ゆうちゃんの誕生会と、PCRの原理

　今日は夜勤です。ゆうちゃんの少し早めの誕生会がありました!　お寿司とケーキ!

皆さん美味しく頂きました。

　新型コロナウイルスが、大変なことになっています。聞かない日がないくらいにPCR検査という言葉を耳にします。

　そう言えば、以前読ませて頂いた、福岡伸一先生の本に出ていたと思い出しました。本当は昨日アップしようと思っていましたが、エイブリーを先に出させて頂きました。数年前の本で、ここまで分かっていても、新しいウィルスが出て来ても、直ぐに対処出来ないのが不思議です。ウィルスは生物でも無生物でもないのでしょうか?

　鉱物に近いって書いてましたね。早く終息して欲しいですね。

第4章　ジャッカルのパズル

PCRの原理

　PCRの原理の原理は実にシンプルである。

　まず、複製したいDNAが入ったチューブを短時間100℃近くにまで加熱する。すると、AとT、CとGを対合させていた結合が切れて、DNAはセンス鎖とアンチセンス鎖に分かれる（加熱しただけではDNAの鎖自体は切れない）。このあとチューブは一気に50℃程度に冷やされる。そこからまた72℃まで加熱される。

　チューブの中には、ポリメラーゼと呼ばれる酵素とプライマー（短い合成一本鎖DNA)、そして十分な量のA,T,C,G四文字のスクレオチドがあらかじめ入れられている。ポリメラーゼは、センス鎖の一端に取りつき、プライマーの助けを借りて、センス鎖を鋳型にして、対合するDNA鎖を四つの文字でつむいでいく。同じことがアンチセンス鎖でも起こる。つまりアンチセンス鎖を鋳型に、新しいDNA鎖がポリメラーゼによって合成されていく。

　合成反応は一分程度で終わる。これが完了するとDNAは二倍に増える。ここでチューブは再び、100℃に加熱される。すると、DNAはそれぞれセンス鎖とアンセンス鎖に分かれる。温度が下げられて、ポリメラーゼによる合成反応が行われる。DNAは四倍になる。まったく同じサイクルが繰り返される。一サイクルはほんの数分である。もとのDNAは十サイクル後には2の10乗つまり二十四倍に増え、ニ十サイクル後には、百万倍、ニ十サイクル後には、なんと十億倍を突破する。この間、わずか二時間足らず。

 PCRマシンは、その実、温度を上げたり下げたりするだけの装置にしかすぎない。しかしそのとき、チューブの中でDNAは連鎖反応的に増幅を繰り返すのである。

　100℃に加熱しても、酵素がその活性を失わないように、ここで使われるポリメラーゼは、海底火山近くの土壌から採取された好熱細菌から抽出したものである。100℃に晒されても変質しない。反応の最適温度は72℃。この酵素はPCRの普及に大いに貢献したが、PCRのミソはそこにあるのではない。PCRのミソは単にDNAを複製するだけでなく、ごちゃまぜのDNAの中から、特定の一部だけを抜き出して増幅することを可能としたことにある。