海洋生命・分子工学実験 II
(5) PCR によるプラスミドクローンのチェック
はじ
めに
プラスミドが精製できたら,自分の計画したとおりにプラスミドが組み立てられているかどうかを
確認しなければいけませんね。その方法は何とおりもあります。これまでの実験や講義で
学んだテクニックで,どうやったらそれを確かめることができるか自分で考えてみてください。
ここでは,一つの方法として,PCR
法を利用した簡単なチェックを試みます。
知っておかなければな
らないこと
PCR は「専門海洋生命・分子工学基礎実験」で
やっていると思いますので説明しません。原理
のわからない人は,2002 年以前のこの実験の web テキストで勉強しておいてください。あるいは
下記の参考書を読んでみてください。
「PCR 実験マニュアル」
M.A. Innis, D.H. Gelfand, J.J. Sninsky & T.J. White 著,斉藤隆監訳 HBJ出版局
「生物学 -分子が語る生命のからくり-」
松岡達臣・松島治編著 朝倉書店 第 2 章を参照。
「バイオ実験イラストレイテッド 3. 本当にふえる PCR」
中山広樹著 秀潤社 細胞工学別冊
「Molecular Cloning - A Laboratory Manual」
Sambrook, J. & Russell, D. W. 著 Cold Spring Harbor Laboratory
Press
料理本のようなものですから英語は簡単です。原理などを詳しく解説してあるのでお薦め。
分子生物学研究者のバイブルと言われています。
「ラボマニュアル遺伝子工学・増補版」
村松正實編 丸善
ここでは,プラスミドの配列に特有のプ
ライマーのセットを利用して,PCR を行います。
プライマーは multi-cloning
site を挟むように,数十塩基ずつ離れた場所に向かい合って
います。 PCR を行って,産物をア
ガロースゲル電気泳動します。もしも cDNA がきちんと
組み込まれていたらどのような長さの PCR 産物ができるでしょうか?もしも cDNA が組み込
まれていなかったら,どのような長さの PCR 産物ができるでしょうか?あらかじめ,それを
知ったうえで実験をしてください。
実験
1.
PCR
の反応液(premix)を作る。
Miniprep で精製した DNA の RNaseA 処理の待ち時間に,以下の試薬を混ぜて
氷冷しておきます。1 人の反応液を 20 μL としますので,下の表の反応液は
10 人分です。これを 8 人で使います。
注: PCR 法は,ごく微量の鋳型を多量に(数十万倍から数百万倍に)増幅する手法
なので細心の注意が必要です。わずかに混入した自分の細胞(指先などから)の
DNA が鋳型となって,自分の遺伝子の断片が増幅されるかも知れません。フタを
開けるときにフタの内側に触らないように。マイクロピペットのチップを素手で
触ったり,チップの先を机やノートにつけたりしないように注意しましょう。
2.
Miniprep で精製したプラスミドを 1 μL とって滅菌水 100 μL
で希釈する。
3.
新しい 0.5 mL チューブに,反応液(premix)を 19 μL
と,希釈したプラスミド
水溶液
1 μL を入れて混ぜる。
4.
サーマルサイクラーにチューブをセットして PCR 反応開始。
温度条件(プログラム)は以下のとおり。
(1) 95℃ で 2 分
(2) [ 94℃ で 30 秒,50℃ で 1 分,72℃ で 1 分 30 秒 ]
を 30 回繰り返す。
(3) 72℃ で 3 分の後,20℃ で保温。
実習の時間が限られているので,片付けは藤原がやります。PCR 反応液は,次の
実験の日まで冷蔵庫で保存しておきます。
5.
PCR 反応液を 10 μL,別のチューブに移し,6 x
色素溶液を 2 μL 加えて,
全量を電気泳動する。
注: 残りの PCR 産物は塩基配列決定用に使うので捨てずにとっておくこと。
6.
アガロースゲ
ル電気泳動でバンドをチェックする。
実験
に使う試薬
(a) 10x PCR バッファー
メーカーによっていろいろだが,今回使う 10x バッファーの組成は
[100 mM Tris-HCl (pH 8.3),500 mM KCl,15 mM MgCl2,0.01% ゼラチン]
(b) dNTP mixture
各 2.5 mM の dATP,dCTP,dGTP,dTTP の混合液。
(c) プライマー
QE-Xho プライマーの配列は
[5'-CCCTTTCGTCTTCACCTC-3']
この配列の 3' 末端の CTC は (0) の配列の XhoI 認識配列の CTC です。わかりますか?
QE-C
プライマーの配列は
[5'-GTTCTGAGGTCATTACTGG-3']
この配列も,実は (0)
の配列の図中にあるのですが,わかりますか?
これがわかったら大したものです。
(d) Taq DNA polymerase
Thermus aquaticus という好熱性細菌からとられた
DNA 依存性 DNA ポリメラーゼ。PCR に
用いられる酵素の中で最もポピュラーであるが,proof-reading 機能が弱く,しばしば間違った
ヌクレオチドを取り込むことが知られている。また,合成した鎖の 3' 末端に,鋳型と無関係な
アデニンヌクレオチドを 1 個付加するクセがあり,これを利用して効率よくプラスミドに組み
込む手法も開発されている。詳しい情報については「知っておかなければならないこと」の中で
紹介した本を読むこと。今回の実習で使うのは宝酒造製。
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