ゲル電気泳動の欠点

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著者: Peter Berry
作成日: 19 Aug. 2021
更新日: 9 5月 2024
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おうち生物 28.  PCR法と電気泳動 (高校生物)
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ゲル電気泳動は、生体分子を互いに分離し、生物学的研究または医療診断で特定する技術です。 1970年代に開発されて以来、これらの手法は研究対象の遺伝子(DNA)および遺伝子産物(RNAおよびタンパク質)を特定するのに非常に貴重でした。近年、生体システムで何が起こっているかについて、より高い特異性と詳細を与える新しい技術が登場しました。これらは電気泳動技術に取って代わるものではなく、高度な操作によって技術の実行可能性が拡大する可能性がありますが、ゲル電気泳動でできることとできないことを理解することが重要です。

エレクトロフォレシスのサンプル分析は限られています

電気泳動は、採取した組織に特有のものです。たとえば、頬スワブでサザンブロット(電気泳動の一種)を実行する場合、頬の上皮細胞からの遺伝子を見て、体の他の部分は見ません。これは有益な場合もありますが、研究者はより広範囲の効果に頻繁に興味を持っています。

in situハイブリダイゼーション(ISH)などの手法では、組織の一部を採取し、そのサンプルの各小領域で遺伝子発現を分析できます。したがって、研究者はISHでサンプル内のすべての脳領域を見ることができますが、電気泳動技術では一度に少数の領域しか見ることができません。

電気泳動測定は正確ではありません

ゲル電気泳動は、重量の異なる類似のタンパク質を効果的に分離できます(これはウエスタンブロット法と呼ばれる手法です)。 2d電気泳動として知られる技術により、より正確に分離できます。これはプロテオミクスでは一般的です。

残念ながら、この手法で行われた測定はすべて、せいぜい半定量的です。タンパク質の正確な質量(重量)を取得するには、タンパク質を電気泳動で精製した後、質量分析を使用する必要があります。さらに、異なる分子の相対量の比較は、ゲル上の異なるスポットのバンド密度(暗さ)に依存しています。このメソッドにはある程度のエラーがあり、通常はきれいな結果を得るためにサンプルが複数回実行されます。

実質的な開始サンプルが必要です

電気泳動は、さまざまな生体分子を分離して視覚的に識別する技術です。これは、ゲルに電流を流して、異なる重量の荷電分子を分離することによって行われます。興味のある分子が十分に一般的でない場合、そのバンドは実質的に見えず、測定が困難になります。

DNAとRNAは電気泳動を実行する前にいくらか増幅できますが、タンパク質でこれを行うことは実際的ではありません。したがって、これらのアッセイを実行するには、大きな組織サンプルが必要です。これは、特に医療分析において、テクニックの有用性を制限する可能性があります。単一細胞のサンプルで電気泳動を実行することは事実上不可能です。フローサイトメトリーと免疫組織化学は、タンパク質の細胞ごとの発現を評価するためにより一般的に使用されます。 PCRと呼ばれる手法は、微量のRNAを正確に測定するのに優れています。

特定の分子のみを視覚化できます

電気泳動は、中型から大型の生体分子の分離と識別に優れています。しかし、研究者が見たい分子の多くは小さいです。小さなホルモン、神経伝達物質、イオンは電気泳動では測定できません。これには2つの理由があります:電気泳動の準備と適切に反応しない(通常はSDS PAGEと呼ばれる手法)し、たとえそうであっても、小さすぎて適切に分離できず、ゲルの底に飛び出します。代わりに、これらの分子は、RIAA(ラジオイムノアッセイ)やELISA(酵素免疫測定法)などの手法で測定されます。

電気泳動は低スループットです

ゲル電気泳動は一般にスループットが低いため、データを特に迅速に生成することはできません。数千のサンプルを同時に評価できるPCR(ポリメラーゼ連鎖反応)を使用して、一度に少数のRNA分子を見ることができるコントラスト電気泳動。同様に、フローサイトメトリーは数千の個々の細胞から測定値を取得し、複雑な相関関係を作成できますが、電気泳動法では細胞をまとめて見るため、そのような細かな区別はできません。 PCRおよびフローサイトメトリーは、それぞれ大規模な並列および連続プロセスを表し、どちらも研究データを生成する電気泳動の能力をはるかに上回っています。