昨日で北京オリンピックが終わった。オリンピックの開会式では、閉会の頃にはオミクロン株はもう収束の途にあると思っていたが、今日現在、感染者数は思ったほど下がっていないし、重症者数、死者数は高止まりで推移している。今日は今更ではあるがＰＣＲ検査について調べてみた。
１．ＤＮＡとＲＮＡ
まず、新型コロナウイルスはＲＮＡウイルスであるが、ＤＮＡとＲＮＡについて確認しておく。
上図はＤＮＡとＲＮＡの構造を示している。ＤＮＡは縄ばしごを捩って螺旋にした形をしており、このはしごの踏み板のところが塩基対となっている。一方でＲＮＡはＤＮＡを塩基対の結合部で分離した形となっている。ＲＮＡやＤＮＡが遺伝情報を保持しながらコピーできる理由は、この塩基が４種類（Adenine,Thymine,Guanine,Cytosine)と決まっており、かつペアを組む相手が決まっている（AdenineとThymine、GuanineとCytosine）からである。
２．ＰＣＲ検査
まずＰＣＲは Polymerase Chain Reactionの略で、日本語に訳せば「ポリメラーゼ連鎖反応」となる。ポリメラーゼとは、ＤＮＡやＲＮＡをコピーする酵素であり、従って ポリメラーゼ連鎖反応 とは、ＤＮＡやＲＮＡを１本から２本、２本から４本へと連鎖的に倍々に増幅させる反応である。そしてＰＣＲとは一般に、この連鎖反応により、ＤＮＡサンプルの特定領域を数百万倍から数十億倍に増幅する技術を意味する。因みに２の２０乗がおよそ１００万、２の３０乗がおよそ１０億である。
上図はＰＣＲ法の原理を示している。ＰＣＲ法には３つのステップがあり、この３ステップを何回も繰り返す。
ステップ１：高温にしてＤＮＡの２本鎖を分離させる
ステップ２：温度を下げると、増幅したい部分の起点となるプライマ（注）がくっつく
ステップ３：ポリメラーゼ（複製酵素）により４種類の塩基が次々と繋がって行く
（注）プライマとは、増幅させたい領域の先端に付くように作られた人工ＤＮＡである。（例えば、新型コロナウイルス増幅では、「スパイク蛋白質の１００番目アミノ酸位置から増幅したいので、プライマの塩基配列は＊＊＊とする」というように設計し作成する）
上図はリアルタイムＲＴ－ＰＣＲ法の原理を示す。まずRTとはReverse Transcriptionの略で、逆転写を意味する。新型コロナウイルスはＲＮＡウイルスであるので、ＲＴ工程で逆転写によりＤＮＡを作成しておき、その後ＰＣＲ工程に進む。このリアルタイム方式では、試薬を入れ、その試薬の蛍光量をリアルタイムに表示する。検知したい塩基配列が増幅されればされるほど蛍光量も増すので、蛍光量が基準を越えたことをもってリアルタイムに陽性判定できる。
