遺伝子DNAから見た多様性と共通性が理解できる実験開発と展開

1.研究目的:新学習指導要領の生物学のテーマが「共通性と多様性」となったので、既に開発した自作照明装置を用い、遺伝子から生命現象を理解できるよう、DNAから見た共通性と多様性がわかる教材の開発を目指した。2.研究方法:(1)DNA解析の基礎的技術の改良すでに開発した青色LEDトランスイルミネーターに改良を加えることでDNAの検出感度が高まるよう検討した。また、安全性の高いDNA解析試薬についても可能性を検討した。(2)DNAから見た多様性と共通性の実験ヒトとゼブラフィッシュのβ-アクチンのDNAをPCRで増幅後、電気泳動にて解析した。DNAの観察は安全性の高い試薬と(1)の自作装置、デジタルカメラ等による写真撮影で行った。さらに、ヒトのβ-アクチンのDNAの長さがデータベースからの予想とは異なる位置で検出されたことから、シークエンス行いその配列を検証した。3.研究成果:(1)青色LEDトランスイルミネーターによるDNAの検出感度は遮蔽版(オレンジ色のアクリル板)の厚さを2mmから3mmへ、さらによりオレンジが濃い色のアクリル板を使用することでコストは安価に抑えつつ市販の機器と同等の感度まで高めることができた。また、DNA解析試薬としてサイバーグリーンに加え、ゲルグリーンも有効であることが判明した。(2)PCRは両者の生物で共通の配列部分から作製したプライマーを用い、両者のDNAが増幅されたことでDNAの共通性を、一方電気泳動により検出されるDNA長が異なることでDNAの多様性を示した。しかし、ヒトのアクチンのDNAはα及びγアクチンに加え偽遺伝子の存在も多く配列が非常に類似しているため、ヒトでは複数のDNAが検出されてしまうことがわかった。また、シークエンスの結果からはβ-アクチンではなく偽遺伝子であることも判明した。今後はヒト以外の生物で検証を発展させていきたい。

1.研究目的:新学習指導要領の生物学のテーマが「共通性と多様性」となったので、既に開発した自作照明装置を用い、遺伝子から生命現象を理解できるよう、DNAから見た共通性と多様性がわかる教材の開発を目指した。2.研究方法:(1)DNA解析の基礎的技術の改良すでに開発した青色LEDトランスイルミネーターに改良を加えることでDNAの検出感度が高まるよう検討した。また、安全性の高いDNA解析試薬についても可能性を検討した。(2)DNAから見た多様性と共通性の実験ヒトとゼブラフィッシュのβ-アクチンのDNAをPCRで増幅後、電気泳動にて解析した。DNAの観察は安全性の高い試薬と(1)の自作装置、デジタルカメラ等による写真撮影で行った。さらに、ヒトのβ-アクチンのDNAの長さがデータベースからの予想とは異なる位置で検出されたことから、シークエンス行いその配列を検証した。3.研究成果:(1)青色LEDトランスイルミネーターによるDNAの検出感度は遮蔽版(オレンジ色のアクリル板)の厚さを2mmから3mmへ、さらによりオレンジが濃い色のアクリル板を使用することでコストは安価に抑えつつ市販の機器と同等の感度まで高めることができた。また、DNA解析試薬としてサイバーグリーンに加え、ゲルグリーンも有効であることが判明した。(2)PCRは両者の生物で共通の配列部分から作製したプライマーを用い、両者のDNAが増幅されたことでDNAの共通性を、一方電気泳動により検出されるDNA長が異なることでDNAの多様性を示した。しかし、ヒトのアクチンのDNAはα及びγアクチンに加え偽遺伝子の存在も多く配列が非常に類似しているため、ヒトでは複数のDNAが検出されてしまうことがわかった。また、シークエンスの結果からはβ-アクチンではなく偽遺伝子であることも判明した。今後はヒト以外の生物で検証を発展させていきたい。