[スポンサーリンク]

chemglossary

ポリメラーゼ連鎖反応 polymerase chain reaction(PCR)

[スポンサーリンク]

ポリメラーゼ連鎖反応(polymerase chain reaction, PCR)とは、特定の塩基配列をもつDNA断片を迅速に増幅できる技術です。

1986年にキャリー・マリスによって発明されました。彼はデート中にPCR法の着想を得た、というユニークな逸話をもつ技術としても知られています。この功績によりマリスは1993年のノーベル化学賞を受賞しています。

プライマーという短いDNA断片に挟まれる区間のDNA配列を、指数関数的に増幅させることが出来ます。現在では分子生物学・医学など、DNAを扱う研究領域であれば常套手段となっています。
その威力は絶大なもので、フェムトモル(1000兆分の1モル)程度のDNAがあれば、検出容易な程度にまで増幅が可能だとか。いやはや凄いですね。

比較的身近では、犯罪捜査におけるDNA鑑定がその応用先としてあげられます。遺留品から採取されたヒトDNAのなかでも、個人差の大きな部分の塩基配列をPCRで増幅して調べています。

PCRの流れ

PCRでの増幅反応を行う際には、まずPCRチューブと呼ばれる2 cmほどの大きさのサンプルチューブに試薬を入れます。必要な試薬は、鋳型となるDNA(テンプレートDNA)、増幅の位置を決めるための二種類のDNA断片(プライマーforward & reverse)、DNAポリメラーゼ、DNAの原料となるデオキシリボヌクレオシド三リン酸(dNTP; N = A, T, G, C)、そしてバッファーです。

サンプルが用意できたら、チューブをPCR装置にセットして、各サイクルの温度や時間、サイクル数を設定します。PCRでは、DNAの解離、プライマーの結合、DNAの重合(伸長)という3つのステップを何度も繰り返すことで、サンプルを増幅させます。DNAの解離は約98 ºC、DNAの伸長は約72 ºC(ポリメラーゼの最適温度)とほぼ決まっており、プライマーの結合温度には、個々のプライマー配列に特有な解離温度(Tm値)を設定します。DNAの伸長ステップの時間は、増幅したいDNA配列の長さに合わせて設定します。

プライマーのデザイン

PCRにおいて特に重要なのが、プライマーのデザインです。プライマーは、増幅したい配列を挟むようにしてデザインします。

プライマーデザインにおいて気をつけるべきなのは、一般的に以下の点です。(使う試薬によって異なる場合もある。)

  • 長さは18-24塩基程度
  • グアニン(G)・シトシン(C)含有率が40-60%程度
  • 終わりと始めはGやC
  • Tm値は50-60°C程度
  • 2つのプライマー(forward & reverse)のTm値の差は5 ºC以内
  • 2つのプライマーが相補的にならない

以下のムービーも参考にどうぞ。

関連書籍

[amazonjs asin=”4897069211″ locale=”JP” title=”改訂 PCR実験ノート―みるみる増やすコツとPCR産物の多彩な活用法 (無敵のバイオテクニカルシリーズ)”][amazonjs asin=”4061538616″ locale=”JP” title=”ラボマニュアル DNAチップとリアルタイムPCR (KS生命科学専門書)”][amazonjs asin=”4758101876″ locale=”JP” title=”原理からよくわかるリアルタイムPCR完全実験ガイド (実験医学別冊 最強のステップUPシリーズ)”][amazonjs asin=”4758101787″ locale=”JP” title=”目的別で選べるPCR実験プロトコール―失敗しないための実験操作と条件設定のコツ (実験医学別冊)”][amazonjs asin=”4150502900″ locale=”JP” title=”マリス博士の奇想天外な人生 (ハヤカワ文庫 NF)”]

外部リンク

Avatar photo

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. 徹底比較 特許と論文の違い ~明細書、審査編~
  2. 指向性進化法 Directed Evolution
  3. ビオチン標識 biotin label
  4. 重医薬品(重水素化医薬品、heavy drug)
  5. 多重薬理 Polypharmacology
  6. 多成分連結反応 Multicomponent Reaction…
  7. 水晶振動子マイクロバランス(QCM)とは~表面分析・生化学研究の…
  8. クライン・プレログ表記法 Klyne-Prelog Nomenc…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 第16回ケムステVシンポ「マテリアルズインフォマティクス?なにそれおいしいの?」を開催します!
  2. 旭化成の今期、営業利益15%増の1250億円に
  3. アトムエコノミー Atom Economy
  4. ゴールドバーグ アミノ化反応 Goldberg Amination
  5. 「フラストレイティド・ルイスペアが拓く革新的変換」ミュンスター大学・Erker研より
  6. 市販の新解熱鎮痛薬「ロキソニン」って?
  7. 第85回―「オープン・サイエンス潮流の推進」Cameron Neylon教授
  8. 2025年ノーベル化学賞ケムステ予想当選者発表!
  9. サクセナ・エヴァンス還元 Saksena-Evans Reduction
  10. モリブデン触媒

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2007年10月
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

注目情報

最新記事

アンモニウム構造によりラジカル種の発生位置を完全に制御!

第710回のスポットライトリサーチは、関西学院大学理工学研究科 村上研究室の榊原 陽太(さかきばら …

化学つれづれ草【ある研究者の回想】

概要物理化学者で量子機能材料を専門とする著者によるエッセイ集.化学者としての研究,教育,人生…

第60回有機反応若手の会

開催概要有機反応若手の会は、有機化学分野で研究を行う全国の大学院生を中心とした若手研究者が集い、…

ノーベル賞受賞者と語り合う5日間!「第18回HOPEミーティング」参加者募集!

申し込みはこちら概要主催:独立行政法人 日本学術振興会(JSPS)開催地:神奈川…

光触媒による高効率なCO2還元の実現―まさかの光を弱く当てることが重要だった―

第709回のスポットライトリサーチは、東京科学大学 理学院(前田研究室)博士後期課程2年の仲田竜一 …

「π-πスタッキング」という言葉が生む誤解【芳香環の相互作用を見直す: 前編】

芳香環が平行に並んで近接しているとき、その構造を「π–π スタッキング」と表されることがよくあります…

一重項酸素によるC(sp2)−P結合切断を用いた長波長光によるリン化合物のアンケージング

第 708 回のスポットライトリサーチは、同志社女子大学 薬学部 医療薬学科 5…

マテリアルズ・インフォマティクスにおける画像解析の活用ガイド

開催概要材料開発において、電子顕微鏡やX線トモグラフィーを用いて材料の微細構造を観察するために画…

世界初のPROTAC医薬、ついに承認 ―「タンパク質を阻害する」から「分解する」時代へ

2026年5月、創薬化学の歴史に残る大きな出来事が起きました。米国 FDA は、…

有機蛍光とは異なる新しい有機りん光の分子設計指針の発見

第707回のスポットライトリサーチは、電気通信大学 情報理工学研究科(牧昌次郎研究室)の林希久也 助…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP