Related to this point, care must be taken when selecting the type of Taq DNA polymerase used for allele-specific PCR. PCR technology has advanced considerably in recent years, and a wide variety of Taq DNA polymerases are now commercially available, with prices ranging from relatively low to high. In general, higher enzyme fidelity is associated with higher cost. However, this fidelity depends in part on the presence of 3′→5′ exonuclease activity in the DNA polymerase. In other words, when a misincorporation occurs during DNA extension, the error is corrected before further extension proceeds, thereby increasing replication fidelity (Taniguchi, 2005). In the allele-specific PCR method used here, mismatches are intentionally introduced into the primers. Therefore, when a DNA polymerase with 3′→5′ exonuclease activity, such as Ex Taq, is used, these intentionally introduced mismatches may be corrected, allowing DNA extension to proceed and ultimately resulting in a loss of allele specificity. Therefore, in the allele-specific PCR method used in this study, it was necessary to use a Taq DNA polymerase lacking 3′→5′ exonuclease activity. In contrast, in experiments that require high fidelity, such as DNA sequencing, it is desirable to use enzymes with the highest possible fidelity, despite their higher cost. However, for allele-specific PCR, I deliberately took advantage of the relatively low fidelity of Taq DNA polymerase (Ayyadevara et al., 2000). At the laboratory where I was working at the time, most graduate students and researchers were using high-fidelity DNA polymerases such as Ex Taq, and as a result, a considerable amount of conventional Taq DNA polymerase remained unused in the refrigerator. For the allele-specific PCR performed in this study, I was therefore able to use this leftover Taq DNA polymerase, which ultimately allowed me to conduct the experiments at low cost. At least in this case, it is clear that a more expensive reagent does not necessarily yield better results.
(translated version of the post on November 02, 2021)
これと関連してなのですが、対立遺伝子特異的PCRに用いるTaq DNAポリメラーゼの種類についても注意が必要です。PCR法も最近ではかなり進歩していて、PCRに用いるTaq DNAポリメラーゼにもいろいろな種類が市販されており、値段もピンからキリまであると思います。精度の高い酵素ほど高い傾向があるのではないかと思いますが、その精度の高さの一部は、DNAポリメラーゼの持つ3’→5’ エクソヌクレアーゼ(exonuclease)活性にも依存している場合があります。つまり、DNAが伸長しているときに読み間違いがおこると、その誤りを修復してからさらに伸長していくために、精度が上がるわけです(谷口, 2005)。ここで採用した対立遺伝子特異的PCR法の場合、わざわざミスマッチをプライマーに含めているわけですから、エクソヌクレアーゼ活性を有する、例えばEx TaqのようなDNAポリメラーゼを用いてしまうと、わざわざ含めるように設計したミスマッチを修復してDNAを伸長させてしまうことになるため、その対立遺伝子特異性が失われてしまうことになるわけです。なので、今回の私が用いた対立遺伝子特異的PCR法の場合には、エクソヌクレアーゼ活性のないTaq DNAポリメラーゼを使わなければならないことになります。DNAの塩基配列の決定のような、できるだけ高い精度が求められる通常の実験では、できるだけ精度の高い、それゆえ高価な材料をできれば使いたいものなのでしょうが、今回の対立遺伝子特異的PCRの場合には、むしろ相対的に精度が高くないというTaq DNAポリメラーゼの性質を利用しているわけです(Ayyadevara et al., 2000)。当時お世話になっていた研究室では、みんなEx Taqのような精度の高いポリメラーゼを使っていたので、Taq DNAポリメラーゼが冷蔵庫の中に大量に残っていたと記憶しています。なので、私が行っていた対立遺伝子特異的PCRでは、その残りもののTaqポリメラーゼを使わせてもらい、結果的に安価に実験をすることができたと思います。少なくとも今回の研究に限っていえば、高ければ何でもいいというわけではないことになります。
(2021年11月2日のポストを再掲)