どこまで進めていたか最早1ミリも覚えていなかった「爆甘物質ソーマチンを作ってみよう」講座、振り返ってみたら、「大腸菌にも色々あるよ」というタイトルで、DNAを増やすのに便利な大腸菌や、タンパク質を合成するのに特化した大腸菌がいます、みたいな話までしていたようでした。
そこから、「白い粉みたいな謎の物質があったらどうやって見分けるのか？」という話に発展し、様々な分析法の紹介から、なぜかミネラル・ビタミンの話とかにもネタが広がっていった感じですね。
というわけで、その続きからの再開になりますが、改めて見てみるとぶっちゃけおもんないにも程がある話だったんですけど、よく考えたら他におもろいネタもありませんし、とりあえず必要な話に触れながら責任もって最後まで見ていくとしましょう。
その脱線前の記事までで、「ソーマチン遺伝子DNAを（業者に注文することで）ゲットする」「制限酵素を使って、プラスミド（大腸菌が取り込んで、増やすことができる＆プラスミド内にある遺伝子に応じた特殊能力がゲットできる、環状のDNA）にソーマチン遺伝子を導入する」「形質転換でぶち込み！」…といった点についての説明を終えていました。
改めて全体の流れを貼ると、こんな感じですね。
【大腸菌にタンパク質を作ってもらおう！】
1. 遺伝子DNAをゲットする！⇒済み！
2. そのDNAを、制限酵素とDNAリガーゼを使って、プラスミドに導入する（クローニング）！⇒済み！
3. その遺伝子組込みプラスミドDNAを大腸菌にぶち込む（形質転換）！⇒済み！
4. DNAがぶち込まれた大腸菌の選別！⇒済み！
5. 選ばれた「DNAがぶち込まれた大腸菌」をひたすら増やそう！←まだココ
6. タンパク質合成のスイッチON！
7. 満を持して、目的タンパク質の収穫！
8. さすがにそのまんまでは大腸菌まみれで汚いので、キレイに精製しよう！
→見事、手元には大量の純品タンパク質が！やったね！！
ここでまた上のフローチャートとはちょっと外れてややこしい話になってしまいますが、シリーズ直近の記事で見ていた通り、大腸菌にはDNA増殖特化型と、タンパク質合成特化型の2種類の株がありまして、まずはDNA増殖特化型の大腸菌にプラスミドをぶち込んで、プラスミドDNAを増やすことから始めるのが普通です、なんてことを書いていました。
プラスミドDNAも、使えば当然なくなるわけですが（シークエンスを読むとか、制限酵素で切り貼りするのに使うとか）、ひとたび大腸菌に入れて、その菌体を冷凍保存（グリセリンを混ぜて、「グリセロールストック」と呼ばれる形で－80℃とかで保管します）しておけば、減ってきたらまた冷凍菌体を起こして増やしてやることで、そのプラスミドDNAは半永久的に好きなだけ増やせるようになるのです。
（グリセロールストックは、液体培地で増やした大腸菌に、最終濃度10％程度のグリセロールを加えただけのもので、1 mLとかそのぐらいをチューブに入れて保存しますが、起こすときは凍ったストックを適当に爪楊枝とかそういう細く鋭いものでガリガリと削って、凍ってるカケラをまぁ1 μLも使えば十分なので、1000回以上は使える形ですね。
もちろんグリセロールストック自体が減ってきたら（そんなこと長年この手の仕事をしてきて一度もありませんが）、また液体培地で増やした菌をグリセロールストックにしてやれば、永久的になくなることはありません。）
そんな感じで、大腸菌やプラスミドDNAはマジでいくらでも無限に増やせるので、研究者間で気軽にやりとりがされる研究材料になっている感じですね。
いつでも増やせるのみならず、プラスミドDNAを水に溶かしてチューブの中で保存すると、二本鎖DNAはわりかし安定とはいえ、長年保管していると冷凍条件であっても多少なりとも自然分解（水の中の分子には、どうしても加水分解というものが発生します）が気になる所なのですが、大腸菌の中にもたせておくと、プラスミド純品を水の中に保存するよりも遥かに超長期間、いわば半永久的に、非常に安定して保存することが可能となるメリットもあるわけです。
…まぁ実際現実に同じプラスミドを長期にわたって異なる条件下で保存したものを比べたことはないんですけど、理論的にも印象的にも業界の伝統的にも、大腸菌にもたせたグリセロールストックが、最強のプラスミドDNA保管庫であるのは間違いないように思います。
（当然、このときに使うべき菌株はDNAクローニング用の大腸菌であって、タンパク質合成特化大腸菌を使ってしまうと、こいつらはDNA分解酵素の遺伝子がノックアウトされていないので、逆に水で保管するのよりも不安が残ることになっちゃうので注意ですね。）
もちろん、大腸菌が上手に保存できるのはプラスミドDNAだけであり、「自分の遺伝子を保存したい！」なんて場合は、自分（ヒト）の46本の染色体を大腸菌に入れることはできないので（まぁ入れることはできるけど、大腸菌が増やすことはできないので、入れる意味がない、ってことですね）、大腸菌様の力を借りることはできません。
自分自身の全遺伝子を保存したいような場合、超巨大高分子である染色体DNAにとってどんな条件が一番安定なのかは分かりませんが、まぁ液体窒素（－196℃）の中で冷凍保存とか、あとはホルマリン漬けとかでも、DNA・染色体はわりかし安定的に保存されるのかな、って気がします。
ただ、こっからはまぁちょっと想像・空想まじりの話になりますけど、ゲノムDNA・全遺伝子が全く同じ一卵性双生児でも異なる他人であるのと同じで、たとえ自分のゲノムDNAを保存して、仮にゲノムDNAから個人を再生する技術が遠い将来誕生したとしても、今いる自分がそのまま未来で復活するなんてことはまず不可能なんですけどね。
無論、DNAのみならず、一緒に例えば脳も何かSF作品で出てくるような大量の管がつながった培養機みたいなのにプカプカ浮かべた状態で保存しておいたら、記憶や意識まで一緒に復元することができる…なんてことは、いつか遠い将来、もしかしたらできるようになるのかもしれませんが、まぁ現在の科学技術では、保管方法含め、遠い世界の絵空事でしかない感じです。
…って、ソーマチンネタを進めるべく、当初プラスミドDNAを増やす方法について話を進めようと思っていたのですが、例によって例のごとく、あんまり関係ない前置きで割と十分な長さになってしまったので、記事水増し感覚で、続きは次回にまわすといたしましょう。
最後関連して保管について、残りのスペースで語っておくとしますか。
一応、細胞レベルであれば、ヒト細胞（以前話に出した、HeLa細胞とかですね）も、大腸菌と全く同じ感覚でフリーズストックを作製して、冷凍保管→必要なときに起こして再度培養スタート、ってことは楽勝で、マジで普通に常日頃からやっています（ちょうど昨日もフリーズストックを起こしたぐらいです）。
方法は大腸菌とほぼ同じで、ただ細胞が混ざった溶液を凍らせるだけですが、HeLaとかはシャーレの底に貼り付けて飼う形なので、増やした後にシャーレから剥がして、チューブに移した後、遠心機で回して遠心力で集めた細胞を改めて保存溶液にて懸濁する…って流れになります。
保存溶液には凍結障害保護剤として、大腸菌と同じくグリセリンが使われることも一応あるみたいですが、ヒト細胞の場合、大抵DMSO（ジメチルスルホキシド；この記事で触れたことがありましたが、ただの最も汎用される有機溶媒です）を加えるように思います。
後は高濃度の血清を混ぜると起こした後の生存率が高くなるといわれているので、培地の他に血清も加える感じで、それらを細胞と混ぜて冷凍するだけですね。
我らがThermo Fisherのサイトにも、簡単なまとめ解説記事がありました(↓)。
www.thermofisher.com
まぁこんな細かいことまで書く意味は皆無ですが、ポイントは、「ゆっくり冷凍→一気に解凍」といわれており、僕はよく分厚い発泡スチロール容器に入れて、－20℃にしばらく置く→－80℃で一晩置く→翌日液体窒素タンクへ…という流れで、徐々に低温にもっていく形で保存しています（解凍は、記事にある通り、37℃のウォーターバスにつけて一気に融かす）。
Thermoの記事には「1分間に約1°Cの速度で温度を下げながら…」などと書いてありますが、そんな感じの適当な冷却でも、全く問題なく凍結状態から解凍してまた元気に生育可能となっております。
ちなみに細胞入りのチューブを保存する液体窒素タンクは、こんな感じのを使うことが多いです。
大体腰の高さ（か、ものによっては胸の高さとか）ぐらいまである、結構大きいタンクですが、液体窒素をドボドボ注ぎ、写真右側にあるラックに、チューブを入れた箱を入れて、タンク内に入れて保管する（何か写真の大きさの比率がおかしくてラックの方が大きく（＝全部入る余地がないように）見えますが、それは拡大率の違いなだけで、ラックは全部タンクの中に吊るせる形（てっぺんの曲がった持ち手が、タンクの上部に引っ掛けられる）になっています）、って感じですね。
ちなみに面白いことに、大腸菌を凍結する場合は、「一気に冷凍」が推奨されています。
なぜでしょうね…？
培地の違いか、あるいは細胞の違いか、理由は今ひとつピンと来ませんが、コンピを作るときなんかは、最終ステップで菌体をチューブに入れた後、液体窒素をたっぷり入れた容器（発泡スチロールの箱とか適当な）にチューブをポンと投げ入れ、揚げ物みたいに一瞬で凍らせる感じ（音も、揚げ物みたいにジュワ～って感じ）ですけど、これは結構面白いです。
…ってところで、次回は大腸菌で増やしたDNAを取り出す方法についてごく簡単に見てみる予定です。
