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DNA再結合速度論の原理に基づく技術であるCT分析は、ゲノムなどのDNAサンプルに含まれる反復DNAの量を測定する生化学的技術である。[1]ゲノムの構造と組織を研究するために使用され、大量の反復配列を含むゲノムの配列決定を簡素化するためにも使用されている。[2]
手順
この手順では、ゲノム DNA のサンプルを加熱して一本鎖に変性させ、その後ゆっくりと冷却して鎖が再び対になるようにします。サンプルを冷却している間に、各温度で DNA のどの程度が塩基対になっているかを測定します。
一本鎖および二本鎖 DNA の量は、サンプルを急速に希釈して再結合を遅らせ、次に DNA をハイドロキシアパタイトカラムに結合させることによって測定されます。カラムは最初に低濃度のリン酸ナトリウム緩衝液で洗浄され、一本鎖 DNA が溶出され、次に高濃度のリン酸で洗浄され、二本鎖 DNA が溶出されます。次に、これら 2 つの溶液中の DNA の量を分光光度計を使用して測定します。
分析
一本鎖 DNA の配列は、二重らせんを形成するために相補鎖を見つける必要があるため、一般的な配列はまれな配列よりも急速に再自然化します。実際、配列が再結合する速度は、 DNA サンプル内のその配列のコピー数に比例します。反復性の高い配列を含むサンプルは急速に再自然化しますが、複雑な配列はゆっくりと再自然化します。
ただし、単に二本鎖 DNA の割合を時間に対して測定するのではなく、再生の量を C 0 t 値に対して測定します。C 0 t 値は、C 0 (DNA の初期濃度)、t (秒単位の時間)、およびバッファー内の陽イオンの濃度に依存する定数の積です。反復 DNA は低い C 0 t 値で再生しますが、複雑でユニークな DNA 配列は高い C 0 t 値で再生します。反復 DNA の再生が速いのは、多数の相補配列が利用できるためです。
ゲノム配列解析への応用
C 0 t 濾過は、DNA再生速度論の原理を利用して、多くの真核生物ゲノムで優勢を占める反復DNA 配列を「遺伝子が豊富な」単一/低コピー配列から分離する技術です。[2]これにより、DNA配列決定はゲノムの中で最も情報量が多く興味深い部分に集中することができ、新しい遺伝子の発見が加速され、プロセスがより効率的になります。[3] [4]
歴史
これは、1960年代にワシントンのカーネギー研究所のロイ・ブリッテンと彼の同僚によって初めて開発され、利用されました。 [5] [6] 特に注目すべきは、C 0 t分析を通じて、真核生物ゲノムの冗長性（反復性）が初めて発見されたことです。[7] しかし、ブリッテンと彼の同僚による画期的なDNA再結合速度論実験まで、すべてのDNAが遺伝子をコードしているわけではないことは示されませんでした。実際、彼らの実験では、真核生物ゲノムDNAの大部分は反復的な非コード要素で構成されていることが実証されました。[1]
参考文献
- ^ ab Waring M, Britten RJ (1966). 「ヌクレオチド配列の反復: マウス DNA の急速に再会合する部分」. Science . 154 (3750): 791–4. Bibcode :1966Sci...154..791W. doi :10.1126/science.154.3750.791. PMID 5919450. S2CID 39686808.
- ^ ab Peterson DG、Wessler SR、Paterson AH (2002)。「真核生物ゲノムからのユニークシーケンスの効率的なキャプチャ」。Trends Genet。18 （11）：547–50。doi ： 10.1016 / S0168-9525（02）02764-6。PMID 12414178 。
- ^ L Lamoureux D, Peterson DG, Li W, Fellers JP, Gill BS (2005). 「小麦（Triticum aestivum L.）におけるCotベースの遺伝子強化の有効性」. Genome . 48 (6): 1120–6. doi :10.1139/g05-080. PMID 16391681. 2012-07-07にオリジナルからアーカイブ。2008-02-24に取得。
- ^ Yuan Y、SanMiguel PJ、 Bennetzen JL ( 2003)。「トウモロコシゲノムのHigh-Cot配列分析」。Plant J。34 (2): 249–55。doi : 10.1046/j.1365-313X.2003.01716.x。PMID 12694599。
- ^ Davidson EH、Britten RJ (1973) 動物ゲノムの構成、転写、および制御。Quart. Rev. Biol. 48: 565-613。
- ^ Britten RJ、Graham DE、 Neufeld BR (1974)。「再結合による反復DNA配列の分析」。核酸とタンパク質合成パートE。酵素学の方法。第29巻。pp.363–418。doi :10.1016/0076-6879(74) 29033-5。ISBN 978-0-12-181892-0. PMID 4850571。
- ^ Britten RJ、Kohne DE (1968)。「DNAの反復配列」。サイエンス。161 (841): 529–540。Bibcode : 1968Sci ...161..529B。doi : 10.1126 /science.161.3841.529。PMID 4874239 。
外部リンク
- Cot 分析: 概要 ミシシッピ ゲノム探索研究所