事件現場に残された毛髪のDNAから、犯人を特定することはできるか。2年生の生物の授業では、犯罪捜査を題材に、遺伝子解析の基本技術であるPCR法を用いた実験に取り組みました。今回、生徒たちは鑑識官になりきり、事件現場に残されたDNAと4人の容疑者のDNAを比較。科学的な証拠から事件の謎に迫りました。

DNAは非常に小さく、肉眼で直接見ることのできない分子です。しかし、特定のDNA領域を人工的に増幅（増やすこと）し、電圧をかけて移動させる「電気泳動」という技術を使うことで、DNAを長さごとに分離し、目に見える形で検出することができます。
 

新型コロナウイルス感染症の検査でも広く知られるようになった「PCR法」は、ごく微量のDNAから、特定の領域だけを大量に増幅できる技術です。今回は、PCR法と電気泳動を組み合わせ、実験をおこないました。

実験では、マイクロリットル（µL）単位のごく微量な試料を扱います。「マイクロ（µ）」は100万分の1を表す単位で、1µLはわずか0.001mL。専用のマイクロピペットを使って、微量の液体を正確に量り取ります。ほんのわずかな操作の違いが実験結果に影響するため、正確さと慎重さが求められます。生徒たちは、マイクロピペットの操作はすでに学んでいるので、慣れた手つきで実験に取り組んでいました。

最終的に得られたDNAサンプルを、容疑者ごとに「電気泳動装置」で分離します。電圧をかけてDNAを長さごとに分離し、染色することで、それまで目に見えなかったDNAが鮮やかなバンド（帯）として浮かび上がります。試料の中に存在すると信じて、慎重に扱ってきた見えないDNA。その存在が目に見えるバンドとして現れた瞬間、実験の成功を実感した生徒たちからは「やった！」と歓声が上がりました。

PCR法は、新型コロナウイルス感染症の検査を通じて広く知られるようになりましたが、実際にどのような技術なのかを理解している人は少ないのではないでしょうか。PCR法は、温度を段階的に変化させる操作を繰り返すことで、特定のDNA領域を大量に増幅する技術です。しかし、その過程は目に見えず、教科書だけでは理解しにくい面もあります。
 

学んだ理論を、実際に手を動かして確かめることで、知識と体験が結びつき、理解が深まります。本校の理科の授業では、身近な材料を使った実験から高度な遺伝子解析技術を扱う実験まで、実験を通した学びを大切にしています。