바이러스학 실험 – Electrophoresis

Gel electrophoresis는 전기장 안에서 하전된 입자가 양극 또는 음극 쪽으로 이동하는 현상을 말합니다. 이때 이동하는 속도는 입자의 전하량, 크기와 모양, 용액의 pH와 점성도, 용액에 있는 다른 전해질의 농도와 이온의 세기, 지지체의 종류 등 여러 가지 요인에 의해 결정됩니다. 따라서, 어떤 용액에서의 하전된 알갱이의 이동속도는 분자 자체의 성질에 따라서 결정됩니다. 그러므로 전기영동법은 아미노산, 뉴클레오타이드, 단백질 등과 같은 하전된 물질들을 분리하거나 분석하는 데 매우 효과적인 수단으로 이용합니다. 특히 겔 전기영동법은 gel matrix에 전류를 흘려보내 DNA, RNA, 단백질 등을 분리하는 실험 방법입니다.

한천으로 된 gel에 시료를 넣고 전류를 흘려보내면, 수소 이온 농도가 중성일 때 DNA는 인산기로 인해 음전하를 띄므로 DNA는 양극쪽으로 끌려가게 됩니다 이때 DNA가 통과하는 gel은 다공성 물질이기 때문에 일종의 체로써 작용하여 작은 DNA 절편이 더 빨리 끌려가게 됩니다. 따라서 적당한 시간동안 전류를 흘려보내면 DNA절편은 크기에 따라 분리됩니다.

오늘은 이 Gel electrophoresis의 성질을 이용하여 TAE buffer를 이용한 바이러스 전기영동 실험을 하도록 하겠습니다.

먼저 실험 재료로 TAE buffer, Agarose, Microwave Oven, Gel Red, 1kb ladder(marker)를 준비합니다. Agarose gel 1.2%를 제조합니다. TAE buffer (0.5%) 15ml + agarose 0.18g을 넣어주면 됩니다. 이 후 Microwave oven에 20초간 녹여줍니다. 증발한 H2O가 있을 수 있으므로 그 양을 다시 채워줍니다. Gel red 사의 염색약을 이용하여 염색합니다. 15-20min 동안 gel을 굳힌 후, loading dye를 parafilm위에 놓고 sample을 5ul 씩 섞습니다. Marker와 Sample을 Loading 해준 후 Electrophoresis를 합니다. (80V, 45min) UV light으로 감광하여 결과를 관찰합니다.

agarose를 제조할 때에 microwave oven에 돌려 녹이는데, 건더기가 생기지 않도록 충분히 돌려야하며, 너무 많이 돌릴 경우에는 실험 시 수분이 증발하여 오차가 생길 수 있으므로 적당히 돌려야합니다. 보통 전기영동 시 염색약으로 EtBr을 사용하는데 발암물질이므로 바이러스 실험 방에서는 잘 사용하지 않아, 시판되는 안전한 염색시약인 Gel Redtm 을 이용하였습니다. 전기영동 결과를 보면 3번 line은 marker로 잘 나왔으며, 4번 레인은 ethanol로 침전시키지 않은 1 tube로 band가 형성되지 않고 모두 gel을 빠져나감을 알 수 있습니다. 또한 5번 레인은 ethanol로 침전시킨 것으로 band가 뚜렷이 형성되었으며 column을 내리지 않은 6번 레인은 band가 형성되지 않았습니다. ethanol이 핵산을 침전시켜 핵산의 밀도가 높은 것으로 보입니다.