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ハーシーとチェイスの実験

索引 ハーシーとチェイスの実験

ハーシーとチェイスの実験(ハーシーとチェイスのじっけん)は、1952年にアルフレッド・ハーシーとマーサ・チェイスによって行われた一連の実験である。1944年のによって最初に実証された「デオキシリボ核酸 (DNA) が遺伝物質である」ことを裏付けた。1869年以来DNAの存在こそ生物学者の間でよく知られていたが、当時はその大多数が、遺伝情報の担い手となる物質はタンパク質であろうと考えていた。.

35 関係: 培地培養大腸菌実験宿主寄生川喜田愛郎形質転換微生物ノーベル生理学・医学賞マーサ・チェイスモデル生物リンの同位体トレーサーデオキシリボ核酸ファージ分裂アルフレッド・ハーシーウイルスタンパク質硫黄の同位体細胞培養真正細菌生物学物質遺伝子遺伝情報触媒電子顕微鏡核酸放射性同位体感染1869年1944年1952年

培地

培地(ばいち、medium)とは、微生物や生物組織の培養において、培養対象に生育環境を提供するものである。炭素源やビタミン、無機塩類など栄養素の供給源となる他、細胞の増殖に必要な足場や液相を与える物理的な要素もある。.

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培養

炭疽菌の培養 培養(ばいよう、culture)とは、微生物あるいは多細胞生物の細胞や組織の一部を人工的な環境下で育てることである。多細胞生物を個体単位で育てる場合は飼育や栽培として区別される。本稿では主に微生物の培養を扱う。組織の培養に関しては組織培養を参照。.

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大腸菌

大腸菌(だいちょうきん、学名: Escherichia coli)は、グラム陰性の桿菌で通性嫌気性菌に属し、環境中に存在するバクテリアの主要な種の一つである。この菌は腸内細菌でもあり、温血動物(鳥類、哺乳類)の消化管内、特にヒトなどの場合大腸に生息する。アルファベットで短縮表記でとすることがある(詳しくは#学名を参照のこと)。大きさは通常短軸0.4-0.7μm、長軸2.0-4.0μmだが、長軸が短くなり球形に近いものもいる。 バクテリアの代表としてモデル生物の一つとなっており、各種の研究で材料とされるほか、遺伝子を組み込んで化学物質の生産にも利用される(下図)。 大腸菌はそれぞれの特徴によって「株」と呼ばれる群に分類することができる(動物でいう品種のような分類)。それぞれ異なる動物の腸内にはそれぞれの株の 大腸菌が生息していることから、環境水を汚染している糞便が人間から出たものか、鳥類から出たものかを判別することも可能である。大腸菌には非常に多数の株があり、その中には病原性を持つものも存在する。.

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実験

実験(じっけん、)は、構築された仮説や、既存の理論が実際に当てはまるかどうかを確認することや、既存の理論からは予測が困難な対象について、さまざまな条件の下で様々な測定を行うこと。知識を得るための手法の一つ。 実験は観察(測定も含む)と共に科学の基本的な方法のひとつである。ただ、観察が対象そのものを、その姿のままに知ろうとするのに対して、実験ではそれに何らかの操作をくわえ、それによって生じる対象に起こる変化を調べ、そこから何らかの結論を出そうとするものである。ある実験の結果が正しいかどうかを確かめることを追試という。 工学においては、規範的実験と設計的実験とに分類できる。.

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宿主

宿主(しゅくしゅ、英語:host)あるいは寄主(きしゅ)とは、寄生虫や菌類等が寄生、又は共生する相手の生物。口語では「やどぬし」と訓読されるが、学術用語としては「しゅくしゅ」読みが正式である。.

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寄生

寄生(きせい、Parasitism)とは、共生の一種であり、ある生物が他の生物から栄養やサービスを持続的かつ一方的に収奪する場合を指す言葉である。収奪される側は宿主と呼ばれる。 また、一般用語として「他人の利益に依存するだけで、自分は何もしない存在」や「排除が困難な厄介者」などを指す意味で使われることがある。 「パラサイト・シングル」や経済学上における「寄生地主制」などは前者の例であり、後者の例としては電子回路における「寄生ダイオード」や「寄生容量」といった言葉がある。.

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川喜田愛郎

川喜田 愛郎(かわきた よしお、1909年1月29日 - 1996年12月6日)は、日本の細菌学者、医学史学者。 東京府生まれ。東京帝国大学医学部卒業。1949年千葉大学医学部教授、1968年学長。WHO技術専門職でエジプトのカイロに駐在。ウイルス学、感染病理学、日本脳炎の研究をおこない、医学史の分野で『近代医学の史的基盤』(1977)により日本学士院賞受賞。.

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形質転換

分子生物学において形質転換(けいしつてんかん、Transformation)は、細胞外部からDNA を導入し、その遺伝的性質を変える、またその操作を意味する。 英語のtransformation には上記の意味に加えて、正常な動物細胞が無制限に分裂を行うようになる、つまりがん化の意味(悪性形質転換を参照)や、化生の中で特にダイナミックなもの(幹細胞まで脱分化したり組織の基本形の壁を越えて変化したりするもの)の意味を含み、混同を避けるため、動物細胞への遺伝子導入はトランスフェクション(英:transfection)が通常使用される。またファージやウイルスを用いた遺伝子導入は形質導入(英:transduction)と呼ばれる。 形質転換は、1928年フレデリック・グリフィス(Frederick Griffith)によって肺炎双球菌に対する実験(グリフィスの実験)により発見された。自然界において普通に起こりうる形質転換は実験室内においては人為的に作成出来るようになった。 バクテリアに対する形質転換としては、電気パルスにより瞬間的に細胞に穴を開けるエレクトロポレーション法や、塩化カルシウム存在下でコンピテントセル化した菌を用いる方法が広く使用されている。通常はファージ、プラスミドなどのベクターを用いて外来遺伝子を導入する。植物細胞に対してはアグロバクテリウム、パーティクル・ガン法やエレクトロポレーションがよく使用される。糸状菌などに対してはプロトプラスト-PEG法やエレクトロポレーション法、酵母に対してはLi法などがよく使用される。また、この他にもBiolistic法などもある。 これらの形質転換法は、生物学の研究にとって欠かすことのできないツールである。この形質転換法の開発によって、現在のバイオテクノロジーの発展があった。 応用としては発現誘導プロモーターを用いた転換、ジーントラップ法、エンハンサートラップ法、アクティベーションタギング法などが挙げられる。.

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微生物

10,000倍程度に拡大した黄色ブドウ球菌 微生物(びせいぶつ)とは、肉眼でその存在が判別できず、顕微鏡などによって観察できる程度以下の大きさの生物を指す。微生物を研究する学問分野を微生物学と言う。.

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ノーベル生理学・医学賞

ノーベル生理学・医学賞(ノーベルせいりがく・いがくしょう、Nobelpriset i fysiologi eller medicin)はノーベル賞6部門のうちの一つ。「生理学および医学の分野で最も重要な発見を行った」人物に与えられる。選考はカロリンスカ研究所のノーベル賞委員会が行う。 ノーベル生理学・医学賞のメダルは、表面にはアルフレッド・ノーベルの横顔(各賞共通)、裏面には膝の上に本を広げつつ、病気の少女のために岩から流れる水を汲んでいる医者の姿がデザインされている。.

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マーサ・チェイス

マーサ・カウルズ・チェイス(Martha Cowles Chase、1927年11月30日 - 2003年8月8日)は、アメリカ合衆国オハイオ州クリーブランド出身の遺伝学者である。 父サミュエル・チェイスはケース・ウェスタン・リザーブ大学医学部の教授で、ルースという名の妹がいた。1950年にウースター大学より学士号を取得し、1952年にコールド・スプリング・ハーバー研究所で助手として働いていたチェイスはT2ファージと大腸菌を用いてウイルスが複製するためにはDNAのみが必要であることをカーネギー研究所の遺伝学者アルフレッド・ハーシーと共に証明した(ハーシーとチェイスの実験)。 1953年、テネシー州のオークリッジ国立研究所に職を得る。その後、ロチェスター大学でも奉職した。1950年代の間、チェイスはコールド・スプリング・ハーバー研究所のに属する生物学者による学会に度々出席した。 1959年に南カリフォルニア大学大学院入学。科学者リチャード・エプスタインと結婚し、マーサ・C・エプスタインと改名したが、1年と経たないうちに離婚した。1964年、南カリフォルニア大学より博士号を取得し、その後も同大学で研究を続けたが、私生活と研究生活の苦労から過度の飲酒と喫煙をするようになり、健康を害した。1960年代後半に病気と研究職から解雇されたことを理由にの実家に戻った。 亡くなるまでの数十年間認知症を患い、作動記憶の喪失に苦しんだ。2003年、オハイオ州のロレインにて肺炎で死亡した。.

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モデル生物

モデル生物(モデルせいぶつ)とは生物学、特に分子生物学とその周辺分野において、普遍的な生命現象の研究に用いられる生物のこと。.

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リンの同位体

リンの同位体(リンのどういたい)には、何種類かがあるが、そのうち31Pのみが安定である。 リンの放射性同位体には次のようなものがある。.

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トレーサー

トレーサー(tracer)とは、液体など流体の流れ、あるいは特定の物質(代謝などで化学変化する場合を含む)を追跡するために使われる、微量添加物質や性質である。追跡子(ついせきし)ともいう。.

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デオキシリボ核酸

DNAの立体構造 デオキシリボ核酸(デオキシリボかくさん、deoxyribonucleic acid、DNA)は、核酸の一種。地球上の多くの生物において遺伝情報の継承と発現を担う高分子生体物質である。.

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ファージ

ファージ (Phage) は細菌に感染するウイルスの総称。正式にはバクテリオファージと呼ばれる。 ファージの基本構造は、タンパク質の外殻と遺伝情報を担う核酸 (主に二本鎖DNA) からなる。ファージが感染した細菌は細胞膜を破壊される溶菌という現象を起こし、死細胞を残さない。細菌が食べ尽くされるかのように死滅するため、これにちなんで「細菌(bacteria)を食べるもの(ギリシア語:phagos)」を表す「バクテリオファージ(bacteriophage)」という名がつけられた。 20世紀初頭にアーネスト・ハンキンとフレデリック・トウォートによって独立に発見され、カナダの生物学者フェリックス・デレーユによって溶菌作用が見出された。初期の分子生物学においてモデル生物として盛んに用いられた。またファージのゲノムは改変され、遺伝子導入やDNA断片のライブラリ作成などにも用いられている。有名なファージの一つにはラムダファージ(λファージ)があり、大腸菌に感染する。全ゲノムの解読はラムダファージで行われた(ゲノムプロジェクト)。また、ウイルス粒子が非常に複雑な形態のT4ファージもよく知られている。.

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分裂

分裂(ぶんれつ)というのは、生物学では、生物の体が大きく分かれて数を増やす、無性生殖の方法の一つをさす言葉である。場合によっては、細胞分裂のことを省略して分裂と呼ぶ場合もある。 かつて細菌類は分裂菌植物と呼ばれていた。.

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アルフレッド・ハーシー

アルフレッド・デイ・ハーシー(Alfred Day Hershey、1908年12月4日 - 1997年5月22日)はアメリカ合衆国の微生物学者で遺伝学者。1969年のノーベル生理学・医学賞を受賞した.

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ウイルス

ウイルス()は、他の生物の細胞を利用して、自己を複製させることのできる微小な構造体で、タンパク質の殻とその内部に入っている核酸からなる。生命の最小単位である細胞をもたないので、非生物とされることもある。 ヒト免疫不全ウイルスの模式図.

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タンパク質

ミオグロビンの3D構造。αヘリックスをカラー化している。このタンパク質はX線回折によって初めてその構造が解明された。 タンパク質(タンパクしつ、蛋白質、 、 )とは、20種類存在するL-アミノ酸が鎖状に多数連結(重合)してできた高分子化合物であり、生物の重要な構成成分のひとつである生化学辞典第2版、p.810 【タンパク質】。 構成するアミノ酸の数や種類、また結合の順序によって種類が異なり、分子量約4000前後のものから、数千万から億単位になるウイルスタンパク質まで多種類が存在する。連結したアミノ酸の個数が少ない場合にはペプチドと言い、これが直線状に連なったものはポリペプチドと呼ばれる武村(2011)、p.24-33、第一章 たんぱく質の性質、第二節 肉を食べることの意味ことが多いが、名称の使い分けを決める明確なアミノ酸の個数が決まっているわけではないようである。 タンパク質は、炭水化物、脂質とともに三大栄養素と呼ばれ、英語の各々の頭文字を取って「PFC」とも呼ばれる。タンパク質は身体をつくる役割も果たしている『見てわかる!栄養の図解事典』。.

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硫黄の同位体

硫黄の同位体(いおうのどういたい)には、25種類があるが、そのうち次の4種類のみが安定である。32S (95.02%)、33S (0.75%)、34S (4.21%)、36S (0.02%)。35Sを除くその他の放射性同位体は全て短命である。35Sは大気中の40Arの宇宙線破砕によって生成し、半減期は87日である。標準原子量は32.065(5) uである。 硫黄を含む鉱物ができる時、固体と液体との同位体平衡によって、共に生成する鉱物の間に小さなδS-34値の差が生じる。鉱物間のこの差は、平衡温度を推定するのに用いることができる。共存する炭素と硫黄のδC-13値とδS-34値により、生成時の周囲の環境のpHや酸素フガシティーの値を決定することができる。 多くの森林生態系では、硫黄は大気から供給される。鉱物の風化や蒸発残留岩に由来することもある。典型的な同位体組成を持つ硫黄は汚染源の同定や水文学での追跡に使われる。.

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細胞培養

細胞培養(さいぼうばいよう、cell culture)は、多細胞生物から細胞を分離し、体外で増殖、維持すること。生体外で培養されている細胞のことを培養細胞と呼ぶ。生体から分離し、最初の植え替えを行うまでを初代培養、既存の培養細胞を新たな培養容器へと移し替えて増殖、維持することを継代培養と呼ぶ。細胞を培養するために用いられる組織間液を模した液体を培地と呼ぶ。一般に、間葉系細胞は培養が容易であるのに対して、上皮系組織の細胞の培養は困難である。また、正常細胞に比較して癌細胞は容易に培養することができる。細胞培養における存在形態により培養細胞は接着培養系細胞と浮遊培養系細胞に分類することができる。接着培養系細胞は培養容器に付着し増殖する培養細胞であり、継代には培地交換を行う。浮遊培養系細胞は培地内で浮遊状態で増殖する培養細胞であり、継代の際には培地交換は行わず、希釈培養を行う。特殊な培養法として三次元培養がある。細胞培養において培養を目的としている生物因子以外の生物因子の混入をコンタミネーションと呼び(混入したものが細胞の場合はクロスコンタミネーションと呼ばれる)、細胞の増殖や機能、実験結果に影響を及ぼすため、細胞培養の際は無菌操作が行われる。細胞は生体の一部であるため、培養細胞の研究を介して生命現象の解析をすることができる。また、モノクローナル抗体などのようにある種の物質の生産手段としても細胞培養は利用される。.

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真正細菌

真正細菌(しんせいさいきん、bacterium、複数形 bacteria バクテリア)あるいは単に細菌(さいきん)とは、分類学上のドメインの一つ、あるいはそこに含まれる生物のことである。sn-グリセロール3-リン酸の脂肪酸エステルより構成される細胞膜を持つ原核生物と定義される。古細菌ドメイン、真核生物ドメインとともに、全生物界を三分する。 真核生物と比較した場合、構造は非常に単純である。しかしながら、はるかに多様な代謝系や栄養要求性を示し、生息環境も生物圏と考えられる全ての環境に広がっている。その生物量は膨大である。腸内細菌や発酵細菌、あるいは病原細菌として人との関わりも深い。語源はギリシャ語の「小さな杖」(βακτήριον)に由来している。.

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生物学

生物学(せいぶつがく、、biologia)とは、生命現象を研究する、自然科学の一分野である。 広義には医学や農学など応用科学・総合科学も含み、狭義には基礎科学(理学)の部分を指す。一般的には後者の意味で用いられることが多い。 類義語として生命科学や生物科学がある(後述の#「生物学」と「生命科学」参照)。.

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物質

物質(ぶっしつ)は、.

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遺伝子

遺伝子(いでんし)は、ほとんどの生物においてDNAを担体とし、その塩基配列にコードされる遺伝情報である。ただし、RNAウイルスではRNA配列にコードされている。.

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遺伝情報

遺伝情報(いでんじょうほう)は遺伝現象によって親から子に伝わる情報。DNAの塩基配列情報だけではなくその修飾や、母性mRNA・蛋白質なども含む。いわゆる遺伝子は遺伝情報の担体(遺伝因子)のひとつである。現在では遺伝子がその生物もしくは病原のほとんどの遺伝情報を担っていると考えられている。プリオン、ウイロイドなども遺伝子ではない遺伝因子の分かり易い例としてあげられるであろう。 一般的にはゲノムDNAに書き込まれた塩基配列の情報のことと同義的に使われることが多い。様々な生物種の全ての核酸塩基配列を解読する、ゲノムプロジェクトが進行している。核酸塩基配列の調査は法医学でも用いられるようになってきている。バイオテクノロジーの発達により遺伝子診断などが可能になってきた現在では、個人の遺伝情報の公開や漏洩(ろうえい)などによる倫理的な問題も指摘されている。 Category:遺伝学.

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触媒

触媒(しょくばい)とは、特定の化学反応の反応速度を速める物質で、自身は反応の前後で変化しないものをいう。また、反応によって消費されても、反応の完了と同時に再生し、変化していないように見えるものも触媒とされる。「触媒」という用語は明治の化学者が英語の catalyser、ドイツ語の Katalysator を翻訳したものである。今日では、触媒は英語では catalyst、触媒の作用を catalysis という。 今日では反応の種類に応じて多くの種類の触媒が開発されている。特に化学工業や有機化学では欠くことができない。また、生物にとっては酵素が重要な触媒としてはたらいている。.

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電子顕微鏡

電子顕微鏡(でんしけんびきょう)とは、通常の顕微鏡(光学顕微鏡)では、観察したい対象に光(可視光線)をあてて拡大するのに対し、光の代わりに電子(電子線)をあてて拡大する顕微鏡のこと。電子顕微鏡は、物理学、化学、工学、生物学、医学(診断を含む)などの各分野で広く利用されている。.

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核酸

RNAとDNA、それぞれの核酸塩基 核酸(かくさん)は、リボ核酸 (RNA)とデオキシリボ核酸 (DNA)の総称で、塩基と糖、リン酸からなるヌクレオチドがホスホジエステル結合で連なった生体高分子である。糖の部分がリボースであるものがRNA、リボースの2'位の水酸基が水素基に置換された2-デオキシリボースであるものがDNAである。RNAは2'位が水酸基であるため、加水分解を受けることにより、DNAよりも反応性が高く、熱力学的に不安定である。糖の 1'位には塩基(核酸塩基)が結合している。さらに糖の 3'位と隣の糖の 5'位はリン酸エステル構造で結合しており、その結合が繰り返されて長い鎖状になる。転写や翻訳は 5'位から 3'位への方向へ進む。 なお、糖鎖の両端のうち、5'にリン酸が結合して切れている側のほうを 5'末端、反対側を 3'末端と呼んで区別する。また、隣り合う核酸上の領域の、5'側を上流、3'側を下流という。.

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放射性同位体

放射性同位体(ほうしゃせいどういたい、radioisotope、RI)とは、ある元素の同位体で、その核種の不安定性から放射線を放出して放射性崩壊を起こす能力(放射能)を持つ元素を言う。.

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感染

感染(かんせん、infection)とは、生物の体内もしくは表面に、より体積の小さい微生物等の病原体が寄生し、増殖するようになる事。また、侵入等のその過程。 それによっておこる疾患を感染症という。 単細胞生物もウイルスによる感染を受ける。また、寄生虫の体長は宿主を超える事もある。.

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1869年

記載なし。

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1944年

記載なし。

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1952年

この項目では、国際的な視点に基づいた1952年について記載する。.

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