長鎖DNA合成技術

長鎖DNAを構築は、独自開発したOGAB法という遺伝子集積技術を用いた^1),2)。本方法は、枯草菌のプラスミド形質転換系を利用した多重DNA断片の集積法で、DNA断片の末端に設計した３～４塩基の特異性を利用して、最大で50個を超えるDNA断片を一度の連結操作で連結する。従来は、このDNA断片の合成を受託DNA合成会社に委託していたが、50個のDNA断片を同時に発注しようとすると、多くのDNA断片は問題なく合成される一方で、合成されない・できない断片が出てきて、最終的に必要なすべてのDNA断片を準備するのに２カ月という長期間を要していた。

そこで、DNA断片の調達時間を短縮するために、化学合成から構築した長鎖DNAの大量調製までの一貫工程を実施可能なトータルシステムを整備し、全体を俯瞰した技術開発を行った。個別には、日本テクノサービス（株）との共同研究により、長鎖DNAの合成に特化した、低コストでハイスループットなDNA化学合成機を開発した。また、化学合成したDNAを、相補性を利用して張り合わせて伸長するために、新規のPCR方法を開発し、どのような配列であっても３日程度で二本鎖のDNAを準備することが可能となった。これを一旦大腸菌でクローニングし、塩基配列が正しいクローンのみを選択してOGAB法の材料に用いるが、この大腸菌クローニングの工程も、液体分注ロボットによる大幅な自動化を達成した。これらの研究開発の結果、30 kb程度の長鎖DNAを、２週間程度という期間で、１塩基当たり数円のコストで、製造できるようになり、従来の時間コスト、金銭コストの大幅な削減を達成した。

産業界などへのアピールポイント

OGAB法は、従来時間がかかっていたり、あるいは、GC含量などが高いなどの理由により合成できなかった長鎖DNAを短期間に低コストで合成することが可能です。本研究開発で得られた成果は、神戸大学発ベンチャー会社の（株）シンプロジェンでの受託長鎖DNA合成事業により事業化されました。