Dnaの-20℃と-80℃での保存を比較する。長期的なサンプル完全性を確保するには？

長期的なサンプル完全性のために、-20℃と-80℃の両方がゲノムDNAの保存に効果的ですが、意図された保存期間とサンプルの価値に基づいて異なる目的を果たします。標準的な-20℃の冷凍庫は数か月から数年間の日常的な保存に適していますが、超低温の-80℃冷凍庫はアーカイブ保存のゴールドスタンダードであり、数十年間にわたるサンプルの安定性を保証します。

-20℃と-80℃の選択は、基本的に時間に関する決定です。あなたの目標はDNAを劣化させる分子活性を停止させることであり、-80℃はこれをはるかに完全に達成するため、交換不可能な長期サンプルアーカイブにとって唯一適切な選択肢となります。

核心原則：劣化の停止

違いを理解するためには、まずDNAサンプルに対する主要な脅威である酵素活性と化学的分解について理解する必要があります。温度を下げることは、これら両方に対する最も強力なツールです。

温度が重要な理由

DNAは非常に安定した分子ですが、不活性ではありません。室温や4℃であっても、時間の経過とともにいくつかのプロセスが分解を開始する可能性があります。サンプルを凍結させることは、本質的にこれらの破壊的なプロセスを一時停止させます。

主な脅威：ヌクレアーゼ

DNAに対する最も差し迫った危険は、DNA鎖を切断する酵素であるDNaseです。これらは精製中に汚染物質として導入されたり、サンプル中に内因性的に存在したりする可能性があります。凍結はそれらの活性を遅らせますが、超低温のみがそれらの活性を完全に停止させるのに効果的です。

遅い脅威：化学的加水分解

非常に長い時間スケール（数年から数十年）では、DNAは脱プリン化のような遅い化学反応によっても損傷を受ける可能性があり、これは糖リン酸骨格から塩基が失われることです。このプロセスは、酸性条件下および水分の存在によって促進されます。サンプル中の水を凍結させることは、このプロセスを劇的に遅らせます。

-20℃と-80℃の保存の比較

温度の違いは任意に見えるかもしれませんが、残存する分子活性の速度に大きな影響を与えます。

-20℃：日常業務の標準

-20℃の冷凍庫は、ほとんどの分子生物学研究室の主力製品です。この温度はほとんどの生物学的活性を停止させるのに十分であり、数年以内に使用されるDNAの作業用ストックに完全に適しています。

-20℃で適切に保存されたゲノムDNAは、PCR、クローニング、その他の標準的なアプリケーションに対して優れた品質を維持します。これは短期から中期の保存のための信頼性が高く費用対効果の高い方法です。

-80℃：アーカイブ保存のゴールドスタンダード

-80℃でDNAを保存すると、ほぼすべての酵素的および化学的プロセスが停止します。この温度では、分子運動が最小限であるため、数十年間にわたっても劣化は無視できるほどになります。

これは、長期的なバイオバンキング、交換不可能な臨床サンプルの保存、または将来の非常に高感度な技術を使用する研究のためのDNAのアーカイブに必要な温度です。これはサンプルの完全性に対して可能な限り最高の保証を提供します。

トレードオフとベストプラクティスの理解

温度自体は、成功する保存戦略のほんの一部にすぎません。保存の文脈は、同じくらい重要です。

バッファーはオプションではない

精製されたDNAを長期凍結のために水中で保存してはなりません。水は緩衝されていないため、凍結時にpHが低下し、時間の経過とともに酸触媒による加水分解（脱プリン化）を促進する可能性があります。

必ずTE（Tris-EDTA）のようなバッファーを使用してください。Trisは安定したpHを維持し、EDTAは実質的にすべてのDNaseの必須補因子である二価カチオン（Mg²⁺など）を捕捉するキレート剤です。TEバッファー中での保存は、サンプルを保護するための重要かつ簡単なステップです。

凍結融解サイクルの影響

高品質のDNAは複数の凍結融解サイクルに耐えることができますが、このプロセスは無害ではありません。物理的なせん断、汚染、およびサンプルが解凍される際の酵素活性の一時的な機会のリスクをもたらします。

ベストプラクティスは、DNAを少量で使い捨てのアリコートに保存することです。これにより、マスターストックの凍結融解サイクルの回数が最小限に抑えられ、将来の使用のためにその完全性が維持されます。

実用的な要素：コストとアクセス

-20℃の冷凍庫は普及しており、ランニングコストが安く、どの研究室でも容易にアクセスできます。対照的に、-80℃の超低温冷凍庫は多額の投資であり、より多くのエネルギーを消費し、より多くのメンテナンスが必要です。決定は、サンプルの価値とこれらの実用的な制約とのバランスを取ることになることがよくあります。

サンプルのための正しい選択をする

保存の決定は、サンプルの価値と将来の目標に基づいた意識的な選択であるべきです。

長期アーカイブ（5年以上）または交換不可能なサンプルの保存が主な焦点である場合：最高の安定性を確保するために、TEバッファー中で-80℃でアリコートを保存します。
日常的な分析と最大5年間の保存が主な焦点である場合：TEバッファー中で-20℃で保存することは、信頼性が高く費用対効果の高い方法です。
ごく短期間の作業（数日から数週間）が主な焦点である場合：TEバッファー中で4℃での保存は許容されますが、長期的な解決策ではありません。

実験のタイムラインに合わせて保存戦略を合わせることで、貴重なサンプルの完全性を長年にわたって保証できます。

要約表：

保存温度	最適用途	標準的な期間	主な考慮事項
-20℃	日常業務、作業用ストック	数か月～5年	費用対効果が高い、PCRなどの標準的なアプリケーションに適している
-80℃	アーカイブ、交換不可能なサンプル	数十年（長期）	ほぼすべての劣化を停止させる、バイオバンキングや臨床サンプルに最適