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ライゲーションで小さなDNA分子の方が結合効率が高い理由 トピック削除
No.7535-TOPIC - 2019/01/04 (金) 21:46:41 - PPP
一般的に大きなDNA分子よりも小さなDNA分子の方が
ライゲーション効率が高いと言われます。

これは一体どういう原理によるものなのでしょうか?

人に聞いたり、メーカーに問い合わせたりなどしてみましたが、
答えは得られませんでした。

ライゲーションにおいて、PEGを入れることで分子の拡散を抑え、
反応効率を抑えるということが一般的に行われますが、
分子が大きい方が、拡散速度が小さいので、逆に反応効率が上がるような気がするのですが
なぜなのでしょうか?

あと、分子サイズのライゲーション効率に関してどのような関係性がありますか?
DNA長さが10倍になるとライゲーション効率は何分の1くらいになるものなのですか?
 
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(無題) 削除/引用
No.7535-12 - 2019/01/05 (土) 19:38:59 - asan

同じモル数で換算する場合だと、末端の数は分子量が小さいものの方が総体的なDNA量に対して総体的に多くなるため、確率的に邪魔が減るのではないかなあと思います。

DNAの反応も抗体抗原反応も結局は邪魔者との結合に対するS/Nでしかないのであれば、一定のキャリアーDA等があった方が安定する極低濃度の範囲を除けばできるだけ目的物どうしが多い方がいいのかと思います。

もちろん一般的な形質転換による効率という場合はそれ以外にも色々なステップが絡みますから環状化も含めて小さい方が圧倒的に効率が良いのかもしれません。

ただし、2物間の抗体IPとかの場合はバッチでやるよりもどちらかを固相化した方が効率が圧倒的に良い傾向にもあるので、水中(次元)反応よりどちらか一方の自由度が制限されてた方が効率が良い場合もあると思います。

いずれにせよ、一般論で言われる大きさとかの話はあくまで経験則的なものが主に根拠担ってると思うので、厳密にどのステップのどの反応の効率をどう比較するかというのまで言及しようとすれば古い論文でパラメーターを議論してるものはあるのではないかともいます。

極論言えば、生体内でのポリメラーゼの反応、転写因子の結合、dsDNAの切断やHDR,NHEJなどの活性を認識して修復するメカニズムなんかでも同じような理論が存在してくるのでね。

実際、クローニングに限っていうと個人的な感覚としてはT4による5塩基程度の末端の ligationより15塩基ぐらいの凸末端のハイブリダイゼーションの方がはるかに効率は高い気もします。あくまで感覚的なものですが。

(無題) 解決済み 削除/引用
No.7535-11 - 2019/01/05 (土) 10:42:05 - PPP
ありがとうございます。

やはり、単に環状化の効率が上がるだけなのですよね
恐らく、説明してくれた人が勘違いして覚えていたのではないかと思います

(無題) 削除/引用
No.7535-10 - 2019/01/05 (土) 02:53:25 - おお
>分子長が短いほどライゲーション効率が上がるというのは
>これらのうち環状化だけなのでしょうか?

そうですね。コンストラクションの話の場合は。ライゲーションというけど実際はポジティブなTransformation活性ということでしょう。

>制限酵素で閉環化したプラスミドにベクターを挿入する際に
>長いベクターよりも短いベクターの方が挿入されやすいと聞きました。

ベクターを中心にしてインサートが長ければ入れにくい、つまり環状のLigationが成立しにくい。
逆にインサートを中心に(長さを固定したりして)ベクターの長さを考えるのとベクター中心に考えるのとで違いがあると思いますか?

>短いベクターの方が、ベクター同士の線形化ライゲーションの頻度も上がると聞きました。

そうとは私は思いません。もちろんどんな状況を想定して言っているのかわからないし、私も理屈と感覚だけの部分がありますのでのでその人の発言が間違っているとまで言いません。たとえば分子数ベースで同じ濃度において比較すると線形化ライゲーションは長いほうが有利と思います。長いほうが近くにあるベクター断片の末端に届きやすいですよね。

(無題) 削除/引用
No.7535-9 - 2019/01/04 (金) 22:29:30 - しおりん
>長いベクターよりも短いベクターの方が挿入されやすいと聞きました。

これは環状化の話で説明できるのでは?

>短いベクターの方が、ベクター同士の線形化ライゲーションの頻度も上がると聞きました。

モル数が同じであれば、短い分子の方が分子間:分子内のライゲーション効率は後者に傾くはずだと思いますが。短い分子の方が同じ質量だとモル数が多くなるという話でしょうか。

(無題) 削除/引用
No.7535-8 - 2019/01/04 (金) 22:24:57 - PPP
プラスミドベクターにインサートを挿入
です

それで、ご回答をよろしくお願いいたします。

(無題) 削除/引用
No.7535-7 - 2019/01/04 (金) 22:22:41 - しおりん
まだわからない。

>プラスミドにベクターを挿入する際に

(無題) 削除/引用
No.7535-6 - 2019/01/04 (金) 22:22:10 - PPP
タイプミスです

制限酵素で閉環化したプラスミド

制限酵素で開環化したプラスミド

修正しようとしましたが、
連投禁止と言われ書き込みできませんでした

(無題) 削除/引用
No.7535-5 - 2019/01/04 (金) 22:21:11 - しおりん
ちょっと何を言ってるかわからない。

>制限酵素で閉環化したプラスミドにベクターを挿入する際に

(無題) 削除/引用
No.7535-4 - 2019/01/04 (金) 22:17:10 - PPP
ご回答ありがとうございます。


いくつか確認したいのですが、
ライゲーションには
線形化(分子間ライゲーション)と環状化(分子内・セルフライゲーション)の二種類があります。

分子長が短いほどライゲーション効率が上がるというのは
これらのうち環状化だけなのでしょうか?
もし、そうなら、原理は理解できます。

しかし、人に聞いた話では、
制限酵素で閉環化したプラスミドにベクターを挿入する際に
長いベクターよりも短いベクターの方が挿入されやすいと聞きました。
また、短いベクターの方が、ベクター同士の線形化ライゲーションの頻度も上がると聞きました。

この情報は間違いでしょうか?

(無題) 削除/引用
No.7535-3 - 2019/01/04 (金) 22:09:55 - おお
>一般的に大きなDNA分子よりも小さなDNA分子の方が
>ライゲーション効率が高いと言われます。

>これは一体どういう原理によるものなのでしょうか?

セルフライゲーションに環境が近いからじゃないかなと勝手に創造しています。

>ライゲーションにおいて、PEGを入れることで分子の拡散を抑え、
>反応効率を抑えるということが一般的に行われますが、

拡散を抑えるのでしょうけど、水分子がPEGと相互作用することでDNAと相互作用する水分子がへり、環境的に局所濃度があがるのだと勝手に想像してます。また分子の拡散は抑えられても、長いほうが末端の自由度が高く片方がプラスミドとライゲーションされてももう一方がそのプラスミドに接近する機会も短いものより低いでしょう。たとえば違うプラスミド分子にライゲーションされてしまうとか。

(無題) 削除/引用
No.7535-2 - 2019/01/04 (金) 22:01:54 - しおりん
2分子のライゲーションの結果として環状分子ができるためには、まずそれぞれの一端が溶液中で出会ってライゲーションされるところから始まります。その過程は分子の大小には関係ないでしょう。その後、一端同士がライゲーションされた分子が環状化するためには、他端同士がライゲーションする必要があるわけですが、これはしなやかな糸で結ばれた両端が出会う確率ですから、糸が短ければ短いほど両端の濃度が高いのと同じことになり、出会う確率は高くなることになります。他の分子と出会うイベントとの競合関係にある場合は、特に。

ライゲーションで小さなDNA分子の方が結合効率が高い理由 削除/引用
No.7535-1 - 2019/01/04 (金) 21:46:41 - PPP
一般的に大きなDNA分子よりも小さなDNA分子の方が
ライゲーション効率が高いと言われます。

これは一体どういう原理によるものなのでしょうか?

人に聞いたり、メーカーに問い合わせたりなどしてみましたが、
答えは得られませんでした。

ライゲーションにおいて、PEGを入れることで分子の拡散を抑え、
反応効率を抑えるということが一般的に行われますが、
分子が大きい方が、拡散速度が小さいので、逆に反応効率が上がるような気がするのですが
なぜなのでしょうか?

あと、分子サイズのライゲーション効率に関してどのような関係性がありますか?
DNA長さが10倍になるとライゲーション効率は何分の1くらいになるものなのですか?

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