최근 수정 시각 : 2023-01-20 12:46:34

서던 블로팅

분자생물학· 생화학
Molecular Biology · Biochemistry
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젤 전기영동(gel electrophoresis)과 핵산 혼성화(nucleic acid hybridization)를 조합한 방식으로 아가로오스평판으로 전기이동한 DNA 단편을 니트로셀룰로오스막에 옮긴 후 그 막에 방사선 표지를 한 DNA 또는 RNA를 혼성화시켜 목적하는 DNA를 검출하는 방법을 말한다. 1975년에 에드윈 서던(E.M Southern)이 개발한 방법이라고 하여 '서던 블로팅'이라고 한다.

대략적인 순서를 요약하면 다음과 같다.
  1. DNA 시료를 제한 효소[1]로 여러개의 절편으로 조각조각 절단한다.
  2. 잘게 절단된 DNA절편들을 홈이 파여진 아가로스 겔(Agarose gel)[2]의 홈에 넣고 전류를 흘려주면 DNA가 (-)를 띄고 있기 때문에 전기적으로 끌려 이동하게 된다. 이때 크기가 큰 DNA절편은 느리게 이동하고 크기가 작은 DNA절편은 빠르게 이동하기 때문에 DNA가 사이즈 별로 나열된다.
  3. 겔 내부에 있는 이중 나선을 단일 나선으로 변성시킨다.
  4. 이 나열된 형태를 여과지로 전이시킨다.
  5. 탐지하고자 하는 DNA와 상보적인 DNA 탐침(probe)을 제조한다. 탐침은 검출을 위해 방사성 동위원소로 표지되어있다.
  6. 여과지와 탐침을 플라스틱 봉지에 넣어 충분한 시간동안 혼성화를 진행시킨다. 관심있는 DNA절편과 탐침이 다시 이중나선을 형성한다.
  7. 마지막으로 X선 필름에 여과지를 감광시켜 특정 DNA의 존재를 확인한다.
오늘날에는 브로민화 에티듐(ethidium bromide; EtBr)처럼 이중 나선의 염기층 사이에 삽입(intercalation)되면서 자외선 등의 여기광(excitation light)에 의해 형광을 내는 물질이 개발되어, 실험자의 건강을 위해[3] 3번 이후의 방사성 동위원소를 이용한 염색법은 사실상 안 쓰인다.[4] 전기영동이 끝난 젤을 적절히 희석한 EtBr 용액에 10분 정도만 담가놔도 DNA가 충분히 염색이 되어 확인이 가능하다. 게다가 자외선보다 더 긴 파장에서 발광하는 물질도 개발되어 핵산 검출 실험은 굉장히 안전하고 젤에서 단리하는 과정도 매우 편리해졌다.

여기에서도 과학자들의 네이밍 센스를 알 수 있는데( 오래살아라든가, 주당, 소닉 헤지호그 단백질, 개구린, 피카츄린같은) 서던 블로팅은 DNA를 검출할 때 사용하는 방법인데 이것과 같은 원리로 RNA를 검출해내는 방법을 노던 블로팅(Northern blotting)이라고 한다. 또한 비슷한 원리로 단백질을 검출하는 방법은 웨스턴 블로팅(Western blotting)이라고 한다.[5] 그리고 이스턴 블로팅(Eastern blotting)은 단백질의 번역 후 수정과정을 찾기 위한 방법이라고 한다.
[1] DNA의 특정 염기 배열을 인식하여 절단한다. [2] 우리가 알고 있는 한천이 맞다. 좀 더 정밀한 전기영동을 해야 할 때는 폴리아크릴아미드(polyacrylamide)로 겔을 만든다. [3] 방사성 동위원소를 이용하는 실험을 진행할 경우, 실험자는 주기적으로 피폭량 검사를 받아야 하며, 연중 피폭량이 일정 수치를 넘어가면 실험을 하고 싶어도 할 수 없게 되어있다. [4] 그런데 사실 EtBr도 그다지 안전하다고는 할 수 없는 게, DNA의 이중 나선 사이에 끼어들어갈 수 있다는 것은 곧 DNA에 변이를 일으킬 우려가 있다는 것을 의미한다. 실제로 EtBr은 대표적인 발암물질 중 하나이다. [5] 항체를 이용해서 특정 단백질을 검출하는 방법이라서 면역블로팅(Immunoblotting)이라고도 부른다.

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