが得られていましたが、組換え DNA 技術を使用してヒトインスリン遺伝子を細菌や酵母に挿入することで、より簡単に大量生産できるようになりました。
のような他の多くの医薬品抗生物質およびヒトタンパク質代替物は、同様の方法で生成されます。
食品
多くの食品は、組換え DNA 技術を使用して製造されています。一般的な例の 1 つは、キモシン酵素です。 エンザイム チーズの製造に使用されます。伝統的に、それは子牛の胃から調製されたレンネットに見られますが、遺伝子工学によるキモシンの生産ははるかに簡単かつ迅速です（そして若い動物を殺す必要はありません）.今日、米国で生産されるチーズの大部分は、遺伝子組み換えキモシンで作られています。
診断テスト
組換え DNA 技術は、診断検査の分野でも使用されています。嚢胞性線維症や筋ジストロフィーなどの幅広い疾患の遺伝子検査は、rDNA 技術の利用から恩恵を受けています。
作物
組み換え DNA 技術は、昆虫や除草剤に耐性のある作物を生産するために使用されてきました。最も一般的な除草剤耐性作物は、一般的な除草剤であるグリホサートの適用に対して耐性があります。多くの人がそのような遺伝子組み換え作物の長期的な安全性に疑問を呈しているため、そのような作物生産には問題がないわけではありません。
遺伝子操作の未来
科学者たちは、遺伝子操作の未来に興奮しています。地平線上の技術は異なりますが、ゲノムを操作できる精度はすべて共通しています。
CRISPR-Cas9
そのような例の 1 つが CRISPR-Cas9 です。これは、非常に正確な方法で DNA の挿入または削除を可能にする分子です。 クリスパー 'Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats' の頭字語で、Cas9 は 'CRISPR associated protein 9' の省略形です。過去数年間、科学界はその使用の見通しに興奮してきました。関連するプロセスは、他の方法よりも高速で正確であり、費用もかかりません。
倫理的な質問
多くの進歩により、より正確な技術が可能になりますが、倫理的な問題も提起されています.例えば、私たちは何かをするための技術を持っているから、それをするべきだということですか?特にヒトの遺伝病に関連する場合、より正確な遺伝子検査の倫理的意味は何ですか?
1975 年に組換え DNA 分子に関する国際会議を組織した Paul Berg による初期の研究から、国立衛生研究所 (NIH) によって定められた現在のガイドラインまで、多くの有効な倫理的懸念が提起され、対処されてきました。
NIH ガイドライン
NIH のガイドラインは、「組換えまたは合成物質を含む基礎研究および臨床研究の安全慣行と封じ込め手順を詳述している」と述べています。 核酸分子 これには、組換えまたは合成核酸分子を含む生物およびウイルスの作成および使用が含まれます。このガイドラインは、研究者がこの分野で研究を行うための適切な行動ガイドラインを提供することを目的としています。
生命倫理学者は、進歩が有害ではなく人類にとって有益であるように、科学は常に倫理的にバランスが取れていなければならないと主張している.
ソース
- Kochunni、Deena T、Jazir Haneef。組換え DNA 技術または RDNA 技術の 5 つのステップ。組換え DNA 技術または RDNA 技術の 5 つのステップ ~、www.biologyexams4u.com/2013/10/steps-in-recombinant-dna-technology.html。
- 生命科学。組換え DNA 技術の発明 LSF マガジン媒体。ミディアム、LSF マガジン、2015 年 11 月 12 日、medium.com/lsf-magazine/the-invention-of-recombinant-dna-technology-e040a8a1fa22。
- NIH ガイドライン - 科学政策局。国立衛生研究所、米国保健福祉省、osp.od.nih.gov/biotechnology/nih-guidelines/。