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2020.10.02

バイオテクノロジー科

光る大腸菌 (応用バイオ化学実験 2年)

こんなに発光するとは!とても神秘的ですね。


大腸菌に紫外線ランプを当てると、緑色の蛍光を放って観察されました。

今回は、大腸菌の遺伝子発現実験をしている2年生の授業をご紹介します。


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 (左 GFPなし大腸菌           右 GFPあり大腸菌)


今年度は、COVID-19対策のため、多くの実験が密室をさけ換気を行って

実施しています。

しかし、この遺伝子組換えをともなう実習だけは、

組換え遺伝子の拡散を防止するため、閉鎖系で行わなければなりません。

それは、遺伝子組換え生物の取り扱いは法令 (通称「カルタヘナ法」)

で厳しく規制されているからです。


どのように閉鎖系の実験を行っているのか見てみましょう。


光る大腸菌の観察をした前日の授業から、遺伝子組換えの実験を行っていました。

実験内容は以下の通りです。


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           (実験内容の概略図)


オワンクラゲ由来の「GFP※」と呼ばれる光るタンパク質の遺伝子を

プラスミドと呼ばれる遺伝子の運び屋に連結します(ライゲーション)。

このGFPが入ったプラスミド(組換えDNA)を大腸菌に入れます(形質転換)。

組換えDNAを形質転換した大腸菌を培地にまいて(植菌)、培養し大腸菌の体内で

GFP遺伝子を発現させます。

紫外線を当てると、GFPをもつ大腸菌(コロニー)は光って観察されます。



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ピペット操作を熱心に指導する大藤先生(開放系)


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16℃の恒温槽にサンプルを入れる様子(ライゲーション)。


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形質転換の反応液を調製する学生。


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培養した大腸菌に紫外線ライトを当て、GFPの発現を確かめる様子。


今回の実験では、「ライゲーション」「形質転換」「植菌」の一部の操作は、

組換え遺伝子が拡散する恐れがあるため、閉鎖系でおこなわなければなりません。

組換えDNAの形質転換と植菌操作は、学生数を制限し、

閉鎖系実験室でおこないました。


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バイオハザードを掲示して、密閉した室内(閉鎖系)で組換え実験をする学生。


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閉鎖系の実験室内。入室する人数をしぼり、密集、密接をさけます。

操作時間は15分。COVID-19対策も考慮し短時間で作業します。


その後、光る大腸菌はどのように実験に使っていくのか、

学生に聞いてみました。


「光る大腸菌は液体培養で増やしてから、プラスミドを抽出します。

その後、PCRや制限酵素反応でプラスミドに挿入したGFP遺伝子を

解析します。」と学生。


COVID-19対策をしながらの実習なので、例年より制約を受けていますが、

学生は、遺伝子組換えの知識と技術をしっかり習得しているようです。


次回は、GFP遺伝子の電気泳動や抽出したGFPタンパク質の 精製の様子を

レポートします!


これからも、安心、安全を確保しながら、学生一人一人が実験技術を

身につけられるように、講師一同、知恵をしぼり工夫をこらして

実習を続けていきたいと思います。


来週のブログもどうぞお楽しみに★


GFP:green fluorescent proteinの略語。オワンクラゲがもつ蛍光性のタンパク質です。 

   下村修博士がクラゲから分離・精製しました。下村博士はこの発見で2008年に

   ノーベル化学賞を受賞しています。 

   GFPは、遺伝子組換えを行う際、目的の遺伝子が細胞内で発現しているかを判別する

   ために、レポーター遺伝子として利用されます。 


☆ 遺伝子組換え実験のカリキュラム作成・授業評価は、

  職業実践専門課程の本校 演習・実習連携先企業Bio-Cousulting Japanと

  連携して行っています。 


文責 :宮ノ下いずる


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