JPH10127284A - プラスミドdnaの単離方法 - Google Patents
プラスミドdnaの単離方法Info
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- JPH10127284A JPH10127284A JP23731297A JP23731297A JPH10127284A JP H10127284 A JPH10127284 A JP H10127284A JP 23731297 A JP23731297 A JP 23731297A JP 23731297 A JP23731297 A JP 23731297A JP H10127284 A JPH10127284 A JP H10127284A
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Abstract
別な装置を必要とせずに簡単な操作で精製プラスミドD
NAを効率よく得る方法を提供すること。 【解決手段】 1mM〜100mMのトリス(ヒドロキ
シメチル)アミノメタンと10mM〜50mMのエチレ
ンジアミン四酢酸のアルカリ金属塩を含有するpH7.
0〜10.0のトリス−EDTA緩衝液中にハイドロキ
シアパタイト粒子を懸濁させ、この懸濁液中に、溶菌操
作の後に得られるRNAとプラスミドDNAを含む溶液
を添加することにより該ハイドロキシアパタイト粒子に
RNAを吸着させて除去し、液中のプラスミドDNAを
エタノール沈殿法などによって分離する。
Description
において最も基本的な操作の一つである核酸からプラス
ミドDNAを単離する方法に関する。
目的のDNAを組み込んで培養し、目的のDNAを大量
に調製する方法は、遺伝子工学分野において最も頻繁に
行われている操作の一つである。現在、大腸菌からのプ
ラスミドベクターの回収は、溶菌操作の後ゲノムDNA
と蛋白質等を取り除いてRNAとプラスミドDNAの混
合物を得ることによって行われ、その方法としては、ア
ルカリ−SDS法をはじめとしていくつかの方法が知ら
れている。RNAとプラスミドDNAの混合物からさら
に精製プラスミドDNAを得るためには、イオン交換樹
脂を用いたカラム分離法、塩化セシウム密度勾配超遠心
法などが一般的に用いられている。しかしながら、イオ
ン交換樹脂を用いたカラム分離法では目的とするプラス
ミドDNAが多量の溶離液で希釈されるため、溶離され
たプラスミドDNAの濃縮が煩雑であった。また、塩化
セシウム密度勾配超遠心法では、大がかりな装置で高い
回転数で長時間遠心処理を行うため、細心の注意を要
し、煩雑であり、また、経済的でなかった。
ラスミドDNAを含む溶液から特別な装置を必要とせず
に簡単な操作で精製プラスミドDNAを得る方法を提供
することを目的とする。
リス(ヒドロキシメチル)アミノメタンとエチレンジア
ミン四酢酸のアルカリ金属塩を含む特定pH範囲の緩衝
液を作用させると、RNAはリン酸カルシウム系化合物
粒子に吸着されるのに対し、プラスミドDNAは吸着さ
れないことを見出し、この知見に基づいて完成したもの
である。すなわち、本発明によるプラスミドDNAの単
離方法は、1mM〜100mMのトリス(ヒドロキシメ
チル)アミノメタンと10mM〜50mMのエチレンジ
アミン四酢酸のアルカリ金属塩を含むpH7.0〜1
0.0の緩衝液中にCa/P比が1.0〜2.0のリン
酸カルシウム系化合物粒子を懸濁させ、この懸濁液中
に、溶菌操作の後に得られるRNAとプラスミドDNA
を含む溶液を添加することにより該リン酸カルシウム系
化合物粒子にRNAを吸着させ、懸濁液の上清からプラ
スミドDNAを回収することを特徴とする。
ロマトグラフィーによって単離する方法に関し、この方
法は、Ca/P比が1.0〜2.0のリン酸カルシウム
系化合物粒子をクロマトグラフィー用カラムに充填し、
1mM〜100mMのトリス(ヒドロキシメチル)アミ
ノメタンと10mM〜50mMのエチレンジアミン四酢
酸のアルカリ金属塩を含むpH7.0〜10.0の緩衝
液で平衡化した後、溶菌操作の後に得られるRNAとプ
ラスミドDNAを含む溶液及び1mM〜100mMのト
リス(ヒドロキシメチル)アミノメタンと10mM〜5
0mMのエチレンジアミン四酢酸のアルカリ金属塩を含
むpH7.0〜10.0の緩衝液を順次通水し、流出液
からプラスミドDNAを回収することを特徴とする。
系化合物は、Ca/P比が1.0〜2.0のものであれ
ば、特に制限はなく、例えば、Ca10(PO4)6 (O
H)2、Ca10(PO4)6 F2 、Ca10(PO4)6 Cl2、
Ca3(PO4)2 、Ca2 P2 O7 及びCa4 O(PO4)
2 のうちから選ばれた1種又は2種以上を使用すること
ができる。これらのうち安定性や吸着性能の点からCa
/P比が1.5〜1.8のものが好ましく、Ca/P比
が1.67のハイドロキシアパタイトを主成分とするも
のが最も好ましい。フッ素アパタイトを用いる場合、全
リン酸カルシウム系化合物中のフッ素含有率が5重量%
以下であるのが好ましい。フッ素含有率が5重量%を超
えると、フッ素の溶出が起こり好ましくない。これらの
リン酸カルシウム系化合物は、公知の方法で合成するこ
とができる。
合物粒子は、その平均粒径が1μm〜1mmの範囲にあ
り、かつBET法による比表面積が1〜300m2 /
g、好ましくは5〜300m2 /gの範囲内にあるもの
が好ましい。平均粒径が1μmより小さいと、取扱いが
困難であり、比表面積が1m2 /gより小さいと、低比
表面積のため充分な吸着性能が得られない。一方、平均
粒径が1mmより大きく、比表面積が300m2 /gよ
り大きいと、それぞれ充填密度の低下、不均一な凝集体
の発生などの理由から性能が劣化する。上記のようなリ
ン酸カルシウム系化合物は、種々のカルシウム化合物及
びリン酸化合物を出発原料として合成し、造粒乾燥した
後分級することにより製造することができる。上記の条
件に適合した粒子を得るには、多孔質顆粒とすることが
必要となることもあるが、多孔質顆粒は、常法で製造す
ることができる。
ン酸カルシウム系化合物粒子に核酸成分中のRNAを吸
着させ、プラスミドDNAは吸着させないために、1m
M〜100mMのトリス(ヒドロキシメチル)アミノメ
タンと10mM〜50mMのエチレンジアミン四酢酸の
アルカリ金属塩を含むpH7.0〜10.0の緩衝液中
にCa/P比が1.0〜2.0のリン酸カルシウム系化
合物粒子を懸濁させ、この懸濁液中に、溶菌操作の後に
得られるRNAとプラスミドDNAを含む溶液を添加す
る。溶菌操作は、アルカリ−SDS法など、任意の公知
の方法で行うことができる。溶菌操作により大腸菌中の
ゲノムDNAや菌体の構成成分としての蛋白質や脂質を
除去し、残りのプラスミドDNAとRNAを主として含
む溶液を用いる。
の濃度が1mM未満であると、緩衝作用がないため、溶
液のpHが補償されない。また、100mMを超える
と、プラスミドDNAのリン酸カルシウム系化合物粒子
への吸着が起こる。また、本発明に用いる緩衝液は、ト
リス(ヒドロキシメチル)アミノメタンの他に、10m
M〜50mM、好ましくは20mM〜40mMのエチレ
ンジアミン四酢酸のアルカリ金属塩を含有するが、エチ
レンジアミン四酢酸のアルカリ金属塩の濃度が10mM
未満では、リン酸カルシウム系化合物粒子に対するRN
Aの吸着は起こらず、50mMを超えると、プラスミド
DNAとRNAが共にリン酸カルシウム系化合物粒子に
吸着されてしまう。
ノメタンとエチレンジアミン四酢酸のアルカリ金属塩
(以下、EDTAと記すこともある)を含有する緩衝液
(以下、トリス−EDTA緩衝液と記すこともある)の
pHを7.0〜10.0にするのが好ましい。このpH
が7より低いとリン酸カルシウム系化合物粒子にRNA
が吸着されず、pHが10より高いと、プラスミドDN
Aが吸着されてしまう。すなわち、上記pH範囲にある
緩衝液を用いたときに、RNAがリン酸カルシウム系化
合物粒子に吸着され、プラスミドDNAが液中に精度よ
く残る。上記pH範囲に調製するには、トリス(ヒドロ
キシメチル)アミノメタンは、pH5.0〜9.0とし
て用いるのが好ましく、例えば、塩酸などの酸及び/又
は0.1M水酸化ナトリウムなどのアルカリを用いて上
記pH範囲に調整する。なお、水酸化ナトリウムは、E
DTAを溶解する作用があるので、添加することが好ま
しい。
として添加したものであるが、同時にリン酸カルシウム
系化合物からカルシウムイオンを遊離させてRNAがリ
ン酸カルシウム系化合物粒子に吸着され、かつプラスミ
ドDNAが吸着されない条件を同時に達成する点で非常
に画期的である。
Aがリン酸カルシウム系化合物粒子に吸着され、プラス
ミドDNAだけがトリス−EDTA緩衝液中に残るの
で、この溶液からのプラスミドDNAの回収は、エタノ
ールなどを用いたアルコール沈殿法などの方法で容易に
行うことができる。上記のようなリン酸カルシウム系化
合物粒子をクロマトグラフィー用カラムに充填してお
き、液体クロマトグラフィーによってプラスミドDNA
を核酸成分から容易に単離することもでき、その際プラ
スミドDNAは充填剤に吸着されず、流出液中に含まれ
る。クロマトグラフィーを行う場合、カラムにリン酸カ
ルシウム系化合物粒子を充填し、予め平衡化してから、
RNAとプラスミドDNAを含む試料溶液を注入し、分
離操作を行うが、その際、平衡化と分離操作の両方に同
じ濃度及びpHのトリス−EDTA緩衝液を用いるのが
好ましい。
に説明するが、本発明はこれによって制限されるもので
はない。
( Stratagene 社の商品名)ベクターをJM109コン
ピテントセルに形質転換し、50μg/mlのアンピシ
リンを含むLB−寒天培地上で37℃で一昼夜培養して
単一コロニー株を得た。これを50μg/mlのアンピ
シリンを含むLB培養液中で37℃で一昼夜振盪培養し
て菌体を得た。この菌体を遠心分離したのち、アルカリ
−SDS法により核酸濃度200μg/mlのプラスミ
ド−RNA混合溶液(以下、試料溶液と称する。)を得
た。表1に示す濃度のトリス(ヒドロキシメチル)アミ
ノメタン−塩酸塩と表1に示した濃度のエチレンジアミ
ン四酢酸ナトリウムを含有し、0.1M水酸化ナトリウ
ムで表1に示すpHに調製したトリス−EDTA緩衝液
70μl中に平均粒径20μm、比表面積50m2 /g
のハイドロキシアパタイト20mgを懸濁させ、試料溶
液を15μl添加し、室温で5分間振盪した。その後、
懸濁液の上清を回収し、0.8%アガロースゲル電気泳
動を行い、臭化エチジウム染色により核酸成分の分析を
行い、表2に示す結果を得た。
mM〜100mMのトリス(ヒドロキシメチル)アミノ
メタン塩酸塩と10mM〜50mMのエチレンジアミン
四酢酸のアルカリ金属塩を含有するpH7.0〜10.
0のトリス−EDTA緩衝液を用いて高純度の精製プラ
スミドDNAを得ることができたが、特にEDTA濃度
が20〜40mMである場合に、好結果が得られた。
シアパタイトをクロマトグラフィー用カラムに充填し、
実施例2と同様の濃度及びpHのトリス−EDTA緩衝
液でカラム内を洗浄し、実施例1に記載した溶菌操作後
のプラスミド−RNA混合溶液を試料溶液とし、この試
料溶液及び上記トリス−EDTA緩衝液をカラム容積の
3倍量通水し、これを溶離液とした。溶離液を回収し、
0.8%アガロースゲル電気泳動を行ない、臭化エチジ
ウム染色により拡散成分の分析を行った結果、プラスミ
ドDNAの存在を確認した。
て得られる、RNAとプラスミドDNAを含む溶液から
特別な装置を必要とせずに簡単な操作で精製プラスミド
DNAを効率よく得ることができる。また、イオン交換
樹脂を用いるカラム分離法などに比べて、溶離操作を必
要としないため操作工程が少なくてすみ、プラスミドD
NAをアルコール沈殿法などにより容易に濃縮、精製す
ることができる。
Claims (7)
- 【請求項1】 1mM〜100mMのトリス(ヒドロキ
シメチル)アミノメタンと10mM〜50mMのエチレ
ンジアミン四酢酸のアルカリ金属塩を含むpH7.0〜
10.0の緩衝液中にCa/P比が1.0〜2.0のリ
ン酸カルシウム系化合物粒子を懸濁させ、この懸濁液中
に、溶菌操作の後に得られるRNAとプラスミドDNA
を含む溶液を添加することにより該リン酸カルシウム系
化合物粒子にRNAを吸着させ、懸濁液の上清からプラ
スミドDNAを回収することを特徴とするプラスミドD
NAの単離方法。 - 【請求項2】 緩衝液のpHが、酸及び/又はアルカリ
の添加により調整されたものである請求項1記載のプラ
スミドDNAの単離方法。 - 【請求項3】 リン酸カルシウム系化合物粒子が1μm
〜1mmの平均粒径及び1〜300m2 /gのBET法
による比表面積を有する粒子である請求項1記載のプラ
スミドDNAの単離方法。 - 【請求項4】 Ca/P比が1.0〜2.0のリン酸カ
ルシウム系化合物粒子をクロマトグラフィー用カラムに
充填し、1mM〜100mMのトリス(ヒドロキシメチ
ル)アミノメタンと10mM〜50mMのエチレンジア
ミン四酢酸のアルカリ金属塩を含むpH7.0〜10.
0の緩衝液で平衡化した後、溶菌操作の後に得られるR
NAとプラスミドDNAを含む溶液及び1mM〜100
mMのトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンと10
mM〜50mMのエチレンジアミン四酢酸のアルカリ金
属塩を含むpH7.0〜10.0の緩衝液を順次通水
し、流出液からプラスミドDNAを回収することを特徴
とするプラスミドDNAの単離方法。 - 【請求項5】 緩衝液のpHが、酸及び/又はアルカリ
の添加により調整されたものである請求項4記載のプラ
スミドDNAの単離方法。 - 【請求項6】 平衡化と分離操作とに、同じ濃度及びp
Hの溶液を用いる請求項4記載のプラスミドDNAの単
離方法。 - 【請求項7】 リン酸カルシウム系化合物粒子が1μm
〜1mmの平均粒径及び1〜300m2 /gのBET法
による比表面積を有する粒子である請求項4記載のプラ
スミドDNAの単離方法。
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