ジェノタイピングツール

遺伝的研究者は、ヒトゲノムに見られる遺伝的配列全体、90億塩基を決定する努力を組み合わせてきました。ゲノムは、「A」、「G」、「C」、「T.」とラベル付けされた窒素塩基を繰り返すことで構成されるすべてのヒト細胞に見られるDNA含有量です。遺伝学の研究は、進化研究のために、異なるヒトゲノムとさまざまな種の変動を探し続けています。医学的遺伝的研究は、疾患を引き起こす可能性のある遺伝的異常または遺伝的変異の位置を見つけることに関心があります。ジェノタイピングは、ゲノム全体をシーケンスせずに遺伝的変異を決定する方法です。研究者は、ゲノムの小さな領域を分離して、異なる数の窒素塩基の結果であるサイズの違いを探します。異なる塩基数は、糖尿病、アルツハイマー病、癌などの疾患を引き起こす遺伝的異常によって引き起こされる可能性があります。ジェノタイピングアプリケーションを実行するために使用されるツールは、個々の遺伝子型を迅速かつ正確に決定するために進化および開発されました。

1. ポリメラーゼ連鎖反応

   • 遺伝子技術の進化は、ポリメラーゼ連鎖反応またはPCRの発達に由来しました。この方法により、研究者は数時間以内にゲノムの小さな領域のコピーを増幅または作成できます。関心のある領域は、短いDNA分子の添加によって決定されます---関心領域の始まりと終わりに一致するプライマー

     PCRは、遺伝的研究における貴重なツールになっています。異なる個人から同じ領域を増幅することは、比較方法を提供します。現在、フォレンジック識別は、比較のために15の別々の領域を使用しています。 1つの地域は異なる人々に一致することができます。ただし、15の地域すべてに一致する2人はいません。

   アガロースゲル電気泳動

   • PCRは、DNAの指定された領域を増幅する方法です。ただし、フラグメントの実際のサイズを比較する方法は提供されません。 PCRの産物は、「アガロース」と呼ばれるゲル様材料を使用してサイズで分離されています。 「アガロースゲル電気泳動」と呼ばれるプロセスで、電流に応答して、より小さな断片はアガロースをより速く移動します。

     PCRに続いて、断片はアガロースにロードされ、電流が適用されるとゲルに沿って移動します。臭化エチジウムは、紫外線の下で断片を見ることができます。アガロースゲル電気泳動は、成功したPCRを迅速に決定する方法を提供し、フラグメントサイズに近似します。ただし、ジェノタイピングのツールとしてのアガロースの欠点は、正確な結果のためにフラグメントが大きく異なる必要があることです。アガロースは、単一のベースで異なるフラグメントを比較するための良い媒体を提供しません。

   自動シーケンサーと遺伝子分析装置

   • <図>
     自動化されたシーケンサーによって記録された蛍光標識DNAフラグメント

     自動化されたシーケンサーと遺伝子分析装置は、ジェノタイピングで使用される主なツールになりました。これらは、単一の窒素ベースによって異なる断片を迅速かつ安価に決定することを可能にします。アガロースゲル電気泳動と同様に、DNAフラグメントは最初にPCRによって増幅されます。ただし、1つのプライマーには、フラグメントに色を加える蛍光色素でタグ付けされています。サンプルは、電流に応じてゲル様ポリマーを介して移動することにより、サイズに応じて分離されます。より小さなフラグメントは、大きなフラグメントよりも急速に移動します。フラグメントがポリマーの端に向かって移動すると、デジタルカメラが色を記録し、分析のためにコンピューターに情報を送信します。現在、自動化されたシーケンス機器は、法医学的識別と父親のテストで使用されています。

   次世代シーケンサーも遺伝子型を決定します

   • 2006年以来、次世代のシーケンス機器が急速に出現しました。この技術は、PCR増幅とシーケンスを組み合わせて、一度に何百万もの塩基を決定します。プロセスはPCRから始まります。ただし、異なるプライマーは1つの反応で混合されたビーズに結合され、一度に何千もの領域を増幅することができます。

     次の世代のシーケンサーは、断片をサイズごとに分離し、多数のDNA領域を分析できるようにします。研究者がゲノムの単一の領域を比較することに関心がある場合、この方法はジェノタイピングツールとして不利です。利点は、単一の細胞から分離されたゲノムがPCR増幅に十分な材料を提供することです。単一の個人から分離された正常細胞と異常な細胞の遺伝子型を比較すると、癌細胞と潜在的な治療法を特定するのに役立ちます。