6月1日、6月8日の2日間にわたり、
高等科3年･選択生物の授業（担当：鍋山 航 教諭）を取材しました。
この授業では、1年間を通して
大学の生命科学の分野に直結するような実験を行っています。

今回は、「PCR実験（ポリメラーゼ連鎖反応）」を行いました。

（写真）高等科の生物実験室にて

この実験では、頬の口腔上皮細胞からDNAを抽出し、
DNAポリメラーゼ（合成酵素）を用いてDNAの複製を行います。

DNAは本来、量がとても少ないため肉眼で見ることはできませんが、
PCR反応にかけることで膨大な量に複製することができます。
膨大に増やしたDNAを観察してPCR反応の原理を学びます。

■1日目■
実験は、空気中の小さな埃などが入らないよう、
マスクと手袋を着用して行いました。



（写真）口腔上皮細胞から抽出したDNAにキレート剤を加える

キレート剤を加えることで、DNAの分解を防ぎます。

（写真）キレート剤を加えたDNAサンプルをボルテックスミキサーで懸濁する　

その後加熱し、DNA分解酵素のはたらきを止め、
細胞を破砕してDNAを抽出します。

そして約3時間、温度変化を伴いながらDNAを複製させる「サーマルサイクラー」
という装置にかけて、95℃→60℃→72という温度変化サイクルを40サイクル行います。
これによりDNAを2の40乗という膨大な量に増やしていきます。

（写真）サーマルサイクラー


（写真）サーマルサイクラーに、サンプルをセットする

■2日目■
PCR反応を終えた生徒たちのサンプルを
アガロースゲル（寒天）電気泳動にかけ、透明なゲルを視覚化しやすいように染色します。

（写真）電気泳動装置のアガロースゲル（寒天）に、増やしたDNAを注入する

電気泳動後、実験の結果を観察しました。

（写真）流水でゆっくりとゲル染色液を洗い落とし、結果を観察する

（写真）アガロースゲル電気泳動の結果［1日目］

（写真）アガロースゲル電気泳動の結果［2日日］

今回、第16番染色体にある、PV92と呼ばれる領域の
「Alu配列」という、特徴的な配列の有無について調べました。
Alu配列は、霊長類に特異的な反復配列で、
ヒトゲノム（人間の遺伝子情報）の約10%を占めます。

個人によって、Alu配列を2つ持つ人「++」（ホモザイゴス）、
Alu配列を１つだけ持つ人「+－」（ヘテロザイゴス）、
Alu配列を持たない人「－－」に分けられます。

実験の結果、
［月曜日］
14人中8人が「++」、2人が「+－」
［水曜日］
6名中4名が「++」、1名が「+－」、1名が「－－」であることがわかりました。

このAlu配列の本機能や生物学的な意義は明らかになっていませんが、
ゲノム解析技術の進歩に伴い、その解明が日々進められています。

高等科の選択生物では、このように最先端の研究に触れながら、
より高いレベルでの学びを深めています。

次回は、「pLGOバクテリア遺伝子組換実験」の授業風景をお届けします。

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