Southern Northern BlottingとWestern blottingの主な違いは、Southern blottingがDNAを、Northern blottingがRNAを同定するのに対し、Western blottingはタンパク質を同定することである。
Southern、Northern、Westernは、試料中の特定のDNA、RNA、タンパク質分子を検出するために用いられる3つのブロッティング技術です。
ブロッティングでは、高分子はゲルから膜に移され、検出を助ける特定の核酸または抗体と結合させられる。
主な対象分野
- サザンブロッティングとは
– 定義、プロセス、応用 - ノーザンブロッティングとは
– 定義、操作方法、応用 - ウェスタンブロッティングとは
– 定義、操作方法、応用 - サザンノーザンブロッティング、ウェスタンブロッティングの共通点とは
– 共通点の概要 - サザン・ノーザン・ブロットとウェスタン・ブロットの違いは何か
– 主な違いの比較
サザンブロッティングとは
サザンブロッティングとは、DNAの混合物から特定のDNA配列を検出するための手法です。
サザンブロッティングの基本的な手順は以下の通りです。
電気泳動 – ゲル電気泳動により、DNAサンプルをサイズに基づいた明確なバンドに分離する。
転写-ニトロセルロース膜をゲルに接触させ、毛細管現象によりDNAバンドを膜上に移動させる。
特異的配列の検出 – メンブレン上の標的配列は、ハイブリダイゼーションプローブと呼ばれる特異的で標識されたオリゴヌクレオチド配列とハイブリダイズされる。
ハイブリダイゼーションプローブは、100-500 bp の短い一本鎖 DNA 分子です。
ストリンジェンシーは、ハイブリダイゼーションバッファーの温度と塩濃度に依存し、ハイブリダイゼーションに影響を与える。
ストリンジェンシーは温度と塩濃度に依存し、高温・低塩濃度のストリンジェンシーはハイブリダイゼーションの特異性を高め、低温・高塩濃度のストリンジェンシーは特異性を低下させる。
サザンブロッティングの主な目的は、サンプル中の特定のDNA配列を検出することである。
この技術は、DNA指紋鑑定、親子鑑定、被害者の特定、犯罪者の特定などに利用されています。
また、特定の遺伝子の同定、RFLP（制限断片長多型）、突然変異、遺伝子再配列の同定、遺伝病、感染症などにも利用されている。
ノーザンブロッティングとは
ノーザンブロッティングとは、RNAの混合物から特定のRNAを検出するための技術です。
ノーザンブロッティングの基本的な手順は以下の通りです。
電気泳動 – RNAサンプルを大きさに応じてバンドに分離する。
転写-毛細管現象により、ゲル内のRNAバンドをメンブレンに転写する。
特異的配列の検出 – DNAで構成された標識オリゴヌクレオチドプローブとのハイブリダイゼーションにより、標的RNA配列を検出する。
図2：ノーザンブロット法
ノーザンブロッティングは、サンプル中の特定のRNA配列を同定できるため、遺伝子発現研究に利用できる。
また、病気の診断にも役立ちます。
ウェスタンブロッティングとは
ウエスタンブロットとは、タンパク質の混合物から特定のアミノ酸配列を検出するために用いられるブロッティング技術です。
ウェスタンブロッティングの基本的な手順は以下の通りです。
電気泳動 – SDS PAGE により、個々のタンパク質をバンド状に分離する。
転写-ゲル内のタンパク質バンドをブロッティングによりメンブレンに転写する。
タンパク質の検出 – 分離したタンパク質を含むメンブレンを、特定のタンパク質にのみ結合する一次抗体とインキュベートします。
一次抗体の検出には、西洋わさびペルオキシダーゼ（HRP）やアルカリホスファターゼなどの酵素で標識された二次抗体を使用します。
基質とインキュベートすると、酵素の作用により、膜上の特定領域への抗体の結合が可視化される。
図3: ウェスタンブロッティング
ウェスタンブロッティングは、プロテインブロットまたはイムノブロッティングとも呼ばれます。
試料中のタンパク質の数、血清中の細菌やウイルスの存在、血清中のHIV抗体の存在などを確認することができます。
また、欠陥のあるタンパク質を検出することもできます。
さらに、ウェスタンブロッティングは、B型肝炎、クロイツフェルト・ヤコブ病、ライム病、ヘルペスの決定的な検査法です。
サザン・ノーザンとウェスタン・ブロッティングの類似点
- サザンブロッティング、ノーザンブロッティング、ウェスタンブロッティングは、サンプル中の特定の種類の高分子を同定するために用いられる3つのブロッティング技術です。
- ブロッティング技術の3つのステップは、電気泳動、転写、検出です。
- 各技術は、過剰な、対応する高分子との変性とブロッキングを必要とします。
- 各技術は、バイオテクノロジーや医療に応用されています。
サザン・ノーザンとウェスタンブロッティングの違い
定義
サザンブロッティングはDNAの特定配列を同定する方法、ノーザンブロッティングはサザンブロッティングを応用してRNAの特定配列を相補的DNAとのハイブリダイゼーションにより検出する方法、ウェスタンブロッティングはタンパク質の特定アミノ酸配列を同定するためのブロッティング方法です。
開発元
Southern blotting は 1975 年に Edward M. Southern によって開発された。
Northern blottingは1979年にAlwineらによって、Western blottingは1979年にStanford大学のGeorge Starkのグループによって開発された。
検出された分子
サザンブロッティングは特定のDNA配列を、ノーザンブロッティングは特定のRNA配列を、ウェスタンブロッティングは特定のタンパク質を検出する。
ゲル電気泳動
サザンブロッティングではアガロースゲル電気泳動、ノーザンブロッティングでは変性ホルムアルデヒドアガロースゲル、ウェスタンブロッティングではSDS PAGEによる電気泳動が行われます。
ブロッティング方法
サザンブロッティング、ノーザンブロッティングは毛細管現象を利用し、ウェスタンブロッティングは電気的な転写を利用します。
プローブ
サザンブロッティングではDNAプローブを、ノーザンブロッティングではcDNAプローブを、ウェスタンブロッティングでは一次抗体と二次抗体を使用します。
アプリケーション
サザンブロッティングは、特定の遺伝子配列の同定やDNAフィンガープリントに使用されます。
ノーザンブロッティングは遺伝子発現解析に、ウェスタンブロッティングは疾患診断に使用されます。
結論
サザンブロッティングは特定のDNA配列を、ノーザンブロッティングは特定のRNA配列を、ウェスタンブロッティングはサンプル中の特定のタンパク質配列を同定するものです。
従って、3つのブロッティング技術の主な違いは、検出する高分子の種類です。
