３分でわかる技術の超キホン 核酸とは③（測定・分析・診断編）

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別コラム（核酸とは②）で食品（飼料を含む）への利用について述べましたので、今回は核酸（DNA等）の測定・分析・診断について簡単にまとめてみましょう。

１．核酸の主な測定・分析技術

（1）PCR法

PCR法（ポリメラーゼ連鎖反応／Polymerase Chain Reaction）は、1985年にマリス（Mullis）によって考案されたDNAの増幅法です。
耐熱性DNAポリメラーゼ（Taq ポリメラーゼ）が1988年に見出されたことによって実用化されました。
DNA鎖の熱変性（2本鎖DNAの一本鎖への解離）、プライマーのアニーリング（プライマーがDNAと結合すること）、耐熱性DNAポリメラーゼによる相補鎖の合成を繰り返し行うことにより、DNAのある一部分だけを選択的に増幅させることができる手法です。

PCRで増幅したDNAは、電気泳動により増幅サイズに応じて分離した後、エチジウムブロマイド等で染色してバンドとして可視化します。

この方法によれば、プライマーを設計するだけでよく、クローニングを必要しないため、分子生物学、基礎医学、遺伝学、育種学、薬学の他に、臨床診断、遺伝子診断、犯罪捜査、DNA鑑定、微生物検査、考古学などの幅広い分野に利用されています。この方法を用いると、DNAを数時間で100万倍に増幅できます。

［※関連コラム：「PCR検査」とは？基本原理・種類・特徴など早わかり解説 はこちら］

（2）RT-PCR法

RNAをPCR増幅する手法で、基本的な原理はPCR法と同じです。RNAはDNA ポリメラーゼの鋳型とはならないため、PCRで増幅するには、まずRNAをDNAに変換する必要があります。
RNAからDNAへの変換を逆転写（Reverse Transcription；RT）と呼びます。
逆転写酵素によりRNAから変換されたDNAはcDNA（cはcomplementary、相補的の意味）と呼ばれ、PCRの鋳型となります。

（3）リアルタイムPCR法

PCR増幅産物の増加をリアルタイムでモニタリングし、解析する方法です。
従来のPCR法に比べて、正確な定量が可能です。

リアルタイムPCRでは、PCR増幅産物を蛍光により検出します。
検出方法は、大きく分けてインターカレーターを用いる方法と蛍光標識プローブを用いる方法の2種類があります。

（4）ブロッティング（blotting）

(a) サザン(Southern)ブロッティング

標識したmRNAやcDNAでDNA断片を検出する方法です。
 

(b) ノザン(Northern)ブロッティング

標識したcDNAdでmRNAを検出する方法です。

（5）ハイブリダイゼーション（hybridization）

放射性標識したcDNAやmRNAと2本鎖を形成するかどうかを調べる方法です。

このような目的に使われる標識物をプローブ(probe)と呼びます。

２．核酸の測定・分析・診断技術に関する特許を調べてみる

核酸の測定・分析・診断技術に関する主なFIのみを用いて検索した結果は以下の通りです。
（2018年5月2日現在。J-PlatPatによる検索結果）

なお、核酸の測定に直接関係すると思われるFI（ＤＮＡチップ、マイクロアレイを除く）を全て足して検索した結果は以下の通りです。

［C12Q1/68/FI+C12Q1/68@A/FI+C12Q1/68@Z/FI+G01N30/88@D/FI
+G01N33/50@P/FI+G01N33/53@M/FI+G01N33/58@A/FI］
⇒ ヒット件数   38,097件

なお、上記FIと核酸の分析やPCRに関連するキーワードを掛け合わせて検索した結果は以下の通りです。

［C12Q1/68/FI+C12Q1/68@A/FI+C12Q1/68@Z/FI+G01N30/88@D/FI
+G01N33/50@P/FI+G01N33/53@M/FI+G01N33/58@A/FI］
*核酸/CL+DNA/CL+RNA/CL+PCR/CL+ポリメラーゼ/CL］
⇒ ヒット件数31,273件

以上は件数の概要を見るための検索結果ですので、あくまでも参考としてご利用ください。

（日本アイアール株式会社　特許調査部　A・A)

関連コラム

• 3分でわかる技術の超キホン：核酸とは①（医薬編）はこちら
• 3分でわかる技術の超キホン：核酸とは②（食品編）はこちら

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