生物工学科の２，３年生が大腸菌の遺伝子組換え実験を行いました。
2023年1月23日 12時05分生物工学科の２，３年生が大腸菌の遺伝子組換え実験を行いました。２年生はBIO-RADさんの「pGLOバクテリア遺伝子組み換えキット」を使用し、３年生は島津理化さんの「遺伝子組換え実験キットStandard Version」を使用しました。とても安全性の高い実験で、使用された大腸菌は病原性がありません。実験室の窓を閉め切り、実験後は組換え体や使用した器具をすべて高圧蒸気滅菌し、手指などのアルコール消毒を徹底しました。
大腸菌の形質転換には、小さな環状DNAのプラスミドをベクターとして使用します。大腸菌の細胞膜の中に挿入することで他の生物由来の遺伝子（タンパク質の設計図）を発現させます。今回は、視覚的にわかりやすいオワンクラゲ由来のGFP（緑色蛍光タンパク質）の遺伝子を導入します。
このベクターには、組換え体を簡単に判別するために、アンピシリンという抗生物質を分解する「β‐ラクタマーゼ」の遺伝子が含まれます。ベクターを取り込んだ組換え体のみアンピシリン耐性を獲得し、アンピシリン入りの培地で増殖できます。
この遺伝子組換え技術は、例えば医薬品のインシュリンなども作ることができるそうです。今回の実験では、無色透明のインシュリンを合成しても、大腸菌コロニーの見た目に全く違いがないため、実験結果の違いがはっきりしてインパクトがあるGFPの遺伝子は最適です。（ちなみに原核細胞生物の大腸菌に、オワンクラゲの遺伝子をそのまま挿入しても、真核細胞生物の遺伝子にはイントロンとエクソンの配列があるため機能しません。そのため、オワンクラゲのGFP遺伝子から転写されたｍRNAを逆転写酵素でｃDNA（エクソン配列のみのDNA）にしたものが使用されています。）
今回の実験キットでは、遺伝子の発現調節機構も学べる優れもので２年生は「アラビノースオペロン」、３年生は「LacZオペロン」による遺伝子のスイッチON、OFFについても観察することができました。
単細胞生物は細胞内で無駄なタンパク質を合成することは、死活問題になるため、不必要な時は遺伝子の発現がストップするように調律されています。前者では糖である「アラビノース」が存在するときだけ、この糖を分解するための分解酵素が作られ、後者では糖である「ラクトース」が存在するときだけ、分解酵素が作られます。
今回導入したベクターのプラスミドは、この分解酵素を作る遺伝子を制限酵素（ハサミ）で切り取って、GFP遺伝子に取り換えています。ファミコンのカセットみたいです。３年生の実験では、「ブルー・ホワイトセレクション」といって、プラスミドの遺伝子のカセットを挿し込む位置に目的の遺伝子が挿入できたか確認する仕組みを疑似的に観察することができました。２年生の実験では、追加実験として、アラビノースのない培地で培養した組換え大腸菌に、あとからアラビノースを加えて遺伝子を発現させ、GFPが合成されたことを確認することができました。