組換えDNA技術と細菌

組換えDNA技術は、細胞外の制御された環境で、少なくとも二つの異なる由来のDNA断片を組み合わせて人工的に新しいDNA分子を構築する手法です。この新規DNAは特定の遺伝子や形質を持ち、医療研究に有用です。

応用例

• 遺伝子組換え作物：熱耐性遺伝子を農作物に導入し、環境ストレスに強い品種を作成。
• 治療製品の製造：ワクチン、タンパク質、ホルモンなどの医薬品を大量生産。

画期的な成果

• 米国食品医薬品局（FDA）が初めて承認した組換えDNA由来の医薬品は、バイオ合成ヒトインスリンです。インスリンは構造が比較的単純で、遺伝子組換えに適したターゲットでした。

手順

• 目的遺伝子を含むDNAを制限酵素で切断し、ベクター（プラスミドやファージ）に挿入して組換えDNAを作製。
• 組換えベクターを宿主細胞のDNAに導入し、宿主がベクターを保持・増幅できるように調整。

宿主としての細菌

• 最も一般的な宿主は大腸菌（Escherichia coli）。大腸菌はベクターを取り込み、自身のDNAに組み込み、通常通り増殖することで目的遺伝子を多数コピーします。

結果

• 宿主細胞は組換えDNAから目的タンパク質を発現し、インスリン遺伝子を導入した大腸菌はインスリンタンパク質を大量に産生。これを精製すれば治療用インスリンとして利用可能です。