【テクノロジー解説】PCRってなに?DNAのねらった部分を、試験管の中で数時間で何百万倍にもふやす「コピー機」。夜のドライブ中のひらめきから生まれ、1993年ノーベル化学賞。感染症や遺伝子の検査に

プレ男コロナのときに何回も受けた「PCR検査」。名前はおなじみだけど、PCRって何の略?

メル美性感染症の検査でも使われてるって聞いたよ。

こんにちは、Dr. Taro です。 「テクノロジー解説」、今回は PCR です。1993年ノーベル化学賞の公式発表をもとにまとめました。

PCR は「DNAのコピー機」

• PCR は「ポリメラーゼ連鎖反応(Polymerase Chain Reaction)」の略です
• 複雑な遺伝物質の中から、ねらった一部分の DNA だけを、試験管の中で何百万倍にもふやすことができます
• 発明者のキャリー・マリス博士は、1993年のノーベル化学賞を受けました。PCR の方法が初めて発表されたのは1985年。それからわずか数年で、DNA を調べるもっとも広く使われる方法の一つになりました
• マリス博士は、カリフォルニアの山道を夜に車で走っているときに、PCR のアイデアを思いついたと語っています

そもそも DNA とは

• 生き物の遺伝物質は DNA です。2本の長い鎖がねじれた「二重らせん」の形をしています
• 鎖は、A・T・C・G の4種類の「文字」がならんでできています。2本の鎖は、A と T、G と C が組になって結びついています

しくみ:「はがして、コピー」をくり返す

ノーベル賞の発表によると、

1. ふやしたい DNA の部分の両はしに、それぞれの鎖にぴったり結びつく短い DNA のかけら(目印)を用意する
2. そこから、DNA ポリメラーゼという酵素が遺伝暗号を読みとって、新しい2本鎖の DNA をつくる
3. 試料を加熱すると、2本の鎖がはがれて、また読みとれるようになる
4. これを何度もくり返すと、1回ごとに、ねらった DNA の数が2倍になる

• 20〜60回くり返すことで、数時間で何百万ものコピーが得られます
• 理論的には、試験管と熱源があればできるほどシンプルな方法です。いまは、全部を自動で正確に行う装置があります

プレ男2倍、4倍、8倍…って、倍々ゲームでふやすのか!20回で100万倍くらいになる計算だね。

なにに使われている?

1993年のノーベル賞の発表では、

• 生化学や遺伝学の研究にとても重要
• 医療の診断で新しい可能性をひらき、たとえば HIV(エイズウイルス)や、遺伝性の病気の遺伝子の異常を見つけるのに使われている

と紹介しています。

性感染症のクラミジアの検査でも、PCR 検査が使われています。たとえば、クラミジアってどんな病気?で紹介している日本産婦人科医会の全国調査は、PCR 検査を受けた妊婦さんが対象です。

PCRは、DNAのねらった部分を、熱ではがしてはコピーするのをくり返して、数時間で何百万倍にもふやす方法です。少ない量でも見つけられるので、感染症や遺伝子の検査に広く使われています。

生命の設計図をあつかう技術

• DNA を読む・ふやす PCR、DNA を書きかえる CRISPR-Cas9、細胞を初期化する iPS細胞、設計図を届ける mRNAワクチン。どれも、生命の設計図をあつかう技術です
• CRISPR-Cas9ってなに?、iPS細胞ってなに?、mRNAワクチンってなに?

プレ男夜のドライブのひらめきが、世界中の検査を変えたんだね。

メル美しくみは「はがして、コピー」のくり返し。シンプルなのがすごい!

まとめ

• PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)は、DNA のねらった部分を何百万倍にもふやす方法
• 両はしの目印、酵素(DNA ポリメラーゼ)でコピー、加熱ではがす、をくり返すと1回ごとに2倍
• 20〜60回で、数時間で何百万ものコピー
• 1985年発表。1993年ノーベル化学賞(キャリー・マリス博士)
• 研究、HIV や遺伝性の病気の診断など、医療で広く使われる

参考文献

1. The Royal Swedish Academy of Sciences. Press release: The Nobel Prize in Chemistry 1993. NobelPrize.org. https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1993/press-release/ (閲覧日:2026年10月5日)

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