中学・高校における遺伝子組換え実験のカリキュラム立案と指導体制の確立に関する研究

初高中基因改造实验课程规划与指导体系建立研究

基本信息

批准号：
14022223
负责人：
鈴木徹
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14022223/
关键词：
遺伝子組換え教育学 GFP バイオテクノロジー理科教育

项目摘要

本年初頭の省庁合併によってこれまで文部省と科技庁で別個に定めていた遺伝子組換え実験の安全指針を統合する作業が進められており、近く発表される。この中で、上に記したような安全性の確立した実験について中学高校において実施することが認可される運びである。これまで中学・高校においては、こういった取り組みが全く行われてこなかったため、カリキュラムや全ての面で、準備状況は不十分である。我々の研究グループは、数年前からこういった状況が来ることを予測し、カリキュラムの作成と高校生に対する講習会を開くことによる、カリキュラムの実効性の検証を行っている。本研究プロジェクトは、こういった試みをさらに発展させ、生物科の高校教師に対するトレーニングコースを行う中で、細胞、遺伝子、タンパク質を子供たちに解りやすく提示し、理解を深める教育を行う方法ついてのモデルの作成をおこなうことを目的とした。大腸菌にクラゲの緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子プラスミドを導入する形質転換実験と、PCR法を用いた遺伝子診断法の開発を行った。PCR法は、高熱菌のDNAポリメラーゼを用い、短時間に特定の遺伝子を数10億倍に増幅する方法であり、生物学、医学、環境科学、犯罪捜査などの様々な分野で応用されている。本実験では、PCR法をアルコールの代謝能を決定する酵素アルデヒドデヒドロゲナーゼ2(ALDH2)の検出に応用した。この遺伝子上に一塩基の違いが酵素の活性を決定しており、野生型(W/W)に対しヘテロ変異型(W/M)は8%、ホモ変異(M/M)は0%の活性を示す。この違いは、アルコールパッチテストにより容易に検出できる。この形質が、確かに一塩基の違いで決まることを実験者自身の細胞から取り出したDNAを用い実験的に確かめることができた。この実験は、一種の遺伝子診断である、このため実験に先立ち、本人と保護者に説明し十分に理解した上で承諾書を提出させた。これにより、インフォームドコンセントの意味、生命倫理のついての理解を深めることも目指した。

今年年初的合并导致了整合由教育部和科学技术机构分别建立的遗传修饰实验的安全指南，并将很快宣布。其中，上述安全性的实验被批准在初中和高中进行。到目前为止，在初中和高中尚未做出这样的努力，因此在课程和各个方面的准备工作不足。我们的研究小组多年来一直在预测这种情况，并通过为高中生创建课程并举办研讨会来验证课程的有效性。该研究项目的目的是进一步发展这些努力，并为教育儿童提供理解并加深他们的理解模型，同时为高中生物学教师开展培训课程。进行了转化实验，以从水母中引入绿色荧光蛋白（GFP）基因质粒到大肠杆菌，并使用PCR开发了一种遗传诊断方法。 PCR是一种在短时间内使用来自高温的DNA聚合酶在短时间内扩增特定基因的一种方法，并已应用于各种领域，包括生物学，医学，环境科学和刑事调查。在该实验中，将PCR应用于检测醛醛脱氢酶2（ALDH2）的检测，该酶2（ALDH2）决定了醇的代谢能力。该基因的单个碱基的差异决定了酶的活性，与野生型（w/w）相比，异源（w/m）为8％，同源（m/m）为0％。酒精贴片测试可以轻松检测到这种差异。通过使用从实验者自己的细胞中提取的DNA来确定该性状无疑取决于单个碱基的差异，可以通过实验确认这一特征。该实验是一种遗传诊断，因此在实验之前，患者和他的父母得到了解释，并在深入了解后同意了。这也旨在加深我们对知情同意和生物伦理学意义的理解。