【生命科学】アガロースゲル電気泳動【用語解説】

生命科学

アガロースゲル電気泳動は、DNARNAなどの核酸を分離し、そのサイズを決定するために広く使用される生化学的手法です。この方法は、アガロースゲルと呼ばれる多孔性の媒体を利用し、電場をかけることで核酸分子を移動させ、分離します。

原理

アガロースゲル電気泳動は、核酸分子をサイズに基づいて分離する一般的な方法です。核酸分子は電気陰性を持つため、電場中で陽極に向かって移動します。アガロースゲルは多孔性で、小さい分子ほど速くゲルを通過します。

サンプルがRNAの場合は、ホルムアルデヒドを用いた電気泳動を行います。RNAは高次構造を形成しているため、そのままではゲル上での移動がサイズに比例しません。そこで、ホルムアルデヒド電気泳動は、サンプルにホルムアルデヒドを加え、また、ホルムアルデヒドを含むゲルを使用してRNA二次構造を壊してRNAのサイズに基づいて分離します。

実験手順(DNA)

  1. アガロースゲルの準備①:アガロース粉末をTAEバッファー溶液等とともに加熱し、溶解させた後、ゲル型に流し込んでコームをさして固化させます。
  2. アガロースゲルの準備②:アガロースの濃度は通常重量パーセントで1%ですが、分離したい核酸のサイズによって0.5%〜2%程度まで変更可能です。
  3. サンプルのロード:準備したゲルのウェルにDNAのサンプルを適量加えます。
  4. 電気泳動電源を接続し、一定時間電気泳動を行います。
  5. 染色と可視化:EtBr等の特定の染色液を用いてゲル中のDNAを染色し、UVトランスイルミネーターなどで可視化します。

実験手順(RNA)

  1. ゲルの準備: ホルムアルデヒドを含むアガロースゲルを作成します。通常のアガロースゲルより柔らかいことに注意します。またホルムアルデヒドは毒性があることにも注意します。
  2. サンプルの準備: RNAサンプルにホルムアルデヒドを加え、65℃程度で15分ほど加熱して二次構造を壊します。
  3. 電気泳動: 電気泳動装置にゲルをセットし、RNAサンプルをロードして電気泳動を行います。
  4. 染色と可視化: ゲル中のRNAをEtBr等の特定の染色液で染色し、RNAバンドを可視化します。

分子量の推定

核酸の分子量は、電気泳動後の移動距離とλ/HindIIIなどの既知の分子量マーカーとの比較によって推定されます。

PAGEとの比較

アガロースゲル電気泳動は、ポリアクリルアミドゲル電気泳動PAGE)と比較されることが多いです。PAGEは主にタンパク質の分離に用いられます。PAGEタンパク質の分離をする実験はSDS-PAGEと呼ばれます。

問題点や課題とその対応策

応用

アガロースゲル電気泳動は、遺伝子クローニングPCR産物の確認、遺伝子発現解析など多様な分野で応用されています。

まとめ

アガロースゲル電気泳動は、生命科学研究における基本的な技術の一つであり、分子生物学の実験で広く利用されています。そのシンプルさと高い効率性は、研究者にとって重要なツールを提供しています。

参考書籍

バイオ実験基本セット

バイオ実験イラストレイテッド

生命科学基礎セット

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