サザンブロッティングは、サンプル内の特定のDNAフラグメントを検出するために使用される手法です。ブロッティング技術には、ゲル電気泳動によるサイズに基づくDNAフラグメントの分離、サイズ分画されたDNAサンプルのフィルターメンブレンへの転写、特定のDNAフラグメントと標識された配列特異的プローブのハイブリダイズ、および標識されたバンドの検出が含まれます。

サンプル中の特定のDNAの同定に加えて、特定のタイプのDNAのサイズと存在量もサザンブロッティングによって決定できます。この記事では、サザンブロッティングに関連するプロセスについて説明します。

対象となる主要分野

1.サザンブロッティングとは –定義、原則、アプリケーション 2.サザンブロッティングはどのように機能しますか –サザンブロッティングのプロセス

重要な用語：DNA、ゲル電気泳動、ハイブリダイゼーションプローブ、ナイロンメンブレン、制限消化、サザンブロッティング

サザンブロッティングとは

サザンブロッティングは、サンプル中の特定のDNAの同定に使用されるハイブリダイゼーション技術です。この手法は、1975年にEdward M. Southernによって最初に開発されました。このプロセスは、サンプル内の特定のDNA配列のDNA配列、サイズ、および存在量を識別します。

サザンブロッティングメンブレンを図1に示します。

図1：サザンブロッティングメンブレン

サザンブロッティングの応用

サザンブロッティングの用途を以下に説明します。

1. 特定のDNAフラグメントを検出するには
2. 特定のDNAフラグメントを分離するには
3. 突然変異と遺伝子再配列を特定するには
4. RFLPアッセイ（制限酵素断片長多型）
5. 遺伝病を特定するには
6. 感染性病原体を特定するには
7. 親子鑑定
8. 犯罪者を特定するためのDNAフィンガープリント

サザンブロッティングはどのように機能しますか

サザンブロッティングでは、ゲル電気泳動によるサイズに基づいたDNAフラグメントの分離、メンブレンへの転写、標識された配列特異的プローブとのハイブリダイズ、および標識されたバンドの検出が行われます。サザンブロッティングの手順を以下に説明します。

1. DNA消化 – DNAサンプルを制限酵素で消化してDNAフラグメントを取得し、これらのフラグメントをPCRで増幅します。
2. ゲル電気泳動–DNAフラグメントはゲル電気泳動によってサイズ分画されます。
3. 変性 – DNAが分画されたゲルをNaOHまたはHClに浸して、二本鎖DNAを変性させます。
4. ブロッティング –ゲル内のDNAフラグメントは、ブロッティングと呼ばれるプロセスによって正に帯電したナイロンメンブレンに転写されます。
5. ベーキングとブロッキング – DNAフラグメントを含む吸い取り紙を焼き、DNAをメンブレンに固定します。次に、ウシ血清アルブミン（BSA）またはカゼインで処理することにより、占有されていない結合部位を飽和させます。
6. 標識プローブとのハイブリダイゼーション – DNA結合メンブレンは、目的のDNAフラグメントに相補的なヌクレオチド配列を含む標識プローブで処理されます。ハイブリダイゼーションプローブは一般に100〜500 bpの長さで、放射性ヌクレオチドで標識されています。
7. オートラジオグラムによる可視化 –プローブに結合したメンブレンをオートラジオグラムで可視化し、目的のDNAフラグメントのパターンを取得します。

図2：サザンブロッティング

サザンブロッティングの全プロセスを図2に示します。

結論

サザンブロッティングは、サンプルから特定のDNA配列を同定する際に使用されるハイブリダイゼーション技術です。このプロセスでは、DNAサンプルが制限酵素によって分画され、混合物がゲル上で実行されます。次に、ゲルのバンディングパターンがナイロンメンブレンに転写され、標識プローブとハイブリダイズします。これにより、目的のフラグメントを検出できます。

リファレンス：

1.「サザンブロッティング」。サーモフィッシャーサイエンティフィック、こちらから入手できます。

画像提供：

1.BojanŽunarによる「サザンブロットメンブレン」– Commons Wikimedia2による自作（CC BY-SA 4.0）。 「図170105」CNXOpenStax –（CC BY 4.0）CommonsWikimedia経由