わからないならやってみよう！ ド素人で実施する遺伝子操作CRISPR/Cas9のワークショップ（大腸菌繁殖編）
こんにちは！SideHustleAcademyの新井です。
SideHustleAcademyでは「わからないからやってみよう！」を大切にしています。先日、今トレンドになっている遺伝子操作CRISPR/Cas9のワークショップを実施しました。今回はそのレポートを書きます。
1. ワークショップの目的
2. CRISPR/Cas9とは
3. 遺伝子操作の基礎用語
4. ワークショップで利用したKITの紹介と目的
5. 大腸菌を繁殖させよう
1. ワークショップの目的
はじめに、このワークショップはど素人が集まって実施してますので、この記事中に誤りがあったらご指摘いただけますと嬉しいです。
今回は世界的に話題になっている遺伝子操作技術CRISPR/Cas9のDIYキットをアメリカから取り寄せて実施しました。遺伝子操作については、インターネットと同じように近い将来、人々の手元に届く技術だと思っております。
「わからないから、やってみる」精神で実施してみました。
2. CRISPR/Cas9
遺伝子操作の技術はCRISPR/Cas9が発表される前もありました。なぜ、CRISPR/Cas9がすごいと言われるかというと、従来の遺伝子操作の課題を解決して、誰でも扱いやすくしたからなんです。
従来の遺伝子操作の課題は「外部遺伝子をウイルスに乗せて、所定の位置まで運んで、そこに外部遺伝子をはめ込みます。」これだと、狙った位置が切れなかったり、入らないことが多かったんです。誤爆っすね。
で、CRISPR/Cas9ですと、「gRNA鎖というのが、所定の位置を見つけて、Cas9という酵素でチョキンと切り取る。そこに外部遺伝子を入れる」
こうすることで、飛躍的に精度が上がったから画期的と言われてるんですね〜。詳しく知りたい方は以下の記事を読んでみてください。
3. 遺伝子操作の基礎用語
遺伝子っていうと、小難しいですよね。「染色体」「DNA」「ゲノム」「遺伝子」...難解な言葉が並びます。まずはこれらを解説します。
重ね重ね、間違いがあったらツッコミお待ちしております。
まずは、「一冊の本」を頭の中でイメージしてください。
「染色体」は本全体を指します。
「DNA」はインクを指します。
「ゲノム」は本の内容全体を指します。
「遺伝子」は本の中のタンパク質に関わる部分を指します。
つまり、「染色体はDNAで情報が書かれていて、その書かれている情報全体をゲノムと言います。そのゲノムの中でタンパク質に関わる情報部分を遺伝子」と言います。
4. ワークショップで利用したKITの紹介と目的
今回利用したKITはこちらです。
中身を一つ一つ紹介していくと長くなるので、中身が気になる方はこちらを。
到着して、ちょっとびっくりしたのが、ダンボールになんの梱包もなく雑多に入れられてます 笑 シャーレの蓋が割れたりしてました。まぁ、ご愛嬌で。それと、冷蔵するものと冷凍するものがあるので、到着後に適切な場所に移しましょう。
そして、注意点として、以下のものは用意した方がいいです。
・グラム単位で計測できるキッチン用の計り
・精製水
・温度計
今回のワークショップの目的を一言でいうと「ある環境下で繁殖をしなくなった大腸菌にCRISPR/Cas9で遺伝子操作を行い、その環境下でも繁殖できるようにする」というものです。
もう少し詳しく言うと「細菌を含めた全ての生物は生き残るためには必ずタンパク質を作らなければならない。タンパク質は新陳代謝から心臓を鼓動させることまで、いろんなことを手がけるナノマシンです。この実験ではストレプトマイシンという分子が含まれる培地の上で大腸菌を培養します。ストレプトマイシンは細胞内にある核酸とタンパク質からできた複合体リゾボームと結合し、タンパク質の生成を妨げます。今回は、大腸菌のrpsLというリゾボームのサブユニットタンパク質に突然変異を起こすことでストレプトマイシンと結合することを防ぎ、大腸菌が培地の上で生育できるようにする。」ということです。
ストレプトマイシン？？？リゾボーム？？？
まぁ、徐々に勉強します。
5. 大腸菌を繁殖させよう
このワークショップは2日間時間をとった方がいいです。
まずは、実験をするために大腸菌を繁殖させなければなりません。今回はその手順を書きます。解説じゃないっすよ。やったことを書くだけです。
KITの中身を出すとこんな感じです。
今回使うのは以下です。
1. 大腸菌を繁殖させるための培地を作る。
培地を作るのに以下の画像のものを使います。2種類あります。
一方が普通の栄養豊富な培地を作る粉で、もう一方が繁殖を妨げるものが入っている粉です。
2. ビーカーに入れて、水で溶かす
本来ですと、ここでグラム単位で測れるキッチン用計りを利用するのですが、なかったので、知恵を絞ってなんとなくそれっぽい量を入れました。
粉を入れたら、水を入れて振ります。ここも本来でしたら、純水でなければならないと思いますが、なかったのでクリスタルカイザーでやりました。
湯煎して溶かす。ここも手順書では電子レンジとありましたが、なかったので湯煎しました。
粉が溶けて、透明なこういう状態になったら完成。
4.シャーレに移す。
常温でも冷蔵庫でもいいので、ボトルを冷やしてから、シャーレに移す。シャーレの湯気が消えたら、これらを冷蔵庫に移しましょう。
先ほども書きましたが、次は同じことを繁殖を妨げるほうの粉でも行います。
5. 大腸菌を植え付ける。
シャーレをしっかり冷やして、固まったら、大腸菌を植えつけます。まずは実験用の大腸菌を作らなければいけないので、大腸菌が繁殖する方にこの操作をします。この瓶は冷蔵庫で保管していたものです。
青い棒を左右に動かして、表面に付着させる感じです。
6. 大腸菌を繁殖させる。
常温でも大丈夫だと思いますが、繁殖を早めたい場合は暖かい部屋に置きましょう。以下の画像のようになっていれば繁殖しています。左側が放置して大腸菌が繁殖したもの、右側が何もしていない培地です。
以上で、大腸菌繁殖編は終了です。
次回はこの大腸菌に対して、CRISPR/Cas9で遺伝子操作を加えて、繁殖を妨げる物質が入っている培地でも、繁殖できるようにします。
次回が本番です。飛び入りの参加も募集していますので、お気軽にメッセージください。
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