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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核酸の測定・分析・診断法について解説

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。

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]

 

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。

 

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。

 

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。

 

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。

 

核酸の測定・分析・診断技術について特許調査してみると?

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)

FI ドット 件数 説明
C12N15/00@F 1 4,044件 DNAチップ、マイクロアレイ
C12Q1/68 1 14,773件 核酸を含むもの[3]
C12Q1/68@A 0 28,835件 DNAプローブ,例.プローブを利用したスクリーニング,構造解析または診断/遺伝子断片の増幅をするためのプライマー、遺伝子増幅方法の改良法
C12Q1/68@Z 0 2,930件 その他,例.塩基配列決定,ATP測定による鮮度判定/プローブを用いない制限断片長による判別、検出用ラベルをつけた核酸誘導体。
G01N30/88@D 2 382件 核酸/DNAやRNA、PNAなど、核酸類を測定する文献
G01N33/50@P 0 3,041件 核酸/生物学的材料,例.血液,尿,の化学分析(G01N33/50)の下位
G01N33/53@M 0 9,389件 核酸/免疫分析;生物学的特異的結合分析(G01N33/53の下位)
G01N33/58@A 0 1,237件 核酸に関するもの/標識物質を含むもの(G01N33/58・・・)の下位

 

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)

 

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☆核酸など、バイオ関連技術の特許調査サービスは日本アイアールまでお気軽にお問い合わせください。

 

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