PCR技術の進歩 後編

PCRとは イメージ 学生
PCRとは イメージ 学生 会話
PCRとは ロシュスタッフ 説明
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逆転写反応(reverse transcription, RT)

RNAからDNAを合成する方法です。 一部のウイルスは、DNAを持たず遺伝情報としてRNA*を持っています。こうしたウイルスをRNAウイルスといい、そのほとんどが1本の鎖のような構造をしたRNAを持っています。

RNAに対して、DNAを増幅するPCR法をそのまま適用することはできませんが、RNAからDNAを作り出すことができる酵素(逆転写酵素)を用いることで、通常のPCR法を適用できるようになります。このように、逆転写酵素を使用してRNAからDNAを作り出し、PCR法を実施する手法のことをRT-PCRといいます。

PCR 逆転写反応(reverse transcription, RT) - イメージ


*RNAとは

リボ核酸(ribonucleic acid)といい、DNAと同じ核酸の種類です。糖、リン酸、塩基から構成され、遺伝に重要な役割を持っています。DNAとの違いは、糖の種類がリボースであること、塩基としてチミン(T)の代わりにウラシル (U) を持っていること、1本鎖であることです。

 

【RNAとDNA】

PCR RNSとDNAの違い - イメージ

 

逆転写リアルタイムPCR

逆転写反応とPCRという二つの技術を組み合わせることで、RNAからもPCRが可能となっています。
RNAウイルスを高感度に測定する必要がある場合や、体内のmRNA(メッセンジャーRNA)と言われる転写産物を解析する場合など、RNAをリアルタイムPCRで測定するために用いられています。


一つの反応液の中に逆転写酵素とDNA合成酵素を入れる方法の他にTth DNAポリメラーゼのように一つの酵素で逆転写とDNA合成の両方ができる機能を持った酵素も使われます。

 

PCRとは イメージ 学生 会話
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PCRとは ロシュスタッフ 説明
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PCRは難しい?時間もかかる?

臨床検査のためのPCRを行うときには専用の分析装置と試薬と呼ばれる検査薬を使います。PCRを行う臨床検査技師の方々は、そのような装置や試薬に関する知識と、微量のDNAを取り扱う技術が要求されます。また、検査機器・試薬メーカーもよりシンプルな操作でより精度の高い結果が出せる製品の開発に日夜努力しています。

 

研究目的や比較的小規模の検査の場合

 

比較的小型のPCR用分析装置を用いて実験や検査が行われます。

事前準備として、検体から核酸(DNAなど)を抽出します。これも機器を使って行うことができます。抽出後、PCR機器でDNAを増幅させて分析します。分析時間は、約1時間で一回当たり最大96テスト分の検査ができます。

 


比較的大規模な検査を行う場合

 

核酸抽出から増幅まで、全自動で行う大型の分析装置も登場しています。検査センターと言う、さまざまな検査を引き受けている施設や、大病院の検査室などで使われています。分析装置によっては、検体を導入してから約3.5時間で結果を出すことができ、8時間連続的に稼働した場合数百のテストを行うことができます。

 


迅速なPCR検査を行う場合

 

非常にシンプルな操作で、核酸抽出から増幅まで全自動で30分以内に測定可能な超小型のPCR検査装置も登場しています。夜間救急外来など迅速な結果が求められる場所で活躍しています。

PCRとは イメージ 学生 会話
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新型コロナウイルス感染症とPCR

2019年12月に中国武漢市で初の感染者が報告され、後に世界的なパンデミックを引き起こした新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)は、遺伝情報としてRNAを持っているウイルスです。そのため、新型コロナウイルスのPCR検査では、鼻咽頭ぬぐい液や唾液などの検体採取後に、主に逆転写リアルタイムPCR法を用いて新型コロナウイルスの遺伝子が含まれているかを調べます。

新型コロナウィルス感染症とPCR - イメージ

 

 

「PCR検査」という言い方、よく聞くけれど…

新型コロナウイルス感染症によって、「PCR検査」という呼び方が定着しましたが、実はこの言い方は正確ではありません。すでに述べたように、PCRとは検査の方法を指す言葉で、調べる対象はDNA(遺伝子)です。つまり、正しい言い方は「PCR法を用いた遺伝子検査」となります。普段会話するときは、あまり気にしすぎる必要はありませんが、ぜひ知っておいてください。

 

 

抗原検査と抗体検査との違い

抗原検査と抗体検査との違い- イメージ

 

ウイルスや細菌などによる感染症の原因を特定する方法として、PCR法を用いた遺伝子検査のほか、抗原検査や抗体検査が行われる場合があります。新型コロナウイルス感染症の検査でも、PCRだけでなく、抗原検査や抗体検査も行われています。

それぞれどのような検査で特徴があるのか、詳しい情報はこちらをご覧ください。

今こそ知りたい新型コロナ検査