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分子生物学では、アンプリコンは増幅または複製イベントのソースおよび/または生成物であるDNAまたはRNAの一部です。これは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR) やリガーゼ連鎖反応(LCR) などのさまざまな方法を使用して人工的に形成されるか、遺伝子複製によって自然に形成されます。この文脈では、増幅とは、遺伝子フラグメントまたはターゲット配列、具体的にはアンプリコンの 1 つ以上のコピーの生成を指します。アンプリコンは増幅反応の生成物を指すため、「PCR 生成物」などの一般的な実験用語と互換的に使用されます。
人工増幅は研究[1] 、 [2] 、[1]、法医学[2]において、感染性物質の検出と定量化[3]、人体遺体の識別[4] 、および人毛からの遺伝子型の抽出などの目的で使用されています。[2]
自然な遺伝子重複は進化において重要な役割を果たしている。また、原発性縦隔B細胞リンパ腫やホジキンリンパ腫など、ヒトの癌のいくつかの形態にも関係している。[5]この文脈では、アンプリコンという用語は、切除され、増幅され、ゲノムの別の場所に再挿入された染色体DNAのセクションと、ダブルミニットと呼ばれる染色体外DNAの断片の両方を指すことができ、それぞれが1つ以上の遺伝子で構成されている可能性がある。これらのアンプリコンによってコードされる遺伝子の増幅は、通常、それらの遺伝子の転写を増加させ、最終的には関連するタンパク質の量を増加させる。[6]
構造
一般的に、アンプリコンは直接反復（頭から尾）または逆反復（頭から頭または尾から尾）遺伝子配列であり、構造は線状または環状のいずれかになります。[7]環状アンプリコンは、不完全な逆方向重複が環状にアニールされて構成され[8]、前駆体線状アンプリコンから発生すると考えられています。[9]
人工増幅では、アンプリコンの長さは実験目的によって決まります。[10]
テクノロジー
アンプリコンの分析は、 PCRなどの増幅法の開発によって可能になり、さらに、より安価で高スループットなDNAシーケンシング技術や、開発元であるIon Torrentのブランド名で広く知られているイオン半導体シーケンシングなどの次世代シーケンシング技術によっても可能になりました。[11]
次世代シーケンシングなどのDNAシーケンシング技術により、がん遺伝学研究、[12]、系統発生研究、ヒト遺伝学など、ゲノム生物学や遺伝学におけるアンプリコンの研究が可能になった。[13]たとえば、あらゆる細菌や古細菌のゲノムに含まれ、高度に保存されている16S rRNA遺伝子を使用すると、アンプリコン配列を既知の配列と比較することで細菌を分類することができる。これは、真菌ドメインでも18S rRNA遺伝子やITS1非コード領域で同様に機能する。[14]
アンプリコンを増幅するために使用されるアプローチに関係なく、増幅された産物を定量するために何らかの技術を使用する必要があります。[15]一般的に、これらの技術には捕捉ステップと検出ステップが組み込まれていますが、これらのステップがどのように組み込まれるかは個々のアッセイによって異なります。
例としては、血漿中のHIVを認識する能力を持つAmplicor HIV-1モニターアッセイ（RT-PCR ）、 HIV RNAのセグメントを増幅することによって血漿ウイルス量を測定するために使用されるHIV-1 QT（NASBA ）、およびクラミジア・トラコマティス感染を識別するためにハイブリダイゼーション保護アッセイを使用する転写介在増幅などがあります。 [15]増幅産物、つまりアンプリコンを評価するために、各アプローチにはさまざまな検出および捕捉ステップが含まれます。アンプリコンシーケンシングでは、通常のサンプルの増幅から生じる多数の異なるアンプリコンが連結され、シーケンシングされます。さまざまな方法で品質管理分類が行われた後、サンプル内の相対的な存在量を表す同一の分類群の数が算出されます。
アプリケーション
PCR は、ヒト DNA サンプルから性別を判定するために使用できます。[16] Alu 要素挿入の 遺伝子座が選択され、増幅され、断片のサイズに基づいて評価されます。性別アッセイでは、 X 染色体には AluSTXa 、Y 染色体には AluSTYa 、または AluSTXa と AluSTYa の両方を使用して、エラーの可能性をごくわずかな量にまで減らします。挿入された染色体は、相同領域を増幅すると大きな断片を生成します。男性は 2 つの DNA アンプリコンが存在することで区別されますが、女性は 1 つのアンプリコンのみを持ちます。この方法を実行するために適合されたキットには、遺伝子座を増幅するためのプライマーのペアと、オプションでポリメラーゼ連鎖反応試薬が含まれています。[17]
LCRは結核の診断に使用できます。[18]タンパク質抗原Bを含む配列は、 4つのオリゴヌクレオチド プライマー（センス鎖用が2つ、アンチセンス鎖用が2つ）によって標的とされます。プライマーは互いに隣接して結合し、分離されると将来の複製ラウンドのターゲットとして機能することができる二本鎖DNAセグメントを形成します。この場合、産物は微粒子酵素免疫測定法（MEIA）で検出できます。
参照
参考文献
- ^ ab マイヤーズ、ロバート A. 編 (1995)。分子生物学とバイオテクノロジー: 包括的なデスクリファレンス。ニューヨーク、NY: VCH Publishers。pp. 53、585。ISBN 1-56081-925-1。
- ^ ab Walsh, PS; Metzger, DA; Higuchi, R (1991). 「法医学的材料からのPCRによるタイピングのためのDNAの簡単な抽出のための媒体としてのChelex 100」。BioTechniques . 10 ( 4): 506–13. PMID 1867860.
- ^消費者問題局 ( 2010-08-17 )。「Roche Amplicor HIV-1 モニター検査」FDA。2012-10-16閲覧。
- ^ ピーター・ギル、パベル・L・イワノフ、コリン・キンプトン、ロメル・ピアシー、ニコラ・ベンソン、ジリアン・タリー、イアン・エベット、エリカ・ハーゲルバーグ、ケビン・サリバン (1994)。「DNA 分析によるロマノフ家の遺骨の特定」。ネイチャー・ジェネティクス。6 ( 2 ): 130–5。doi : 10.1038 /ng0294-130。PMID 8162066。S2CID 33557869。
- ^ ルイ、リシン;エムレ、ノースカロライナ州トルガ;クルラック、マイケル・J。チョン・ヘジョン。シュタイデル、クリスチャン。スラック、グラハム。ライト、ジョージ W.レンツ、ゲオルク。他。 （2010年）。 「がんアンプリコン遺伝子による協力的なエピジェネティック調節」。がん細胞。18 (6): 590–605。土井：10.1016/j.ccr.2010.11.013。PMC 3049192。PMID 21156283。
- ^ Bignell, GR; Santarius, T.; Pole, JCM; Butler, AP; Perry, J.; Pleasance, E.; Greenman, C.; Menzies, A.; et al. (2007). 「シーケンスレベルの解像度でのヒト癌アンプリコンの体細胞ゲノム再配列の構造」。ゲノム研究 。17 ( 9 ) : 1296–303。doi :10.1101/gr.6522707。PMC 1950898。PMID 17675364。
- ^ Cohn, Waldo E.; Moldave, Kivie 編 (1996).核酸研究と分子生物学の進歩. アカデミック プレス. pp. 280–287. ISBN 978-0-12-540054-1。
- ^ Grodin, K; Roy, G; Ouellette, M (1996). 「薬剤耐性 Leishmania tarentolae における直接または逆方向重複を伴う染色体外環状アンプリコンの形成」Mol. Cell. Biol . 16 (7): 3587–3595. doi :10.1128/mcb.16.7.3587. PMC 231354. PMID 8668175 .
- ^ Grodin, K; Küding, C; Roy, G; Ouellette, M (1998). 「メトトレキサート耐性 Leishmania tarentolae における増幅サークルの前駆体としての線形アンプリコン」。Nucleic Acids Res . 26 (14): 3372–3378. doi :10.1093/nar/26.14.3372 (2024 年 11 月 1 日非アクティブ)。PMC 147699 . PMID 9649621。
{{cite journal}}: CS1 メンテナンス: DOI は 2024 年 11 月時点で非アクティブです (リンク) - ^ PCR プライマー設計ガイドライン。Premier Biosoft: ライフサイエンス研究の加速。出典: http://www.premierbiosoft.com/tech_notes/PCR_Primer_Design.html
- ^ 「Ion Torrent 公式ウェブページ」。2012年11月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年10月16日閲覧。
- ^ 国際がんゲノムコンソーシアム公式サイト
- ^ 国立ヒトゲノム研究所
- ^ Usyk, Mykhaylo; Zolnik, Christine P.; Patel, Hitesh; Levi, Michael H.; Burk, Robert D. (2017-12-13). Mitchell, Aaron P. (ed.). 「菌類バイオームの特性評価のための新規 ITS1 真菌プライマー」. mSphere . 2 (6): e00488–17, /msphere/2/6/mSphere0488–17.atom. doi :10.1128/mSphere.00488-17. ISSN 2379-5042. PMC 5729218 . PMID 29242834.
- ^ ab Stanley, J. (2002). Essentials of Immunology & Serology by Jacqueline Stanley. アルバニー、ニューヨーク州: Delmar.
- ^ Mannucci, Armando; Sullivan, Kevin M.; Ivanov, Pavel L.; Gill, Peter (1994). 「XY相同遺伝子アメロゲニンの増幅による迅速で定量的なDNA性別検査の法医学的応用」International Journal of Legal Medicine . 106 (4): 190–3. doi :10.1007/BF01371335. PMID 8038111. S2CID 3969808.
- ^ Hedges, Dale J; Walker, Jerilyn A; Callinan, Pauline A; Shewale, Jaiprakash G; Sinha, Sudhir K; Batzer, Mark A (2003). 「ヒトの性別判定のためのモバイル要素ベースのアッセイ」. Analytical Biochemistry . 312 (1): 77–9. doi :10.1016/S0003-2697(02)00430-X. PMID 12479838. S2CID 42177642.
- ^ O'Connor, TM (2000 年 11 月 1 日). 「培養陽性結核の検出のための一次スクリーニングツールとしてのリガーゼ連鎖反応」Thorax . 55 (11): 955–957. doi :10.1136/thorax.55.11.955. PMC 1745641 . PMID 11050266.
さらに読む
- Leckie, Gregor W.; Lee, Helen H. (1995)。「リガーゼ連鎖反応による感染症検査」。Meyers, Robert A. (編)。分子生物学とバイオテクノロジー: 包括的なデスクリファレンス。ニューヨーク: Wiley。pp. 463–6。ISBN 978-0-471-18634-2。
外部リンク
「アンプリコンとは何ですか? さまざまなアプリケーションの例をご覧ください」。YouTubeビデオ。2013 年 11 月 13 日。