DNA 跑胶台上的分子直尺:1 kb DNA Ladder 与琼脂糖水平凝胶电泳的诞生
1974 年 4月8日 · 水平琼脂糖电泳槽、紫外透射切胶仪、1 kb / 100 bp DNA 分子量标准(DNA Ladder)
你知道吗?
那排在紫光灯下如同琴键般整齐铺开的橙红色阶梯条带,是人类在看不见的纳米尺度为脱氧核糖核酸画下的厘米刻度尺。
每一个做分子克隆的学生,给琼脂糖凝胶点样孔上样时,第一道泳道永远雷打不动留给“DNA Marker(或称 DNA Ladder,分子量阶梯)”。在 1973 年以前,科学家分离 DNA 还在使用笨重且毒性极大的聚丙烯酰胺垂直管状胶,稍长一点的大片段质粒根本钻不进致密的凝胶孔径,直接堵在胶面上。
1974 年 4 月,密歇根大学的罗伯特·海林(Robert Helling)与博耶实验室合作在《Journal of Virology》发表论文,开创性地将红藻中提取的天然琼脂糖(Agarose)制备成水平多孔凝胶,利用不同片段长度在交联孔隙中迁移率与分子量对数成反比的规律,清晰分离开千碱基(kb)级 DNA。
更绝的是分子量标准的演变:早年实验室要自己拿噬菌体 λ DNA 经 HindIII 酶切,跑出从 125 bp 到 23 kb 的六条参差不齐的祖传条带;后来商业公司(如 NEB、Fermentas)用重组质粒高通量工程化制备出等间距阶梯状的“1 kb Ladder”和“100 bp Ladder”,甚至在 500 bp 和 1 kb 处特意翻倍加量做成亮瞎眼的“加宽防眼瞎指示带”,成了全球分子实验台最通用的刻度尺。