Maybe it's your phone, your laptop, your drawing tablet, but for me, it is the copy machine.

携帯電話、ノートパソコン、お絵かきタブレットかもしれないが、私にとってはコピー機だ。

Oh, the copy machine.

ああ、コピー機ね。

I know it's not possible, but I can promise you that whenever the copy machine was aware of my presence, that's when it decided to malfunction.

ありえないことだとわかっているが、コピー機が私の存在に気づくときはいつも、故障を決めたときだと断言できる。

Especially if it knew I was short on time.

特に、私が時間がないことを知っていればなおさらだ。

And of course, when it jams, the fancy copy machines will even tell you what is wrong and how to fix it, but my experience with trying to follow the instructions of fixing the copy machine makes it worse, and then by that point, there's a line, and you feel your heart pounding, and you're embarrassed because now you've jammed it for everyone.

しかし、私の経験では、コピー機の修理の指示に従おうとすると、さらに悪化し、その時点で行列ができ、心臓がドキドキするのを感じる。

Yeah, so while I've developed an appreciation and respect for the copy machine, I've definitely tried to limit my use of it over the years.

コピー機に対する感謝と尊敬の念を抱きつつも、私は長年にわたってコピー機の使用を制限しようとしてきた。

Saves paper, anyway.

とにかく紙の節約になる。

You may be wondering why is she spending so much time on this?

なぜ彼女はこんなことに時間を費やしているのかと思うかもしれない。

Well, I want to call your attention to a technology, a biotechnology, that works almost like an amazing, and fancy, copy machine.

さて、私はある技術、バイオテクノロジーに注目してもらいたい。それは、ほとんど驚くべき、そして空想的なコピー機のように機能するものである。

Except not for something on paper.

紙に書かれたもの以外はね。

No, it's for DNA.

いや、DNAのためだ。

This biotechnology is PCR, Polymerase Chain Reaction, or PCR for short.

このバイオテクノロジーがPCR、ポリメラーゼ連鎖反応、略してPCRである。

It provides a way to make more copies of a portion of DNA.

DNAの一部のコピーを増やす方法を提供する。

Lots and lots and lots of DNA copies, and this technology does not need to happen in a cell either.

たくさんのDNAがコピーされ、この技術は細胞内で起こる必要はない。

In fact, it can happen in a test tube.

実際、それは試験管の中でも起こりうる。

And so you may wonder, number one, how does PCR work, and number two, why?

PCRはどのように機能するのだろうか？

Why make more copies of some specific portion of DNA?

なぜDNAの特定の部分のコピーを増やすのか？

So let's briefly answer those two questions.

では、この2つの質問に簡単に答えよう。

To answer the first question, the how does this work question, let's talk about what we need first before we get to the steps of how it works.

最初の質問、つまりどのように機能するのかという質問に答えるために、どのように機能するのかというステップに入る前に、まず必要なものについて話そう。

We need the DNA portion that we want to make copies of.

コピーを作りたいDNAの部分が必要なのだ。

We need some kind of buffer to put it in, and then we need things that would be necessary to make more copies of the DNA.

それを入れるための何らかの緩衝液が必要だし、DNAのコピーを増やすために必要なものも必要だ。

So think about what that might mean from our DNA replication video.

DNA複製のビデオを見て、それが何を意味するか考えてみよう。

We'll need primers.

プライマーが必要だ。

We're called it primers, help DNA polymerase, a building enzyme, know where to go to start its building.

DNAポリメラーゼ（DNAを構築する酵素）が、その構築を開始するためにどこに行くべきかを知る手助けをする。

We need DNA polymerase, the building enzyme.

DNAポリメラーゼが必要だ。

Fun fact, the DNA polymerase used is often a heat-resistant type of DNA polymerase as PCR uses heat.

面白いことに、PCRは熱を使うので、使用するDNAポリメラーゼは耐熱性のものが多い。

Typically, the polymerase chosen for the job is Taq polymerase, a type of heat-resistant DNA polymerase.

通常、ポリメラーゼは耐熱性DNAポリメラーゼの一種であるTaqポリメラーゼが選ばれる。

Taq polymerase is originally from a type of bacteria that can handle and live in really high temperatures in nature, in hot springs.

Taqポリメラーゼはもともと、自然界の高温、つまり温泉に生息するバクテリアの一種に由来する。

Pretty cool.

かなりクールだ。

We also need DNA nucleotides for the DNA polymerase to build with.

また、DNAポリメラーゼが構築するためのDNAヌクレオチドも必要だ。

So we can look at the PCR sequence in three major steps.

つまり、PCRの塩基配列を大きく3つのステップに分けて見ることができる。

We'll illustrate with one double-stranded DNA molecule here, and let's assume this is what we want replicated.

ここでは1本の2本鎖DNA分子で説明し、これが複製されたいものだと仮定しよう。

Step 1.

ステップ1.

Denaturation.

変性。

You've heard that word denature before, right?

変性という言葉を聞いたことがあるだろう？

When we were talking about enzymes?

酵素の話をしたとき？

One way we had talked about denaturing enzymes was using heat, and heat is what we will use in this step.

酵素を変性させる方法のひとつに、熱を使うという話があった。

This step involves the addition of heat needed to separate the two strands of the DNA molecule.

このステップでは、DNA分子の2本の鎖を分離するために必要な熱を加える。

Step 2.

ステップ2.

Annealing.

アニーリング。

Okay, so this word means something a little different in biology.

さて、この言葉は生物学では少し違った意味を持つ。

Basically, this is when the two DNA strands that now have been separated by that heat are going to be cooled and be joined by the primers.

基本的には、この熱によって分離された2本のDNA鎖が冷却され、プライマーによって結合される。

The temperature for this step should allow the primers to bind to the specific segment of DNA that you want to amplify, which means make copies of.

このステップの温度は、プライマーが増幅したいDNAの特定のセグメントに結合できる温度でなければならない。

Step 3.

ステップ3.

DNA synthesis.

DNA合成。

Remember, synthesis means to make something.

合成とは何かを作ることだ。

With DNA synthesis, we're going to make more copies of DNA, and to do so, DNA polymerase will begin to work on both of these strands and it will use the DNA nucleotides as its building material to amplify the DNA.

DNA合成では、DNAのコピーを増やそうとする。そのためにDNAポリメラーゼはこれらの鎖の両方で働き始め、DNAのヌクレオチドを構成材料としてDNAを増幅する。

We should note that the temperature at this step may be a little warmer than the previous step.

このステップの温度は、前のステップより少し高いかもしれない。

It needs to be a temperature that is ideal for the specific DNA polymerase used.

使用する特定のDNAポリメラーゼにとって理想的な温度である必要がある。

Now after finishing one cycle of this, you have two double-stranded DNA molecules, right?

この1サイクルを終えると、2本の二本鎖DNA分子ができますね？

Similar to how it would be in DNA replication within a cell.

細胞内でのDNA複製と同じようなものだ。

But you can repeat this now, except this time, you now have two double-stranded DNA molecules to start with.

しかし、今度は二本鎖DNA分子が2つあることを除いて、これを繰り返すことができる。

So you repeat with the denaturation, annealing, and DNA synthesis steps.

変性、アニーリング、DNA合成のステップを繰り返すわけだ。

Now you have four double-stranded DNA molecules.

これで4本の二本鎖DNA分子ができた。

You repeat the steps again.

また同じことを繰り返す。

Now you have eight.

これで8人だ。

And if the process is automated by a machine, which, why yes, they do have in science catalogs, you can actually do this fairly quickly.

そして、もしそのプロセスが機械によって自動化されるなら、そう、科学カタログにはあるのだが、実際にはかなり迅速にこれを行うことができる。

Which brings you to why?

それはなぜか？

Why do this?

なぜこんなことをするのか？

Well, any technology that needs copies of a portion of DNA could find PCR useful, but we'll just mention two examples in our limited time.

まあ、DNAの一部のコピーを必要とする技術であれば、PCRが役に立つ可能性はあるが、限られた時間の中で2つの例を挙げるにとどめよう。

We mentioned DNA fingerprinting in our gel electrophoresis video.

ゲル電気泳動のビデオでDNAフィンガープリンティングについて触れた。

And we mentioned that DNA fingerprinting can be part of a crime scene investigation.

そして、DNA指紋採取が犯罪現場捜査の一部となりうることも述べた。

Well, in order to have enough copies of DNA samples to run in gel electrophoresis to analyze, PCR can be performed to make copies of the fragments of DNA that are found at a crime scene.

ゲル電気泳動で分析するのに十分なDNAサンプルのコピーを得るためには、犯罪現場で見つかったDNA断片のコピーを作るためにPCRを行うことができる。

Another example?

別の例？

Diagnosis of a disease, such as one caused by a virus.

ウイルスによる病気などの診断。

For an especially relevant example, I can mention one of the testing types done for the virus that causes COVID-19.

特に関連性のある例として、COVID-19の原因となるウイルスについて行われた検査のひとつを挙げることができる。

COVID-19 is a pandemic that we're experiencing right now in 2020.

COVID-19は、2020年の今まさに我々が経験しているパンデミックだ。

And the virus that causes COVID-19 is called SARS-CoV-2.

そしてCOVID-19を引き起こすウイルスはSARS-CoV-2と呼ばれている。

You might have heard of one test type that uses a sample from a nose or throat swab in a PCR test.

PCR検査で鼻やのどのぬぐい液からサンプルを採取する検査法を聞いたことがあるかもしれない。

But to be more specific, this test for this virus is a real-time reverse transcription PCR test.

しかし、より具体的に言えば、このウイルスの検査はリアルタイム逆転写PCR検査である。

The reason it has this fancier reverse transcription in there is because this virus uses RNA as its genetic material instead of DNA.

このウイルスがDNAの代わりにRNAを遺伝物質として使うからだ。

And you have to use an enzyme called reverse transcriptase to convert the RNA into DNA.

そして、逆転写酵素と呼ばれる酵素を使ってRNAをDNAに変換しなければならない。

So before we can do the regular PCR steps we've mentioned, we must convert isolated and purified RNA into DNA.

そこで、これまで述べてきた通常のPCRステップを行う前に、単離・精製したRNAをDNAに変換しなければならない。

A specific primer is added that will bind to an area of viral RNA, and then reverse transcriptase is used to convert viral RNA into cDNA, complementary DNA.

ウイルスRNAの領域に結合する特定のプライマーを加え、逆転写酵素を使ってウイルスRNAをcDNA（相補的DNA）に変換する。

Using specific primers and the Taq DNA polymerase, the cDNA can be copied over and over each cycle in the familiar steps we've been mentioning of PCR.

特異的なプライマーとTaq DNAポリメラーゼを使えば、これまで述べてきたようなPCRのステップで、cDNAを何度も何度もコピーすることができる。

See, the goal is you need enough copies of the viral cDNA in order for it to be detectable.

目標は、検出可能なウイルスcDNAの十分なコピーが必要だということだ。

The idea being, if it's a positive result, you have the selective primers binding and you have the Taq DNA polymerase making more and more copies of the viral cDNA each cycle.

つまり、結果が陽性であれば、選択的プライマーが結合し、Taq DNAポリメラーゼが1サイクルごとにウイルスcDNAのコピーをどんどん作っていくということだ。

In addition, specific fluorescent probes are also used for identification.

さらに、特定の蛍光プローブも同定に使用される。

A certain level is needed for identification of a positive result.

陽性の判定には一定のレベルが必要である。

And if the virus' genetic material is not present in the sample, then primers wouldn't bind and there would be no cDNA copies produced.

そして、もしウイルスの遺伝物質がサンプル中に存在しなければ、プライマーは結合せず、cDNAコピーは生成されない。

If you'd like to learn more about this test as far as its limitations and also its complexity as we're being pretty general here, we've included some further reading suggestions in the video details.

もしこのテストの限界や複雑さについてもっと知りたいなら、ビデオにある詳細を読んでほしい。

So those were just two examples of how PCR can be used, but there are many more examples in our suggested further reading links in the video description.

以上、PCRがどのように使われるかを2つの例で説明したが、ビデオの説明文の中にある、さらなる読み物の推奨リンクにはもっと多くの例がある。

Overall, PCR is such a useful and fascinating technology that will likely remain indispensable for future uses.

全体として、PCRはこのように便利で魅力的な技術であり、今後もその利用は不可欠であろう。

And it's a rare day when I pull out that word indispensable.

そして、その不可欠という言葉を引っ張り出す日はめったにない。

Well, that's it for the Amoeba Sisters and we remind you to stay curious.

さて、アメーバ・シスターズについては以上である。

Bye for now.

とりあえず、さようなら。