今回は、バイオテクノロジーの応用を見ていきます。

バイオテクノロジーは、私たちの生活でどのように活用されているのでしょうか？
例として、医薬品の製造があげられます。
次の図を見てください。

これは、バイオテクノロジーの応用によって、インスリンを生成するまでの流れを表しています。
インスリンとは、膵臓でつくられるホルモンの一種で、血糖量を調節する重要な役割を担っています。
そのため、糖尿病などの治療において、薬剤として広く利用されています。

図の左には、ヒトの細胞が描かれていますね。
ヒトの細胞は核をもち、中にはDNAが収められています。
まずはヒトのDNAから、ヒトインスリン遺伝子を取り出します。
ヒトインスリン遺伝子は、最終的にインスリンを合成する遺伝子です。

ヒトのDNAからヒトインスリン遺伝子を取り出す過程では、PCR法を用います。
PCR法は、任意のDNA領域を増幅させるバイオテクノロジーでしたね。

次に、ヒトインスリン遺伝子を大腸菌の中へ入れます。
図の中央には大腸菌が描かれていますね。

大腸菌は、プラスミドという小さな環状のDNAをもっています。
プラスミドは、図で大腸菌の中と下に、それぞれ環状の構造体で描かれています。

プラスミドを大腸菌から取り出し、プラスミドへヒトインスリン遺伝子を組込みます。
このとき、遺伝子組換えでも用いた制限酵素処理やDNAリガーゼ処理などの操作を行います。

ヒトインスリン遺伝子を組込まれたプラスミドは、大腸菌へ入れられます。
この操作を、遺伝子導入といいました。
プラスミドはもともと大腸菌の中に入っていたものなので、ヒト由来の遺伝子が組込まれていても、大腸菌はプラスミドを受け入れて留めるのです。

大腸菌は、自分の細胞の中でヒトインスリン遺伝子を発現します。
こうして大腸菌の中でインスリンというタンパク質が合成されるのです。

しかし、大腸菌にとってインスリンは本来必要のないものです。
そのため大腸菌は、インスリンを細胞の外にどんどん排出します。
大腸菌が排出したインスリンを回収し、精製することで、インスリン製剤ができます。