－実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 」 “遺伝子組換え実験の各操作の意味を考える” 生命科学教育デジタルコンテンツ 「遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 」 第二項 「遺伝子組換えを具体例で学ぶ」 “遺伝子組換え実験の各操作の意味を考える” コンテンツシナリオ 2007.03.31

“遺伝子組換え実験の各操作の意味を考える” ■生命科学教育デジタルコンテンツ 第二項　「遺伝子組換えを具体例で学ぶ」 “遺伝子組換え実験の各操作の意味を考える”

１ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ 1 １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 節 項 1 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き 　生命科学の世界にようこそ！生命科学関連の新しい技術を総称してバイオテクノロジーと呼んでいますが、その中でも重要な技術として、ＤＮＡの切断・再結合を行う遺伝子組換えなどの遺伝子操作（遺伝子工学）があります。 「大腸菌を用いた形質転換」のコンテンツでは、まず、遺伝子操作を行う上で最も基本となる大腸菌の形質転換実験について学びました。このコンテンツでは、この大腸菌形質転換を用いた遺伝子組換えを具体例で学んでみましょう。 左から順にイラスト表示。 ※実験の冊子P２のイメージ。 備 考

１ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ２ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 節 項 ２ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き 　この遺伝子組換え（遺伝子操作）によっては、有用なタンパク質の設計図などを含む目的ＤＮＡ断片を細胞外から入れて、細胞内で有用なタンパク質や目的ＤＮＡ断片を大量合成することができます。。（⑨の内容に関する伏線的なアニメを入れるが、深入りはしない） もちろん、このような遺伝子組換え実験は、法律に基づき、安全に実施されています。このとき、目的ＤＮＡを増やすためのＤＮＡをベクターＤＮＡ（vector：運び屋分子）、このベクターＤＮＡにつなぎ込まれる目的ＤＮＡをインサートＤＮＡ、これらのＤＮＡを増やすための細胞を宿主（host）と呼びますが、大腸菌形質転換を用いた遺伝子組換えでは、ベクターＤＮＡにはプラスミドＤＮＡ、宿主には大腸菌が用いられます。 備 考

１ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ３ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 節 項 ３ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き 　遺伝子組換え実験によく用いられる大腸菌とプラスミドＤＮＡの遺伝的特徴をまとめてみると 表のようになります。大腸菌は、アンピシリン非耐性菌（アンピシリン存在下で生きることができない菌）で、正常なｌａｃＺ遺伝子（b‐ガラクトシダーゼ（乳糖分解酵素）のアミノ酸配列を指定する構造遺伝子）を持たず、正常なb‐ガラクトシダーゼを作りません。プラスミドＤＮＡは、アンピシリン耐性遺伝子（アンピシリン分解酵素の構造遺伝子）と正常なｌａｃＺ遺伝子を持ちます。 備 考

⑨ ⑨ ⑨ 第一項 第一項 第二項 １ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ４ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 節 項 ４ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き 　遺伝子操作によく用いられるあるプラスミドＤＮＡ（pUC119）の遺伝子地図はこのようになっており、「大腸菌を用いた形質転換」のコンテンツで説明した通りに、 アンピシリン耐性遺伝子（Ampｒ）、ori （オリジン）：プラスミドＤＮＡの複製開始点、さらに、Ｐ・Ｏ・ｌａｃＺとある「ラクトースオペロン」のコンテンツで学んだ遺伝子群を持っています。 Ｐとあるのは、プロモーター領域で、ＲＮＡ合成酵素に転写を開始させるための塩基配列、０は、オペレーター領域で、ＲＮＡ合成酵素の転写を制御する塩基配列、ｌａｃＺは、b‐ガラクトシダーゼ（乳糖分解酵素）のアミノ酸配列を指定する構造遺伝子です。これらのラクトースオペロンの遺伝子群は、遺伝子操作によって、目的のＤＮＡ断片をつなぎ込み遺伝子組換えプラスミドを新たに作成するための重要な領域です。 一方、大腸菌の方はというと、大腸菌とプラスミドＤＮＡの遺伝的特徴をまとめたこの表のように、大腸菌は、アンピシリン非耐性菌で、アンピシリン存在下で生育できず、正常なｌａｃＺの遺伝子を持っていません。 第一項 ⑨ 第一項 ⑨ ⑨ 第二項 備 考

１ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ５ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 節 項 ５ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き 　遺伝子組換えに必要なのは、この大腸菌とＤＮＡだけではありません。これら以外に必要となる重要な道具があります。 遺伝子組換えとは、ＤＮＡ分子を切断・再結合して新しいＤＮＡ分子を作ることを意味します。そうなると何が必要になると思いますか。 備 考

１ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ５ １ 目的DNA断片 目的DNA断片 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 節 項 ５ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き 目的DNA断片 目的DNA断片 目的DNA断片 （インサートDNA） 備 考

はさみみたいだけど、単なるはさみではないのだ。 生命科学教育デジタルコンテンツ １ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ５ 第　　　章 １ 章タイトル 目的DNA断片 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き その通り、ＤＮＡ分子を切断するための「はさみ」と それをくっつけるための「のり」が必要となりますね。 ＤＮＡの「はさみ」に相当する酵素を制限酵素、ＤＮＡの「のり」に相当する酵素をＤＮＡリガーゼ（ＤＮＡ結合酵素）と言います。これは、目的ＤＮＡ断片（インサートＤＮＡ）をプラスミドＤＮＡにつなぎ込み遺伝子組換えプラスミドを新たに作成するための重要な道具で、遺伝子操作が可能になり生命科学が飛躍的進歩を遂げたのは、このような便利な酵素が発見されたからです。 　 イラスト： のりは女の子でお願いします。 噴出し表示。 ボクは 制限酵素です。 はさみみたいだけど、単なるはさみではないのだ。 私は DNAリガーゼ （DNA結合酵素） といいます。 備 考

昨年のコンテンツで作ったような、塩基配列が詳細にわかるDNAのイラストが、 生命科学教育デジタルコンテンツ １ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ６ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き 　まず、制限酵素についてご説明しましょう。制限酵素は、細菌が作る酵素で、ＤＮＡ分子の内部で、 特異的な塩基配列を認識して ＤＮＡ分子を切断します。 ボクは制限酵素です。 はさみみたいだけど、単なるはさみではないのだ。 昨年のコンテンツで作ったような、塩基配列が詳細にわかるDNAのイラストが、 DNA ボクは制限酵素です。 はさみみたいだけど、単なるはさみではないのだ。 模式的な図に変わる。 ボクは制限酵素です。 はさみみたいだけど、単なるはさみではないのだ。 ボクは制限酵素です。 はさみみたいだけど、単なるはさみではないのだ。 備 考

BamHI １ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ６ １ イラスト： 生命科学教育デジタルコンテンツ １ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ６ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き 例えば、BamHIは図のような塩基配列を認識して切断します。　 P4の表１をそのまま使用。 BamHI イラスト： 表中のテキストも、表記規則にしたがってください。 備 考

EcoRI ScaI １ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ６ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 節 項 ６ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き また、EcoRIは図のような塩基配列を認識して切断します。 その他、表のように制限酵素は、二本鎖ＤＮＡの４～８塩基対の特異的な塩基配列を認識して切断します。 そこで、ここで問題です。これらの特異的な塩基配列には、ある共通した特徴があります。どのような特徴があるでしょうか？ その通り、２分の１回転させても同じ構造となりますね。 EcoRI ScaI 備 考

１ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ６ １ ステップ アップ★ ヒント 細菌もウィルスに感染することがある。 生命科学教育デジタルコンテンツ １ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ６ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き このような構造を２回転対称構造とかパリンドローム（回文）構造といいますが、「たけやぶやけた」というように、左から読んでも右から読んでも同じ左右対称の回文となっているわけです。 ＜ステップアップ＞この制限酵素の認識配列である２回転対称構造から、制限酵素のタンパク質の高次構造（立体構造）についてどのようなことが想像できますか？考えて見てください。特設サイト⇒解説 また、制限酵素は、細菌が作り出す酵素で、これを、細菌から取り出して遺伝子操作に利用されるようになりました。では、「なぜ細菌がこのような酵素を持つようになった」と思いますか？（の後、少し時間を置いて、）ヒントは、「細菌もウイルスに感染することがある」ということです。（と続け、一旦停止） 最後に「ステップアップ」へのボタン表示。 ステップアップ ステップ アップ★ ナレ「ヒントは」でヒントを表示。 ヒント 細菌もウィルスに感染することがある。 備 考

１ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ６ １ イラスト： 中のDNAの色は赤 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 節 項 ６ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き その通り、細菌は、自分に感染したバクテリオファージ（細菌に感染するウイルス）のＤＮＡを分解するための防衛策として持つようになったと考えられています。 ウイルスは、生命と物質の中間的存在で、自分の力で増殖することができません。 そのため、自分自身のＤＮＡやＲＮＡを感染した生物の細胞に送り込み、 本来、その宿主細胞が生きるためのエネルギーとタンパク質合成経路を横取りします。 イラスト： 中のDNAの色は赤 ※資料集P87参考。 NHKアニメをFlash化する。 備 考

１ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ６ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 節 項 ６ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き そして、自分のコピーを大量に作らせた後に、 宿主細胞を破壊して、外に出て行くのです。 　　　そこで、細菌は、バクテリオファージに感染しても、簡単に殺されてしまわないように、「感染によって外から入ってきたウイルスのＤＮＡを、それが発現する前に壊してしまうための武器として、このような酵素を身につけた」と考えられているわけですね。しかし、ここでまたまた新たな疑問が生じませんか。そうです。制限酵素は細菌内で作り出されるにもかかわらず、なぜ、細菌自身の染色体ＤＮＡを分解しないのでしょうか？不思議ですね。みなさんが細菌だったらどうしますか。考えてみてください。そして、そのあとは各自で調べてみてください。みなさんが出した解答と現実に細菌が行っている対策はどう違っているでしょうか。それとも同じでしょうか。 このように、科学というのは、

１ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ６ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 一つの真実が、 節 項 ６ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き 一つの真実が、 さらに多くの疑問を生み出し、 画面背景は先ほどのままです。 ？が☆に変わる。変わる瞬間「わかった！」 わかった！ 備 考

１ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ６ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 節 項 ６ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き そしてそれを解明しても次々に新たな疑問が生じます。そして、気がつけばサイエンスや思考をエンジョイしながら、「なるほどそういうことだったのか」と多くのことを学んでいます。 備 考

１ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ７ １ DNA 模式的な図に変わる。 はさみが切っていく。 そして分かれる。 生命科学教育デジタルコンテンツ １ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ７ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き 　プラスミドＤＮＡ（pUC119）には、制限酵素BamHIの切断部位が１カ所存在するのですが、その切断部位は、目的のＤＮＡ断片をつなぎ込みたい領域である、ラクトースオペロンの遺伝子群の、特に、ｌａｃＺ遺伝子（b‐ガラクトシダーゼ（乳糖分解酵素）の構造遺伝子）内に存在します。 そこで、まず、このプラスミドを制限酵素BamHIで切断してみましょう。そうすると、このように、のりしろのような１本鎖の末端（付着末端）が残り、 ※第二項シーン６で使用したのと同じDNAです。 昨年のコンテンツで作ったような、塩基配列が詳細にわかるDNAのイラストが、 DNA 模式的な図に変わる。 はさみが切っていく。 そして分かれる。 備 考

１ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ７ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 節 項 ７ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き この付着末端同士間では、容易に再結合できますよね。 備 考

１ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ７ １ 目的DNA断片（インサートDNA） 目的DNA断片（インサートDNA） 生命科学教育デジタルコンテンツ １ 遺伝子操作の基本を学ぼう 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ７ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 目的DNA断片（インサートDNA） 動　　き そこで、つなぎ込みたいDNAを、制限酵素BamHIで切断し、さきほどのBamHI処理されたプラスミドＤＮＡ（pUC119）と混ぜて、 ＤＮＡの「のり」に相当する酵素であるＤＮＡリガーゼ（ＤＮＡ結合酵素）と反応させます。そうすると、 このように目的のＤＮＡがつなぎ込まれた新たなプラスミドＤＮＡ（遺伝子組換えプラスミド）ができあがります。 これを用いて、プラスミドを持たない大腸菌に形質転換すれば、この遺伝子組換えプラスミドを持った新しい大腸菌を誕生させることができるのです。そして、この大腸菌にその遺伝子産物であるタンパク質やインサートＤＮＡを大量に生産させることができるわけです。（図で解説） 　 G C G C G C G C 目的DNA断片（インサートDNA） 遺伝子組み換えプラスミド 第一項 備 考

？ （ア） （イ） １ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ８ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ８ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き （ア） （イ） 　しかし、ここで問題になるのは、どのようにして、（ア）もとのプラスミドＤＮＡ（pUC119）が入った大腸菌と（イ）目的DNA断片がつなぎ込まれた新たなプラスミドＤＮＡ（遺伝子組換えプラスミド）が入った大腸菌を区別・識別できるのかということです。考えてみてください。 そこで、登場するのが、２つの試薬 ＩＰＴＧ と X-gal で、培地に、ＩＰＴＧ と X-gal という物質を入れておくのです。（実物写真） ＩＰＴＧ は、ラクトースオペロンの本来の誘導物質であるラクトース（乳糖）の一部分によく似た構造をしている物質です。 ここで、ちょっと耳慣れない言葉が出てきましたが、 「誘導物質」とは、ラクトースオペロンのような遺伝子の発現調節機構において、発現が調節されている構造遺伝子の転写抑制を解除する物質のことで、ラクトースオペロンでは、 プラスミドDNAの遺伝子地図。 （イ）は、lacZの部分に目的断片がつなぎこまれているイラスト。 ？が途中から出てくる。 ？ 備 考

１ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ８ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン リプレッサータンパク質に結合することで、 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ８ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き リプレッサータンパク質に結合することで、 ＤＮＡのオペレーター領域からリプレッサーを外す役割をする物質のことを言います。⇒ラクトースオペロンの復習は、生命科学教育デジタルコンテンツ（遺伝子発現の制御のしくみ「ラクトースオペロン」）をご覧下さい。 しかし、ＩＰＴＧがラクトースと大きく異なる点は、ラクトースは、誘導の結果できてくるb-ガラクトシダーゼによってすぐに分解されてしまうのに対し、 備 考

１ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ８ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ８ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き ＩＰＴＧは、b-ガラクトシダーゼによって分解されにくいということです。 この点で、ＩＰＴＧは、ｍＲＮＡ の転写を一時的にだけ誘導するラクトースとは異なり、誘導を長期的に維持することができる貴重な物質と言えるわけです。 にはまるが、分解できない。 IPTG 備 考

１ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ８ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン IPTG IPTG 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ８ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き IPTG IPTG 備 考

IPTG １ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ８ １ X-galが模式的なイラストに変わる。 生命科学教育デジタルコンテンツ １ 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ８ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き また、X-gal は、これ自体、無色であり、誘導物質ではありませんが、b-ガラクトシダーゼによって、 b‐ガラクトースと青色の色素に加水分解される物質です。 したがって、ＩＰＴＧ によって、lacZ 遺伝子の発現が誘導され、b-ガラクトシダーゼが合成されると、 X-galが模式的なイラストに変わる。 ナレ「 b-ガラクトシダーゼによって」で、 b-ガラクトシダーゼのイラスト表示。 IPTG 備 考

★ ★ ★ ★ １ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ８ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ８ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 ★ 動　　き 大腸菌は青色のコロニー（菌塊）を作ることになります。（実物コロニー写真） b-ガラクトシダーゼ Ｘ－ｇａｌがb-ガラクトシダーゼにはまる。 Ｘ－ｇａｌ ★ X-ｇａｌが分かれて、右側が青くなる。 大腸菌の中に青色の点々が増える。 b-ガラクトシダーゼ Ｘ－ｇａｌ ★ b-ガラクトシダーゼ 大腸菌が増えていく。 Ｘ－ｇａｌ ★ b-ガラクトシダーゼ 大腸菌のかたまりがコロニーになる。 Ｘ－ｇａｌ コロニー 備 考

★ ★ ★ ★ １ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ８ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 青色のコロニーの写真表示。 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ８ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 ★ 動　　き 逆に、b-ガラクトシダーゼが合成されていない大腸菌のコロニーは、青色にならず、普通のコロニーの色である、クリーム色となります。（実物コロニー写真） 青色のコロニーの写真表示。 b-ガラクトシダーゼ Ｘ－ｇａｌ ★ 無色のままのX-gal ★ 大腸菌が増えていく。 ★ 大腸菌のかたまりがコロニーになり、 実物のコロニー写真表示。 コロニー 備 考

１ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ８ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 何色？ 何色？ 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ８ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き では、ここで問題です。（ア）もとのプラスミドＤＮＡ（pUC119）が入った大腸菌と（イ）目的のＤＮＡがつなぎ込まれた新たなプラスミドＤＮＡ（遺伝子組換えプラスミド）が入った大腸菌は　それぞれ何色のコロニーを作るでしょうか？また、それはなぜでしょうか？説明してください。ヒントは、大腸菌とプラスミドＤＮＡの遺伝的特徴をまとめたこの表です。では次の①～④から１つ選んでください。　　４択：①（ア）（イ）ともに青色　②（ア）（イ）ともにうすい茶黄色　③（ア）は青色（イ）はうすい茶黄色　④（ア）はうすい茶黄色（イ）は青色　 　一旦停止→正解：ピンポン　不正解：ブザー 正解は③です。 何色？ 何色？ 備 考

★ １ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ８ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ８ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き （ア）の形質転換体は、もちろん、このようにもとのプラスミドＤＮＡ（pUC119）にあるlacZ遺伝子が働き、正常なb‐ガラクトシダーゼが合成されて、 X-galは、b-ガラクトースと青色の色素に加水分解されて、コロニーは青色となります。 b-ガラクトシダーゼがＸ－ｇａｌを分解するアニメ。 右側が青くなる。 ★大腸菌が青くなりコロニー写真が表示される一連のアニメーション。 b-ガラクトシダーゼ ★ 備 考

★ １ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ８ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ８ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き しかし、（イ）の形質転換体では、もとのプラスミドＤＮＡ（pUC119）のlacZ遺伝子内に新たにインサートＤＮＡが挿入されていますから、当然、このように正常なb-ガラクトシダーゼが合成されず、X-galも分解されませんので、コロニーは普通のうすい茶黄色となります。 　というわけで、このように、目的のＤＮＡがつなぎ込まれた遺伝子組換えプラスミドを持った大腸菌をそのコロニーの色で見分けることができるのです。 目的ＤNA断片 （インサートＤNA） ナレ「Ｘ－ｇａｌも」で無色のx-galフェードイン。 ナレ「コロニーは」で、★大腸菌が増えてコロニー写真が表示される一連のアニメーション。 ★ Ｘ－ｇａｌ 備 考

１ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ９ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ９ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き 　次に、「なぜ、目的のＤＮＡがつなぎ込まれた遺伝子組換えプラスミドを持った大腸菌が有用なタンパク質を作ることができるのか」を考えてみましょう。 それは、もちろん、つなぎ込まれた目的のＤＮＡ断片に、有用なタンパク質のアミノ酸配列を指定している塩基配列（すなわち遺伝子）が存在するということです。 たとえば、ホタルの発光（実物写真）を行う酵素を、ルシフェラーゼと言いますが、 この構造遺伝子を含むＤＮＡ断片がつなぎ込まれた遺伝子組換えプラスミドを持った大腸菌は、このように、ルシフェラーゼを大量に作り出します。 目的ＤNA断片 （インサートＤNA） 備 考

１ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ９ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン そして、このルシフェラーゼを大腸菌から取り出し、 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ９ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き そして、このルシフェラーゼを大腸菌から取り出し、 この酵素の基質であるルシフェリンやＡＴＰと反応させると、 備 考

次のコマと同じ １ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ ９ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 ９ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き 何とこのように「ぴかっ」と光ります。（実験実写ビデオ）ここで忘れてはならないことは、試験管内には生きたホタルや細胞は存在しないということです。試験管内に存在するのは、遺伝子組換えで作られた酵素ルシフェラーゼとその基質となる物質のみです。不思議ですね。まさにこの光は、電球の光ではなく、生命が作り出した光なのです。 このように、生命とは、多くのタンパク質が生きて、しっかり働いてこそ、「生命は生きている」と言えるのですが、このようなすばらしいタンパク質を遺伝子操作は、容易に大量生産することを可能にしたのです。 入れた瞬間、液がぴかっと光る 次のコマと同じ 備 考

遺伝子組換え 先生にもらったプリントのコピーを アニメーション化 １ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ １０ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ １ 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 １０ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き 　みなさんどうでしたか。遺伝子組換えは、そう簡単なものではありませんね。遺伝子組換えという一連の実験操作にも多くの科学へ驚きや学びがありましたね。どのように感じられましたか。 最後に、またまた問題を一つ。ＤＮＡの切断・再結合を伴う遺伝子組換えは、この地球上で、一体誰がどこで行っていると思いますか。では問題です。次の①～⑤より１つ選んでください。５択：①人間が行う実験器具内のみ　②①に加え、ヒトの細胞内　③①に加え、ほ乳類の細胞内　③①に加え、動物の細胞内　④①に加え、細菌の細胞内　⑤①に加え、すべての生物の生きた細胞内　　一旦停止→正解：ピンポン　不正解：ブザー　　 何と⑤が正解です。 遺伝子組換えは、我々人間が行う実験器具内でのみ行われていると思われたかもしれませんが、それは大きな間違いです。実は、生きた細胞内ですべての生物が行っているのです。 遺伝子組換え 順に表示 第一項 シーン１ ３コマ目 第一項 シーン２ ４コマ目 第一項 シーン２ ６コマ目 第一項 シーン２ ７コマ目 第一項 シーン２ ９コマ目 第二項 シーン９ ５、６コマ目 先生にもらったプリントのコピーを アニメーション化 備 考

１ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ １０ １ 生命科学教育デジタルコンテンツ シーン 遺伝子操作を基本から学ぼう －実験に関する小問に挑戦してみよう！－ 2 遺伝子組換えを具体例で学ぶ シーン 節 項 １０ 第　　　章 １ 章タイトル 原稿（シナリオ） 画　　面 動　　き そして、生命は、この遺伝子組換えを繰り返すことによって、約40億年かけて、ゆっくり多様化し進化してきました。遺伝子組換えは、我々人類だけしかできない専売特許のように思われるかもしれませんが、それは、大きな間違いなのです。ただし、実験器具内で意図的に寸時に行うことができるのは、もちろん、我々人類だけですが・・・ あなたの「遺伝子組換え」に対するイメージは変わりましたか？もしよければ、あなたのご意見・ご感想・ご質問などお聞かせ下さい。 ではまた、生命科学デジタルコンテンツでお会いしましょう。 備 考

１ ２ テスト Ｎｏ． Ｎｏ 問 題 答え 解 説 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ 講座タイトル ＯＸ選択方式 節 第 章 第　　　章 ２ 章タイトル 原稿（シナリオ） Ｎｏ 問　　　　　題 答え 解　　　　　説 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０