【探究の熊西】【自然科学部】遺伝子解析実習in日本薬科大学

8月上旬、県内6校より24名の生徒が集まり、6班に分かれて実習を行いました。熊西からは1，2年6名が参加しました。

今回の実習では、気道粘膜組織を用い、病原体のセンサー分子として知られるToll 様受容体（ TLR Toll Like Receptor ）の遺伝子発現をPCR法、アガロースゲル電気泳動法を用いて確認しました。

実習中に待ち時間があり、その時間を使って実習内容にかかわる講義も行われ、充実した1日となりました。特に1年生にとっては未学習の内容であったため、講義によって理解が深まったと思います。また、各班にTAがつき、実習をスムーズに行うことができました。

①気道粘膜組織からDNA（total RNA）の抽出

本物のサンプルを使用する前に、マイクロピペットの操作法を確認しました。

確認後、ヒト由来の培養気道上皮細胞から、核酸のひとつであるRNAを効率よく抽出・精製する手法や定量方法を学び、実際にtotal RNA抽出を抽出しました。実習過程から、RNAとDNAの共通点と相違点、核酸の性質について理解を深めました。

②PCR法を用いて目的領域の増幅

RNAサンプルをPCRで増幅する前に、きちんとRNAが抽出できたかどうか、total RNA濃度を分光光度計で測り、RNAの存在を可視化し、検出しました。同時に、ヒトの細胞や体液中に豊富に存在するRNase (リボヌクレアーゼ)について、total RNAへの影響を検証しました。

確認後、RT-PCR法によりウイルス応答遺伝子（TLR）の発現解析を行いました。

↓分光光度計でRNA濃度が十分かどうか確認します。

↓サーマルサイクラー

③電気泳動法にてバンドの確認

最後に、PCR産物をアガロース電気泳動法により分子量の大きさに応じて分離し、可視化することで定性・定量を行いました。

今回の実習では、特にウイルスと細菌の認識受容体であるTLR3とTLR4の２つの遺伝子について、気道上皮細胞での発現を確認しました。さらに、気道上皮細胞へウイルスや細菌感染がおこった状況を培養環境中で再現したサンプルを用いて、それらの影響を確認しました。

↓アガロースゲルのウェルにサンプルを入れていきます。

↓最後に、ブラックライトを当ててバンドを確認しました。

遺伝子解析では高校生の研究活動でも一般的に扱うようになったバイオテクノロジー。その基本的な操作、および、天然物からDNA（RNA）を抽出し、濃度を測り、PCR法でDNAを増幅し、電気泳動法でバンドを確認する。その流れを経験することができました。薬学部では3年で行う実習とのことでした。生徒が丁寧に操作する姿が印象的でした。