大腸菌がなぜ遺伝子クローニングに使用されるのか

信じられないほどの可能性を持つ多彩な微生物

微生物エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)は、バイオテクノロジー産業において長い歴史を有しており、依然として大部分の遺伝子クローニング実験のために選択される微生物である。 ある特定の株(O157:H7)の感染性のために大腸菌が一般集団に知られているが、多能性があり有用な大腸菌が遺伝子研究にどのように関わっているかはほとんど知られていない。 大腸菌(E.coli)が広く使用され、依然として組換え DNAの一般的な宿主である理由はいくつかある。

  • 01遺伝的単純性

    細菌は、真核生物と比較して比較的小さなゲノムサイズのために、遺伝子研究のための有用なツールを作る。 大腸菌細胞は約4,400個の遺伝子しか有していないが、ヒトゲノムプロジェクトはヒトに約3万個の遺伝子が含まれていると判断している。 また、 大腸菌を含む細菌は、一倍体状態(不対染色体の単一セットを有する)でそれらの全生涯を生きる。 結果として、 タンパク質工学実験中に突然変異の影響を隠すための第2セットの染色体は存在しない。
  • 02成長率

    細菌は、典型的には、より複雑な生物よりもはるかに速く増殖する。 大腸菌(E.coli)は、典型的な増殖条件下で20分ごとに1世代の割合で急速に増殖する。 これにより、一晩中の対数期(中間から最大の密度)培養物の調製が可能になり、遺伝子実験の結果は数日、数ヶ月、または数年ではなく数時間で得られる。 より速い成長はまた、 発酵プロセスのスケールアップに培養液を使用した場合、より良い生産速度を意味します。

  • 03安全

    大腸菌は、宿主に栄養素(ビタミンKおよびB12)を提供するのを助けるヒトおよび動物の腸管において天然に見出される。 体内の他の部分に摂取したり侵襲したりすると、毒素を生成したり、感染のレベルが変化したりする可能性のある多くの異なる系統の大腸菌が存在します。 特に有毒な菌株(O157:H7)の評判が悪いにもかかわらず、 大腸菌(E.coli)は一般的に妥当な衛生状態で処理されれば比較的無害である。

  • 04大腸菌ゲノムはよく理解されている

    大腸菌ゲノムは、完全に配列決定された最初のものであった(1997年)。 結果として、 大腸菌は最も高度に研究された微生物である。 そのタンパク質発現機構の高度な知識は、外来タンパク質の発現および組換え体の選択が必須である実験に用いることをより簡単にする。

  • 05外来DNAを宿主にする能力

    大部分の遺伝子クローニング技術は、この細菌を用いて開発され、他の微生物よりも大腸菌でなお成功または有効である。 その結果、有能な細胞(外来DNAを取り込む細胞)の調製は複雑ではない。 他の微生物による形質転換は、しばしば成功しない。

  • 06大腸菌はケアしやすいです

    人間の腸内で非常によく増殖するので、大腸菌は人間が働く場所での成長が容易であることがわかります。 例えば:

    • それは体温で最も快適です。 98.6度はほとんどの人にとって少し暖かいかもしれませんが、実験室でその温度を維持するのは簡単です。
    • 大腸菌(E.coli)はヒトの腸内に生息しており、それはその食糧について悩まされていないことを意味する。 本質的に、食べ物の摂取はあらゆる種類のものを食べることができます。
    • それは、好気的にも嫌気的にも成長することができる。 したがって、それはヒトまたは動物の腸で増殖することができるが、ペトリ皿またはフラスコでも同様に幸せである。
  • 大腸菌の違い

    大腸菌(E.Coli)は、遺伝子工学者にとって非常に汎用性の高いツールです。 その結果、すでに驚くべき範囲の医薬品と技術を生産しています。 これは、Popular Mechanicsによれば、バイオコンピュータの最初のプロトタイプとなる:「スタンフォード大学の研究者がこの3月に開発した、改変された大腸菌「転写体」では、DNAの鎖がワイヤーと酵素潜在的に、これは生物の遺伝子発現を制御するようにプログラムすることができる、生存細胞内の作業用コンピューターを構築するための一歩です。 このような偉業は、よく理解されていて、使いやすく、素早く複製できる生物の使用によってのみ達成できます。