Southern印迹(Southern blot)
/ SUTH-ern blot /
一块凝胶上可能拖着成千上万条DNA片段的拖影,而你想知道某一特定序列——比如某个特定基因——是否存在、携带它的片段又有多大。光靠凝胶无法告诉你;每条片段看起来都一样。Southern印迹是一种巧妙的办法,去问“我的序列在这块凝胶的哪里?”并得到一个清晰的答案。
这个方法有四步。第一,在凝胶上按大小分离DNA片段。第二,把它们从松软的凝胶转移(印迹)到一张结实的膜上,并保留各自的位置——毛细作用把缓冲液从凝胶里向上吸,把DNA带到膜上,就像墨水渗到吸墨纸上。第三,把膜浸在标记过的探针里:一段与你要寻找的序列互补的单链DNA。探针只与含有匹配序列的片段杂交——即碱基配对。第四,检测探针(靠放射性,或一种颜色或光信号),它会精确点亮携带你序列的那条带。于是印迹把大海捞针中看不见的针,变成一条在已知大小处可见的单一条带。
Southern印迹由埃德温·萨瑟恩于1975年发明,是一座里程碑——它是在复杂基因组中检测特定DNA序列的第一种方法。几十年来它一直是确认某基因是否存在、计数其拷贝、检测突变或重排、以及法医DNA指纹鉴定的标准。PCR和测序在日常工作中已大体取代了它,但它的核心思想——分离、印迹、用探针杂交、检测——是其同名亲属的模板:Northern印迹(用于RNA)和Western印迹(用于蛋白)。
要检验一名患者是否带有某基因缺失,你把他的基因组DNA酶切,在凝胶上跑开,印迹到膜上,再用该基因的探针杂交。健康人显出预期的条带;若该基因缺失,则没有条带亮起——这个“缺失”本身就是答案。
标记过的探针只点亮携带其匹配序列的那条DNA带。
这个助记法并非地理上的巧合:“Southern”是发明者的姓氏,而Northern和Western是拿它开的俏皮双关——它们并不是真正的方位。