1-5. 遺伝子工学に登場する真核生物
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真核生物は主に遺伝子機能の解析や生物改変などの目的で使われる
真核生物は増殖速度が遅いので、一部のものを除いてDNAの増幅や物質の大量生産には向いていない反面、つkるあれたタンパク質が機能を持ちやすいといった利点もある
1) 酵母
酵母(yeast)
単細胞真菌の総称で、遺伝子工学泥漿されるものは子嚢菌門に属し、真核生物における大腸菌のような位置を占める
比較的よく増殖し、遺伝学的解析や物質生産も可能
いくつかの異なる酵母があるので、用途に応じて使い分ける
出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)
5~10μmの楕円形をした代表的な酵母で、アルコール発酵して炭酸ガスを産生する
ビール酵母、パン酵母と同一
最も研究され理解されている真核生物で、真核生物の基本的生命機構を知るうえでの標準的生物とされる
2時間に1回の割合で出芽で増殖し、一倍体でも二倍体でも増える
1,200万塩基長のゲノムの中に約6,600個の遺伝子をもつ
分裂酵母(Schizosaccharomyces pombe)
二分裂で増える酵母
イントロン占有率が出芽酵母より高く、分裂機構は動物細胞に近い
細胞分裂の研究に使われる
ピキア酵母(Pichia pastoris)
増殖速度が早く、迅速で高いレベルでの遺伝子発現が特徴で、タンパク質生産に使用される
2) 培養動物細胞
細胞培養, 組織培養
多細胞生物の細胞をバラバラにしたものをシャーレやフラスコに入れ、培養液を加えて増殖させる方法
特定の組織に由来する細胞を均一な細胞集団として扱うことができる
0.5~数日で倍に増え、かつDNAを取り込ませることも可能
真核細胞に特徴的な形質な解析、細胞の特性に基づいた分化やがん化、細胞死といった現象の研究にも使え、個体での実験ができないヒトを対象にする操作も可能
使用される細胞は哺乳類(e.g. ヒト、マウス、サル)、鳥類(e.g. ニワトリ)、昆虫(e.g. ショウジョウバエ)などと多岐にわたる
永続的に培養できる細胞株は、がん化した細胞、あるいは特別な遺伝子操作をして不死化させた細胞
3) 多細胞動物個体
主な目的は遺伝子導入(トランスジェニック: transgenic)動物作製やノックアウト動物作製
前者は主に遺伝子の過剰発現、抑制性のRNAの発現、特定組織でのタンパク質の産生などが目的
マウス、センチュウ、キイロショウジョウバエ、カイコ、ゼブラフィッシュなどがよく使われる
4) 植物
植物は分化の全能性があり、どのような種類の細胞からでも個体を再生できるので、遺伝子導入した細胞をもとに、トランスジェニック植物が容易に作製できる
遺伝子組換え植物(遺伝子改変植物: GM(genetically modified)植物)もこれにあたる
シロイヌナズナ、イネ、トウモロコシ、トマトなどがよく使われる