高速・高純度サンプルの回収を行う装置（核酸、タンパク質）（１／５）

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◆特集◆　高速・高純度サンプルの回収を行う装置（核酸、タンパク質）（１／５）

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  ○核酸（DNA・RNA）を回収する装置
      ・遠心分離・アルコール沈殿タイプ
      ・フィルター濾過タイプ
      ・磁性ビーズ吸着タイプ
  ○タンパク質を回収する装置
  ○試薬
  ○関連受託サービス

核酸（DNA・RNA）を回収する装置

核酸（DNA・RNA）は、生体内において遺伝情報の複製・保存・発現という重要な役割を果たす分子であり、その機能解明は生命活動を理解する上での最も基礎的な知見を得るために必要です。

核酸はその生体内での役割上、RNAをのぞき非常に丈夫な分子であり、１細胞における量も一定です。そのため、他の物質（タンパク質・糖質・脂質など）よりも区別することが容易で、強力な化学試薬に対する耐性を生かした分離法がよく用いられています。

分子生物学の黎明期から確立されてきた数多くの核酸の分離法の内、自動化システムに良く用いられているのがアルカリやSDSなどの界面活性剤を用いたタンパク質の変性法というものです。（図１）

細胞懸濁液にアルカリと界面活性剤からなるバッファーを添加し、細胞膜・核膜などの膜成分を分解して細胞を破壊します。細胞中のタンパク質・脂質はこれらの成分により変性し、可溶化成分となります。次にバッファーのpHを中和させ、タンパク質を不溶化させるためのバッファーを添加し、タンパク質と核酸成分とを分離させます。核酸はアルカリ処理によってその高次構造が破壊されますが、その高い相補性により後の処理によって本来の形状に戻ります。

アルコールを用いた核酸の析出とそれを遠心分離する方法の開発は意外に古く、DNA・RNAの本来の機能が解明されていない時期に登場しました。その後、DNA・RNAの分子構造や機能の解明とともにいくらかの改良を経て現在に至りますが、基本的な方法論は既に確立されています。

本法ではまず組織・細胞を高濃度の酵素・アルカリ試薬・界面活性剤で処理し、核酸とともに各種膜成分やタンパク質を溶解させます。この時、核酸もこれらの試薬によって高次構造が破壊されますが、核酸には相補性があるためここでは問題になりません。

次に、この溶液に対してアルカリを中和させるよう酸とナトリウム塩を加えます。溶液は中性に戻りますが、アルカリによって高次構造が破壊されたタンパク質は元に戻らず、また高濃度の塩によって不溶化して沈殿になります。

ここから、核酸を抽出する方法別に各種方法が異なり、どの方法を用いるかで自動化システムにも特徴が現れます。今回はその後の精製法に注目し、自動化システムに用いられている方法別に大きく３つに分けて紹介していきたいと思います。

・遠心分離・アルコール沈殿タイプ
・フィルター濾過タイプ
・磁性ビーズ吸着タイプ

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