Question 1

DNAが遺伝物質であることを立証した重要な発見は何でしたか？

Accepted Answer

フレデリック・グリフィスの1928年の細菌に関する実験は、変形原理を示唆しました。オズワルド・エイバリー、コリン・マクロード、そしてマクリントック・マッカーティは1944年にDNAが変形の原因であることを特定しました。アルフレッド・ハーシーとマーサ・チェイスは1952年に、放射性標識されたバクテリオファージを用いて、タンパク質ではなくウイルスDNAが細菌感染時に遺伝情報を伝達することを確認しました。

Question 2

制限酵素とDNAリガーゼは遺伝子工学においてどのように協力して働くのでしょうか？

Accepted Answer

制限酵素はDNAを特定の配列で切断し、断片に分割します。その後、DNAリガーゼはこれらの断片を望ましい順序で結合させ、新しいプラスミドを作り出します。この制限酵素ベースのクローニング法は、リコンバイニアリングと遺伝子ターゲティングのような新しい技術が登場する以前、遺伝子構造を生成するための基礎となりました。

Question 3

DNAを細胞に導入する主な方法は何ですか？

Accepted Answer

変換とトランスフェクションでは、裸のDNAの取り込みのために細胞膜の透過性を高めるためにカルシウムのような二価カチオンを使用します。電気穿孔は同じ目的で電場を適用します。リピッドナノ粒子はDNAを包み込み、膜と融合しますが、転導はレンチウイルスのようなウイルスベクターを使用して遺伝物質を細胞内に運びます。

Question 4

同源組換えとゲノム編集は、遺伝子をターゲットにする点でどのように異なりますか？

Accepted Answer

同源組換えによって、DNA配列を一致させることで特定のゲノム部位への統合が可能となり、正確な遺伝子ターゲティングを可能にします。ゲノム編集では、カスタム設計されたヌクレアーゼを使用して特定の遺伝子座で二本鎖切断を生成し、ターゲティング効率を大幅に向上させています。両方の技術は、ランダムなDNA統合と比較してオフターゲット効果を最小限に抑えます。

Question 5

ノックアウトマウスとトランスジェニックマウスの違いは何ですか？

Accepted Answer

トランスジェニックマウスにはSV40ウイルスDNAのような外来遺伝子が挿入されており、これらの遺伝子を子孫に伝えることができます。ノックアウトマウスは、ホモログス組換えによって特定の遺伝子を機能不全にします。Rudolf Jaenischは1973年に最初のトランスジェニックマウスを作成し、Mario CapecchiとOliver Smithiesは1989年に最初のノックアウトマウスを生み出しました。

Question 6

遺伝子治療を使用して遺伝子工学はどのようにがんの治療に適用されますか？

Accepted Answer

研究者は、アデノウイルスベクターを使用して表面受容体を過剰発現するがん細胞をターゲットにします。膀胱がんモデルでは、がん細胞にベクターを局所的に送達することで、遺伝子転移を成功させることができます。ルシフェラーゼリポーター遺伝子は、送達の成功を確認し、遺伝子治療が特定のがん細胞集団を治療的介入のために標的にできることを実証しています。

Question 7

複雑な農業問題に遺伝子工学を適用する際にどのような課題が残っていますか？

Accepted Answer

除草剤耐性のような単純な特性は達成可能ですが、ストレス耐性のような複雑な問題には複数の経路を同時に修正する必要があります。遺伝子構造を標的細胞に安全かつ効率的に届けることは依然として課題です。さらに、オフターゲット効果を最小限に抑え、修正の長期的安定性を確保することは、成功した農業応用にとって重要な考慮事項です。

遺伝子工学の概要 - 評価クイズ