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P1由来人工染色体（PAC）は、 P1バクテリオファージと細菌人工染色体のDNAから派生したDNA構造です。細菌におけるさまざまなバイオエンジニアリングの目的で、他の配列を大量（約100～300キロベース）に運ぶことができます。大腸菌細胞でDNA断片（挿入サイズ100～300kb、平均150kb）をクローニングするために使用される効率的なクローニングベクターの一種です。[1]
PACの歴史
バクテリオファージP1は、ジュゼッペ・ベルターニ博士によって初めて単離されました。彼は研究の中で、この溶原菌が異常な非連続ファージを生成することに気付き、後にリスボン溶原菌株からバクテリオファージP2とP3に加えてファージP1が生成されることを発見しました。P1は細菌の宿主ゲノムをコピーし、そのDNA情報を他の細菌宿主に統合する能力を持ち、これは一般化形質導入としても知られています。[2]その後、P1は1990年代にナット・スターンバーグと同僚によってクローニングベクターとして開発されました。これはCre-Lox組換えが可能です。[3] [4] P1ベクターシステムは、最初はプラスミド（95-100kb）で比較的大きなDNA断片を運ぶために開発されました。[4]
工事
PAC には 2 つのloxPサイトがあり、ファージリコンビナーゼはこれを使用して、Cre-Lox 組み換え中にcre遺伝子を認識して産物を形成できます。このプロセスにより DNA 鎖が環状化されてプラスミドが形成され、大腸菌などの細菌に挿入できます。[4]形質転換は通常、電気穿孔法によって行われ、電気を使用してプラスミドを細胞に浸透させます。高い発現レベルが必要な場合は、P1 溶解性レプリコンを構築に使用できます。[5]電気穿孔法では、 PAC を溶原性にすることができるため、他の染色体を乱すことなく細胞内で複製できます。[1]
他の人工染色体との比較
PAC は人工染色体ベクターの 1 つです。他の人工染色体には、細菌人工染色体、酵母人工染色体、ヒト人工染色体などがあります。他の人工染色体と比較すると、比較的大きな DNA 断片を運ぶことができますが、酵母人工染色体 (YAC) ほどではありません。PACがYACと比較した利点としては、細菌システムの操作が容易、DNA ホストからの分離が容易、形質転換率が高い、挿入物が安定している、キメラではない (つまり、DNA 鎖の再配置や連結が行われず、新しい DNA 鎖が形成されない) などがあり、ユーザーフレンドリーなベクター選択が可能です。[1]
アプリケーション
PACは、大腸菌内で大きなDNAインサートを増殖させることができる大容量ベクターとして一般的に使用されています。[1]この特徴は、主に以下の目的で使用されています。
- ヒト、マウスなどのゲノムライブラリの構築[6] [7]はヒトゲノムプロジェクトなどのプロジェクトに協力している。
- 遺伝子配列決定のテンプレートとして使用されるライブラリ（例：マウス遺伝子機能解析における遺伝子テンプレートとして使用）
- より複雑な生物（植物、動物など）の異なる遺伝子の特定の機能に関するゲノム解析[8]
- 遺伝子発現を促進する[9]
PACはファージから派生したものであるため、PACとその変異体はPACベースのファージ療法や抗生物質研究にも有用である。[10]
参照
参考文献
- ^ abcd Bajpai, Bhakti (2013-10-22). 「高容量ベクター」.バイオテクノロジーの進歩. pp. 1–10. doi :10.1007/978-81-322-1554-7_1. ISBN 978-81-322-1553-0. PMC 7120981 .
- ^ Bertani, G. (1951-09-01). 「溶原性に関する研究 i」. Journal of Bacteriology . 62 (3): 293–300. doi :10.1128/jb.62.3.293-300.1951. PMC 386127. PMID 14888646 .
- ^ Yarmolinsky, Michael; Hoess, Ronald (2015年11月). 「ナット・スターンバーグの遺産: Cre-lox技術の起源」. Annual Review of Virology . 2 (1): 25–40. doi :10.1146/annurev-virology-100114-054930. PMID 26958905.
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- ^ 小添川一豊;デ・ヨング、ピーター・J.フレンゲン、エイリク。イオアノウ、パナイオティス A. (1999 年 5 月)。 「細菌人工染色体（BAC/PAC）ライブラリーの構築」。ヒト遺伝学における現在のプロトコル。21 (1)。土井：10.1002/0471142905.hg0515s21。ISSN 1934-8258。PMID 18428289。S2CID 8208834 。
- ^ 小添川一豊; 舘野美奈子; 彭英文 Woon; エイリック・フレンゲン; アーロン・G・マンモザー; ジョセフ・J・カタネーゼ; 林崎義英; ピーター・J・デ・ジョン (2000年1月). 「マウスの配列決定と機能解析のための細菌人工染色体ライブラリー」.ゲノム研究. 10 (1): 116–128. ISSN 1088-9051. PMC 310499. PMID 10645956.
- ^ Jones, Adam C.; Gust, Bertolt; Kulik, Andreas; Heide, Lutz; Buttner, Mark J.; Bibb, Mervyn J. (2013-07-11). 「ファージP1由来の人工染色体はFK506遺伝子クラスターの異種発現を促進する」. PLOS ONE . 8 (7): e69319. Bibcode :2013PLoSO...869319J. doi : 10.1371/journal.pone.0069319 . ISSN 1932-6203. PMC 3708917. PMID 23874942 .
- ^ Tridgett, Matthew; Ababi, Maria; Osgerby, Alexander; Ramirez Garcia, Robert; Jaramillo, Alfonso (2021-01-15). 「遺伝子送達のための純粋なファージ様粒子を生成する細菌の工学」. ACS Synthetic Biology . 10 (1): 107–114. doi : 10.1021/acssynbio.0c00467 . PMID 33317264. S2CID 229173391.
外部リンク
- オンライン医学辞典 P1由来人工染色体
- P1由来人工染色体（PAC）の定義