ＤＮＡの量を測る－こんなこともできる“リアルタイム－ＰＣＲ法”
北海道立衛生研究所生物科学部遺伝子工学科　鈴木 智宏

ＤＮＡを増やす方法（ＰＣＲ法）
　１９８５年、ケリー・マリスによって鋳型となるＤＮＡと必要な試薬を混ぜて装置にかけるだけで、文書・書類などをコピー機で何枚も複写するように、ある 特定のＤＮＡ領域を短時間に増やす（増幅する）ことができる手法が発表されました。いわゆるＤＮＡポリメラーゼ連鎖反応増幅法（ＰＣＲ法）です。彼は、 ＰＣＲ法の開発による功績で１９９３年にノーベル賞を受賞しています。
　このＰＣＲ法は、今では感染症の検査や農水産物などの品種識別をはじめとして、親子鑑定や犯罪捜査における犯人の特定（ＤＮＡ鑑定）にも使われています。
　 ＰＣＲ法は、わずか１分子のＤＮＡから目的のＤＮＡ断片を百万倍にも増幅する方法です。ですから、ごくごくわずかなＤＮＡの汚染が誤った結果をもたらして しまう場合もありますので、細心の注意をはらって操作を行わなければなりません。この点を考慮にいれてもＰＣＲ法を用いた検査には余りある利点がありま す。なにせ、わずかな時間で大量に増えたＤＮＡをその大きさによって分離、染色するだけで、容易に肉眼で見えて、ごくわずかな量のＤＮＡで診断をくだせる のですから画期的なものです。

ＤＮＡの量を測る方法（リアルタイム－ＰＣＲ法）
　最近、ＰＣＲ法をさらに進化させた手法が汎用されるようになりました。リアルタイム－ＰＣＲ法と呼ばれている方法です。ＰＣＲ法は、目的のＤＮＡを増や したり、その有無を判定するために用いられるのに対して、リアルタイム－ＰＣＲ法は、ＤＮＡの量を測定することができます。ＰＣＲ法が考案されてから２０ 年余りで、ＤＮＡ研究者の夢の領域であったＤＮＡの量を測る方法が考案され、しかも実用化されているのです。少し紙面をさいてリアルタイム－ＰＣＲ法の原 理を簡単に説明しましょう。ある特定の光を当てると蛍光を発生する化学物質（蛍光色素）を付けたプローブ（目的とするＤＮＡとだけ特異的に結合できる小さ なＤＮＡ断片）をＰＣＲ反応試薬に混ぜて反応を行います。そして、特別な光を当てながら反応を進めます。そのとき、発生する蛍光をリアルタイムで測定しま す。蛍光はＰＣＲ反応の進行とともに増加していきます。蛍光がある一定の強さに到達するまでのＰＣＲ反応の繰り返し回数を、比較することによりＤＮＡの量 を求めることができるのです。では、本題の「ＤＮＡの量を測る―こんなこともできる リアルタイム－ＰＣＲ法」について話を進めましょう。

リアルタイム－ＰＣＲ法の光と（影）
　記憶にも新しい、平成１９年６月由々しき事件が道内で発覚しました。牛挽肉偽装表示事件です。これは鶏肉や豚肉を意図的に混入させた製品を牛挽肉と偽って出荷していた事件で、消費者の食に対する安心、信頼を揺るがし、全国に大きな衝撃を与えました。
　 ところで、意図的混入はどのようにして見つけるのでしょう。ＰＣＲ法を用いれば問題は解決？　そう簡単にはいきません。ちょっとした汚染でもＤＮＡを検出 できることは冒頭に述べました。洗浄が十分でない調理器具を使いまわしたためにＤＮＡが検出されてしまったということはあることです。そこで登場するのが ＤＮＡの量を測るという検査方法です。牛肉１００％の製品には牛のＤＮＡが１００％のはずです。そこに、鶏や豚のＤＮＡが１０％、３０％測定されたのなら ば、それはもはや牛肉１００％の製品ではありません。製品製造の過程での調理器具の不十分な洗浄などによる汚染では１０％や３０％の混入割合はありえませ ん。意図的に混入させたと考えるのが妥当です。
　このように、リアルタイム－ＰＣＲ法では特定のＤＮＡがどの程度の量、含まれているのかを正確に 測定できますので、偽って意図的に他の種類の食肉を混入させたのか、あるいは製品製造の過程で誤って混入してしまったのかを判定することが可能となるので す。現在、リアルタイム－ＰＣＲ法は、ＤＮＡの量を知るための手段としてさまざまな分野で活用されています。生体細胞や組織の中でどのような遺伝子がどの 程度の量、発現変動しているのかを測ることができるために、病気などにかかってからだの中である特定の遺伝子の量が増える場合には、その遺伝子の量を測る ことによって病気の診断が可能になりますし、病気に対する薬の効果なども調べることができます。また、細菌やウイルスなどに感染した場合には、感染部位な どにおける細菌やウイルス特有のＤＮＡの量を測ることにより、その病原体の量が分かり、どの程度病原体に冒されているのか感染の状況を知ることができま す。
　従来のＰＣＲ法に比べて、リアルタイム－ＰＣＲ法は特異的プローブを用いているので、目的のＤＮＡを正確に測定できることから、ＤＮＡ検査 の万能なツールであるといいたいところです。しかし、さすがのリアルタイム－ＰＣＲ法といえどもまだ改善の余地があります。測定の対象はＤＮＡです。 ＤＮＡは高温で長時間処理されたり、高い圧力で加熱されたりした場合には分解してしまい量が著しく減少してしまいます。高温、高圧で調理された加工食品の ＤＮＡ検査を正確に実施できるようにするのが、リアルタイム－ＰＣＲ法の今後の課題です。
　現在、当所遺伝子工学科では、遺伝子組換え食品に組換 えＤＮＡがどの程度の割合で含まれているのかリアルタイム－ＰＣＲ法を用いた検査を実施しています。さらに油で揚げた食肉を含む加工食品について、どのよ うな種類の肉が、どの程度の量含まれているのかを正確に定量できるリアルタイム－ＰＣＲ検査法の開発を検討しています。

■プロフィール：すずき ともひろ。群馬大学大学院工学研究科博士後期課程中退。１９９４年から北海道立衛生研究所に勤務。飲料水衛生科を経て、２００２年より現職。博士（工学）。
　　

この記事は、2009年3月18日に「しゃりばり」ウェブページに掲載されたものです。