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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.
- DNA 시료를 제한 효소[1]로 여러개의 절편으로 조각조각 절단한다.
- 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.
- 겔 내부에 있는 이중 나선을 단일 나선으로 변성시킨다.
- 이 나열된 형태를 여과지로 전이시킨다.
- 탐지하고자 하는 DNA와 상보적인 DNA 탐침(probe)을 제조한다. 탐침은 검출을 위해 방사성 동위원소로 표지되어있다.
- 여과지와 탐침을 플라스틱 봉지에 넣어 충분한 시간동안 혼성화를 진행시킨다. 관심있는 DNA절편과 탐침이 다시 이중나선을 형성한다.
- 마지막으로 X선 필름에 여과지를 감광시켜 특정 DNA의 존재를 확인한다.
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.