DNA コピー数の求め方

式

コピー数 = (質量 (ng) × 6.022 × 10²³) ÷ (長さ (bp) × 660 × 10⁹)

660 g/mol は二本鎖 DNA の塩基対 1 つの平均質量（一本鎖 DNA は塩基あたり約 330、RNA は 340）、6.022 × 10²³ はアボガドロ数、10⁹ はナノグラムをグラムに直す係数です。分子が長いほど、1 ng に含まれるコピーは少なくなります。

計算例

5,000 bp のプラスミド 1 ng には何分子ありますか？

1. モル質量：5,000 × 660 = 3.3 × 10⁶ g/mol。
2. モル数：1 × 10⁻⁹ g ÷ 3.3 × 10⁶ g/mol = 3.03 × 10⁻¹⁶ mol。
3. コピー数：3.03 × 10⁻¹⁶ × 6.022 × 10²³ = 1.8 × 10⁸ コピー。

覚えておくと便利な目安：1 kb 断片 1 ng は約 9 × 10⁸ コピー、1 bp なら 1 ng で 9 × 10¹¹ なので、これを bp 単位の長さで割ります。

コピー数から質量へ

式を変形すると、質量 (ng) = コピー数 × 長さ × 660 × 10⁹ ÷ 6.022 × 10²³。同じプラスミド 10⁶ コピーなら、10⁶ × 5,000 × 660 × 10⁹ ÷ 6.022 × 10²³ = 5.5 × 10⁻³ ng、つまり 5.5 pg です。

qPCR の検量線

絶対定量には、コピー数のわかったスタンダードが必要です。プラスミド濃度を測り、µL あたりのコピー数に換算し、たとえば 10⁸ から 10² コピー/µL まで 10 倍段階希釈を作ります。サンプルと一緒に測定し、Ct を log コピー数に対してプロットすると、傾きが −3.3 に近い直線（効率 100%）になるはずです。直鎖化したプラスミドは超らせん状より正確なスタンダードになり、tRNA や酵母 RNA などのキャリアを加えると、低コピーの希釈液がチューブ壁に吸着するのを防げます。

計算ツール

DNA コピー数の計算は、任意の長さの DNA や RNA についてナノグラムとコピー数を相互に換算します。A260 の読みから濃度を求めるには DNA 濃度の計算を、絶対定量ではなく相対定量には ΔΔCt 計算を使います。