遺伝子組み換え作物をつくる仕組みをわかりやすくまとめてみた。

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組み換え
遺伝子組み換えはどのような仕組みで行われているのでしょうか?
どのようにして、自然交配では実現できないような遺伝子を組み込んでいるのか・・・。

ご紹介します。

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生物の遺伝情報を伝えるDNAというものがあるのは理系の分野が苦手な方でも知っているかと思います。そのDNAの分野を活用して行われるのが遺伝子組み換えの技術です。

しかし、まだまだこの分野の研究は未解明な部分が多く、遺伝子組み換えにおいてどのような影響が人体に起きるかが未知数であるため、不安の声が多数上がっています。

 

DNAの中で特定の働きをすることがわかっている部分を遺伝子と呼んでいます。そこで、人間が農業を行う上で都合のいい遺伝子を植物に組み込んだものが遺伝子組み換え作物です。では、具体的にどのようにして遺伝子組み換え作物の作物が誕生するのか・・・その仕組みを見ていきましょう。

 

遺伝子組み換え作物ができるまでの仕組み

 

1.有用遺伝子を見つける

まずはこれにつきます。いくら他の遺伝子を植物にぶち込めるという技術が開発されても、その組み込んだ遺伝子がまったく生育などに関係のないものであったら入れる意味がありません。

微生物や植物、動物などの細胞の中から、農業がおこないやすいような有用な遺伝子を見つけ出すことが肝心です。

 

2.遺伝子を細胞へ

そして、有用な遺伝子が見つかったらいよいよ遺伝子を組み込んでいきます。その方法にはいくつかありますので、紹介していきます。

 

アグロバクテリウム法

この方法は観戦能力があるアグロバクテリウムという細菌を、遺伝子の「運び屋」として上手く活用した技術です。この細菌は植物に感染して、自分の体内の遺伝子領域を宿主に導入し、自分が生きてくために必要となる栄養分を作らせるという寄生虫的な働きを持っています。

そこで、この細菌が持つ「プラスミド」という小さな環状のDNAを有効的に利用するのですね。

まずは、その環状の「プラスミド」を取り出します。

控訴を使用してその一部を切り取ります。

切り取られた部分に有用な遺伝子を組み込みます。

そして、アグロバクテリウムにプラスミドを戻します。

アグロバクテリウムを植物に感染させます。

そうして有用遺伝子を目的の植物体の中に導入するという流れになります。

遺伝子組み換え

 

図にすると非常にわかりやすいです。
こうして自然交配では生み出せないような遺伝子を他から組み込むのです。

こうした遺伝子組み換えで必ず必要になってくるのが、有用遺伝子が導入されたのかどうか確認を行うことです。これも非常に手間のかかることですよね。

方法としては、マーカー遺伝子を使用して目的の遺伝子が導入されたものだけを選別するということなどがあります。マーカー遺伝子にとして抗生物質に耐性のある遺伝子を選択すれば、遺伝子組み換えが上手くいったものは抗生物質を投与しても生き残るという反応が見られますよね。

こうして選抜していくのですね。

このアグロバクテリウム法は非常に一般的な方法ですが、この方法ではアグロバクテリウムが感染する植物にしか遺伝子組み換え技術が使用できないということになりますので、他にもいくつか考案されています。

 

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パーティクルガン法

この方法は金などの微粒物質に遺伝子をコーティングし、それを植物体内に打ち込むことで遺伝子組み換え作物を作るという方法です。

なんだか非常に原始的な技術のように見えますが、遺伝子を打ち込んだ葉っぱなどの組織片を組織培養で植物体に再生させることで、遺伝子組換え植物を得ることができるのです。

遺伝子をコーティングされた微粒物質はヘリウムガスなどで圧力をかけてパーティクルガンという装置で植物体内に打ち込まれます。そのため、この方法はパーティクルガン法と呼ばれているのです。

バティクルガン

この方法は、アグロバクテリウムが感染しない植物にも行うことができます。しかしメリットがあればデメリットがあるもの。この方法では、遺伝子が入る確率が低いという致命的な問題点もあります。

 

 

エレクトロポレーション法

この方法は、植物の細胞壁を酵素で溶かして、プロトプラストと呼ばれる裸の状態にします。こうして遺伝子が入りやすい状態になるのです。

そこへ直流パルスを瞬間的に与えて細胞膜を乱れさせることで穴が開き、その穴から遺伝子を組み込むという方法です。

この他にも、化学薬品を使って遺伝子を入れる方法(PEG法)などがあります。

 

 

こうした技術で遺伝子組み換え作物が作られています。共通しているのは、遺伝子が入ったかどうかの確認作業、また細胞や断片レベルで組み込むことが一般的であるため、それを植物として育て上げることです。

研究者の多大な苦労と努力で作り上げられているのですが、まあ問題点も多い技術です。しかし、理系の私としてはこのような遺伝子組み換えの過程を知り、ちょっと興奮する自分もいます。笑

ですが、基本的には反対派。
皆さんはどう思うでしょうか?

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