{{위키데이터 속성 추적}}
[[파일:Northern_blot_diagram.png|섬네일|212x212픽셀| 노던 블롯을 이용한 [[RNA]] 검출의 흐름도 ]]
'''노던 블롯'''({{llang|en|northern blot}}) 또는 '''RNA 블롯'''({{llang|en|RNA blot}})<ref name="Gilbert2000">Gilbert, S. F. (2000) Developmental Biology, 6th Ed. Sunderland MA, Sinauer Associates.</ref>, northern blot)은 [[분자생물학]] 연구에서 샘플의 [[RNA]](또는 분리된 [[전령 RNA]])를 검출하여 [[유전자 발현]]을 연구하는 데 사용되는 기술이다.<ref name="Alberts2008">Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J. Raff, M., Roberts, K., Walter, P. 2008. Molecular Biology of the Cell, 5th ed. Garland Science, Taylor & Francis Group, NY, pp 538–539.</ref><ref name="Kevil1997">Kevil, C. G., Walsh, L., Laroux, F. S., Kalogeris, T., Grisham, M. B., Alexander, J. S. (1997) An Improved, Rapid Northern Protocol. Biochem. and Biophys. Research Comm. 238:277–279.</ref> 

노던 블롯을 이용하면 분화 및 [[형태형성]] 뿐만 아니라 비정상적인 상태에서 특정 유전자 발현 속도를 결정함으로써 구조 및 기능에 대한 세포 제어를 관찰 할 수 있다.<ref name="Schlamp2008">{{저널 인용|제목=BlotBase: A northern blot database|저널=Gene|성=Schlamp|이름=K.|성2=Weinmann|이름2=A.|url=|연도=2008|권=427|호=1–2|쪽=47–50|doi=10.1016/j.gene.2008.08.026|pmid=18838116|성3=Krupp|이름3=M.|성4=Maass|이름4=T.|성5=Galle|이름5=P. R.|성6=Teufel|이름6=A.}}</ref> 노던 블롯은 크기에 의해 RNA 샘플을 분리하기 위해 [[전기영동]]을 사용하고, 일부 또는 전체 표적 서열에 상보적인 혼성화 탐침을 이용한 검출을 포함한다. 노던 블롯은 실제로 전기영동 젤로부터 블롯팅 막으로 RNA의 모세관 전달을 지칭한다.<ref name="Trayhurn1996">Trayhurn, P. (1996) Northern Blotting. Pro. Nutrition Soc. 55:583–589.</ref> 노던 블롯 기법은 1977년 James Alwine, David Kemp, George Stark에 의해 개발되었으며<ref>{{저널 인용|제목=Method for detection of specific RNAs in agarose gels by transfer to diazobenzyloxymethyl-paper and hybridization with DNA probes|저널=Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.|연도=1977|권=74|호=12|쪽=5350–4|doi=10.1073/pnas.74.12.5350|pmc=431715|pmid=414220}}</ref>,  Gerhard Heinrich의 도움을 받았다. 노던 블롯은 생물학자 Edwin Southern의 이름을 딴 최초의 블롯팅 기법인 [[서던 블랏]]과 유사하다<ref name="Alberts2008">Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J. Raff, M., Roberts, K., Walter, P. 2008. Molecular Biology of the Cell, 5th ed. Garland Science, Taylor & Francis Group, NY, pp 538–539.</ref>. 주요 차이점은 노던 블롯은 [[RNA]]를 분석한다는 점에서 다르다.<ref name="Bor2006">{{저널 인용|제목=Northern Blot analysis of mRNA from mammalian polyribosomes|저널=Nature Protocols|성=Bor|이름=Y.C.|성2=Swartz|이름2=J.|연도=2006|doi=10.1038/nprot.2006.216|추신=<!--None-->|성3=Li|이름3=Y.|성4=Coyle|이름4=J.|성5=Rekosh|이름5=D.|성6=Hammarskjold|이름6=Marie-Louise}}</ref> 

== 순서 ==
일반적인 블롯팅 절차<ref name="Trayhurn1996">Trayhurn, P. (1996) Northern Blotting. Pro. Nutrition Soc. 55:583–589.</ref>는 균질화 된 조직 샘플 또는 세포에서 총 RNA를 추출하는 것으로 시작한다. 이어서, 진핵 [[전령 RNA]]는 올리고 [[셀룰로스]](dT) [[크로마토그래피]]를 사용하여 단리되어 폴리 A 꼬리를 갖는 RNA만을 분리 할 수 있다.<ref name="Durand1993">{{저널 인용|제목=Developmental Regulation of mRNAs Encoding Rat Brain Kainate/AMPA Receptors: A Northern Analysis Study|저널=J. Neurochem.|성=Durand|이름=G. M.|성2=Zukin|이름2=R. S.|url=|연도=1993|권=61|호=6|쪽=2239–2246|doi=10.1111/j.1471-4159.1993.tb07465.x|pmid=8245974}}</ref><ref name="Mori1991">{{저널 인용|제목=Pumpkin malate synthase Cloning and sequencing of the cDNA and Northern blot analysis|저널=Eur. J. Biochem.|성=Mori|이름=H.|성2=Takeda-Yoshikawa|이름2=Y.|url=|연도=1991|권=197|호=2|쪽=331–336|doi=10.1111/j.1432-1033.1991.tb15915.x|pmid=1709098|성3=Hara-Nishimura|이름3=I.|성4=Nishimura|이름4=M.}}</ref> RNA 샘플은 젤 전기영동에 의해 분리된다. 젤은 깨지기 쉽고 탐침이 매트릭스에 들어갈 수 없기 때문에 크기로 분리된 RNA 샘플은 모세관 또는 진공 블롯팅 시스템을 통해 나일론 막으로 옮겨진다. 
[[파일:Capillary_blot_setup.svg|섬네일| 전기 영동 젤에서 블롯팅 막으로 RNA를 전달하기 위한 모세관 블롯팅 시스템 ]]
음전하를 띤 [[핵산]]은 친화력이 높기 때문에 양전하를 갖는 나일론 막이 노던 블롯에 사용하기에 가장 적합하다. 블롯팅에 사용되는 전이 완충액은 일반적으로 [[포름아마이드]]를 함유하는데, 이는 탐침-RNA 상호 작용의 용융 온도를 낮추어 고온에 대한 필요성을 제거하여 RNA 분해를 유발할 수 있기 때문이다.<ref name="Yang1993">{{저널 인용|제목=Simplified high throughput protocol for Northern hybridization|저널=Nucleic Acids Research|성=Yang|이름=H.|성2=McLeese|이름2=J.|url=|연도=1993|권=21|호=14|쪽=3337–3338|doi=10.1093/nar/21.14.3337|pmc=309787|pmid=8341618|성3=Weisbart|이름3=M.|성4=Dionne|이름4=J.-L.|성5=Lemaire|이름5=I.|성6=Aubin|이름6=R. A.}}</ref> RNA가 막으로 이동되면, UV광 또는 열에 의해 막에 공유 결합을 통해 고정화된다. 탐침이 표지된 후, 막상의 RNA에 혼성화된다. 혼성화의 효율 및 특이성에 영향을 줄 수 있는 조건은 이온 강도, 점도, 이중 길이, 불일치 염기쌍 및 염기 조성을 포함한다.<ref name="Streit2009">{{저널 인용|제목=Northern blot analysis for detection of RNA in pancreatic cancer cells and tissues|저널=Nature Protocols|성=Streit|이름=S.|성2=Michalski|이름2=C. W.|url=|연도=2009|권=4|호=1|쪽=37–43|doi=10.1038/nprot.2008.216|pmid=19131955|성3=Erkan|이름3=M.|성4=Kleef|이름4=J.|성5=Friess|이름5=H.}}</ref> 그 후 혼성화 신호는 엑스선 필름에 의해 검출되고, 밀도 측정에 의해 정량화된다. 노던 블롯에서 비교를 위한 대조군을 생성하기 위해, 관심있는 유전자 생성물을 나타내지 않는 샘플은 [[마이크로어레이]] 또는 [[역전사 중합효소 연쇄반응]]에 의한 결정 후에 사용한다. 

=== 젤 ===
[[파일:RNA_agarose_gel.svg|섬네일| RNA는 [[폼알데하이드]] 아가로스 젤상에서 작동하여 28S(상부 밴드) 및 18S(하부 밴드) 리보솜 서브 유닛을 강조한다. ]]
RNA 샘플은 2차 구조를 제한하기 위해 RNA의 변성제로서 [[폼알데하이드]]를 함유하는 아가로스 젤상에서 가장 분리한다.<ref name="Streit2009">{{저널 인용|제목=Northern blot analysis for detection of RNA in pancreatic cancer cells and tissues|저널=Nature Protocols|성=Streit|이름=S.|성2=Michalski|이름2=C. W.|url=|연도=2009|권=4|호=1|쪽=37–43|doi=10.1038/nprot.2008.216|pmid=19131955|성3=Erkan|이름3=M.|성4=Kleef|이름4=J.|성5=Friess|이름5=H.}}</ref><ref name="Yamanka1997">{{저널 인용|제목=A novel translational repressor mRNA is edited extensively in livers containing tumors caused by the transgene expression of the apoB mRNA-editing enzyme|저널=Genes Dev.|성=Yamanaka|이름=S.|성2=Poksay|이름2=K. S.|url=|연도=1997|권=11|호=3|쪽=321–333|doi=10.1101/gad.11.3.321|pmid=9030685|성3=Arnold|이름3=K. S.|성4=Innerarity|이름4=T. L.}}</ref> 젤을 [[브로민화 에티듐]](EtBr)로 염색하고 UV 광에서 관찰하여 블롯 전에 RNA의 품질 및 양을 관찰한다. [[요소 (화학)|요소]]를 사용한 폴리아크릴아마이드 젤 전기 영동은 RNA 분리에도 사용될 수 있지만 단편화 된 RNA 또는 마이크로 RNA에 가장 사용한다.<ref name="Valoczi2004">Valoczi, A., Hornyik, C., Varga, N., Burgyan, J., Kauppinen, S., Havelda, Z. (2004) Sensitive and specific detection of microRNAs by northern blot analysis using LNA-modified oligonucleotide probes. Nuc. Acids Research. 32: e175.</ref> RNA 사다리는 전기영동 젤상에서 샘플과 함께 작동하여 수득된 단편의 크기를 관찰하지만, 총 RNA 샘플에서 리보솜 서브 유닛은 크기 마커로서 작용한다. 큰 리보솜 소단위체는 28S(약 5kb)이고 작은 리보솜 소단위체는 18S(약 2kb)이기 때문에 2개의 현저한 밴드가 젤 상에 나타난다. 이는 작은 강도(intensity)의 2배에 가깝다.<ref name="Gortner1996">{{저널 인용|제목=Northern blot analysis of simple repetitive sequence transcription in plants|저널=Electrophoresis|성=Gortner|이름=G.|성2=Pfenninger|이름2=M.|url=|연도=1996|권=17|호=7|쪽=1183–1189|doi=10.1002/elps.1150170702|pmid=8855401|성3=Kahl|이름3=G.|성4=Weising|이름4=K.}}</ref> 

=== 탐침 ===
노던 블롯을 위한 탐침은 관심 RNA의 전부 또는 일부에 상보적인 서열을 갖는 핵산으로 구성되며, 이들은 표적 서열에 대해 최소 25개의 상보적 염기를 갖는 DNA, RNA, 올리고 뉴클레오타이드일 수 있다.<ref name="Trayhurn1996">Trayhurn, P. (1996) Northern Blotting. Pro. Nutrition Soc. 55:583–589.</ref> 시험관 내에서 전사된 RNA 탐침(리보 탐침)은 배경 소음의 일부를 방지하는, 보다 엄격한 세척 단계를 견딜 수 있다.<ref name="Streit2009">{{저널 인용|제목=Northern blot analysis for detection of RNA in pancreatic cancer cells and tissues|저널=Nature Protocols|성=Streit|이름=S.|성2=Michalski|이름2=C. W.|url=|연도=2009|권=4|호=1|쪽=37–43|doi=10.1038/nprot.2008.216|pmid=19131955|성3=Erkan|이름3=M.|성4=Kleef|이름4=J.|성5=Friess|이름5=H.}}</ref> 일반적으로 [[cDNA]]는 표지된 프라이머로 생성되어 관심있는 RNA 서열이 노던 블롯에서 탐침 역할을 한다.<ref name="Liang1995">Liang, P. Pardee, A. B. (1995) Recent advances in differential display. Current Opinion Immunol. 7: 274–280.</ref>  탐침은 방사성 동위원소(<sup>32</sup>P), 알칼리성 인산염, 겨자무 과산화효소(HRP)가 화학적 발광 기판을 분해하여 빛의 검출 가능한 방출을 생성하는 화학적 발광으로 라벨을 표시해야 한다.<ref name="Engler-Blum1993">{{저널 인용|제목=Reduction of Background Problems in Nonradioactive Northern and Southern Blot Analysis Enables Higher Sensitivity Than 32P-Based Hybridizations|저널=Anal. Biochem.|성=Engler-Blum|이름=G.|성2=Meier|이름2=M.|url=|연도=1993|권=210|호=2|쪽=235–244|doi=10.1006/abio.1993.1189|pmid=7685563|성3=Frank|이름3=J.|성4=Muller|이름4=G. A.}}</ref> 

== 응용 ==
노던 블롯을 통해 조직, 기관, 발달 단계, 환경 스트레스 수준, 병원체 감염 및 치료 과정 간의 특정 유전자 발현 패턴을 관찰 할 수 있다.<ref name="Mori1991">{{저널 인용|제목=Pumpkin malate synthase Cloning and sequencing of the cDNA and Northern blot analysis|저널=Eur. J. Biochem.|성=Mori|이름=H.|성2=Takeda-Yoshikawa|이름2=Y.|url=|연도=1991|권=197|호=2|쪽=331–336|doi=10.1111/j.1432-1033.1991.tb15915.x|pmid=1709098|성3=Hara-Nishimura|이름3=I.|성4=Nishimura|이름4=M.}}</ref><ref name="Liang1995">Liang, P. Pardee, A. B. (1995) Recent advances in differential display. Current Opinion Immunol. 7: 274–280.</ref><ref name="Baldwin1999">Baldwin, D., Crane, V., Rice, D. (1999) A comparison of gel-based, nylon filter and microarray techniques to detect differential RNA expression in plants. Current Opinion in Plant Biol. 2: 96–103.</ref> 이 기술은 정상적인 조직과 비교할 때, 암 세포에서 종양 유전자의 과발현과 종양 억제 유전자의 하향 조절을 보여주기 위해 사용되었다<ref name="Streit2009">{{저널 인용|제목=Northern blot analysis for detection of RNA in pancreatic cancer cells and tissues|저널=Nature Protocols|성=Streit|이름=S.|성2=Michalski|이름2=C. W.|url=|연도=2009|권=4|호=1|쪽=37–43|doi=10.1038/nprot.2008.216|pmid=19131955|성3=Erkan|이름3=M.|성4=Kleef|이름4=J.|성5=Friess|이름5=H.}}</ref><ref name="Utans1994">{{저널 인용|제목=Chronic cardiac rejection: Identification of five upregulated genes in transplanted hearts by differential mRNA display|저널=Proc. Natl. Acad. Sci. USA|성=Utans|이름=U.|성2=Liang|이름2=P.|url=|연도=1994|권=91|호=14|쪽=6463–6467|doi=10.1073/pnas.91.14.6463|pmc=44222|pmid=8022806|성3=Wyner|이름3=L. R.|성4=Karnovsky|이름4=M. J.|성5=Russel|이름5=M. E.}}</ref>.  노던 블롯에서 풍부한 전령 RNA에 의해 상향 조절된 유전자가 관찰되면, 그 유전자가 연구자에게 알려 졌는지 또는 새로운 발견인지를 결정하기 위해 샘플을 시퀀싱 할 수 있다. 주어진 조건에서 얻은 발현 패턴은 해당 유전자의 기능에 대한 통찰력을 제공 할 수 있다. RNA는 크기별로 먼저 분리되기 때문에 하나의 탐침 유형만 사용하면 막의 각 밴드 수준에서 분산이 제품의 크기에 대한 통찰력을 제공하여 동일한 유전자 또는 반복적인 서열 모티프의 대체 스플라이싱을 제안할 수 있다.<ref name="Durand1993">{{저널 인용|제목=Developmental Regulation of mRNAs Encoding Rat Brain Kainate/AMPA Receptors: A Northern Analysis Study|저널=J. Neurochem.|성=Durand|이름=G. M.|성2=Zukin|이름2=R. S.|url=|연도=1993|권=61|호=6|쪽=2239–2246|doi=10.1111/j.1471-4159.1993.tb07465.x|pmid=8245974}}</ref><ref name="Gortner1996">{{저널 인용|제목=Northern blot analysis of simple repetitive sequence transcription in plants|저널=Electrophoresis|성=Gortner|이름=G.|성2=Pfenninger|이름2=M.|url=|연도=1996|권=17|호=7|쪽=1183–1189|doi=10.1002/elps.1150170702|pmid=8855401|성3=Kahl|이름3=G.|성4=Weising|이름4=K.}}</ref> 또한 유전자 산물의 크기 변화는 전사체 처리에서 결실 또는 오류를 나타낼 수 있다. 공지된 서열을 따라 사용된 탐침 표적을 변경함으로써, RNA의 어느 영역이 누락되었는지를 결정할 수 있다.<ref name="Alberts2008">Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J. Raff, M., Roberts, K., Walter, P. 2008. Molecular Biology of the Cell, 5th ed. Garland Science, Taylor & Francis Group, NY, pp 538–539.</ref> 

== 장점과 단점 ==
유전자 발현의 분석은 [[역전사 중합효소 연쇄반응]], RNA 분해 효소 보호 분석, [[마이크로어레이]], RNA-Seq, 유전자 발현의 일련 분석(SAGE), 노던 블롯을 포함한 여러 가지 다른 방법으로 수행할 수 있다.<ref name="Schlamp2008">{{저널 인용|제목=BlotBase: A northern blot database|저널=Gene|성=Schlamp|이름=K.|성2=Weinmann|이름2=A.|url=|연도=2008|권=427|호=1–2|쪽=47–50|doi=10.1016/j.gene.2008.08.026|pmid=18838116|성3=Krupp|이름3=M.|성4=Maass|이름4=T.|성5=Galle|이름5=P. R.|성6=Teufel|이름6=A.}}</ref><ref name="Trayhurn1996">Trayhurn, P. (1996) Northern Blotting. Pro. Nutrition Soc. 55:583–589.</ref> 일반적으로 [[마이크로어레이]]가 사용되며, 노던 블롯에서 얻은 데이터와 일치한다. 그러나 때때로 노던 블롯은 [[마이크로어레이]]가 할 수 없는 유전자 발현의 작은 변화를 감지한다.<ref name="Taniguchi2001">{{저널 인용|제목=Quantitative Assessment of DNA Microarrays – Comparison with Northern Blot Analysis|저널=Genomics|성=Taniguchi|이름=M.|성2=Miura|이름2=K.|url=|연도=2001|권=71|호=1|쪽=34–39|doi=10.1006/geno.2000.6427|pmid=11161795|성3=Iwao|이름3=H.|성4=Yamanaka|이름4=S.}}</ref> 마이크로어레이가 노던 블롯에 비해 갖는 이점은 한 번에 수천 개의 유전자를 시각화 할 수 있고, 노던 블롯은 일반적으로 하나 또는 적은 수의 유전자를 보고 있다는 것이다.<ref name="Baldwin1999">Baldwin, D., Crane, V., Rice, D. (1999) A comparison of gel-based, nylon filter and microarray techniques to detect differential RNA expression in plants. Current Opinion in Plant Biol. 2: 96–103.</ref> 

노던 블롯의 문제는 종종 유리 제품의 적절한 멸균, 디에털피로 탄산염(DEPC)과 같은 RNA 분해 효소 억제제의 사용으로 피할 수 있는 RNA 분해 효소(샘플에 내인성 및 환경 오염을 통해)에 의한 샘플 분해이다.<ref name="Trayhurn1996">Trayhurn, P. (1996) Northern Blotting. Pro. Nutrition Soc. 55:583–589.</ref> [[폼알데하이드]], 방사성 물질, [[브로민화 에티듐]], DEPC 및 UV 광선은 특정 노출에서 모두 유해하기 때문에 대부분의 노던 블롯에 사용된 화학 물질은 연구자에게 위험할 수 있다.<ref name="Streit2009">{{저널 인용|제목=Northern blot analysis for detection of RNA in pancreatic cancer cells and tissues|저널=Nature Protocols|성=Streit|이름=S.|성2=Michalski|이름2=C. W.|url=|연도=2009|권=4|호=1|쪽=37–43|doi=10.1038/nprot.2008.216|pmid=19131955|성3=Erkan|이름3=M.|성4=Kleef|이름4=J.|성5=Friess|이름5=H.}}</ref> [[역전사 중합효소 연쇄반응]]에 비해 노던 블롯은 감도가 낮지만 특이성이 높기 때문에, 오탐지 결과를 줄이는 데 중요하다. 

노던 블롯의 장점에는 RNA 크기 감지, 대체 스플라이싱 관찰, 부분 상동성을 갖는 탐침 사용, 블롯팅 전에 젤에서 RNA의 품질 및 수량을 측정할 수 있으며, 블랏팅 후 몇 년 동안 막을 저장할 수 있다.<ref name="Streit2009">{{저널 인용|제목=Northern blot analysis for detection of RNA in pancreatic cancer cells and tissues|저널=Nature Protocols|성=Streit|이름=S.|성2=Michalski|이름2=C. W.|url=|연도=2009|권=4|호=1|쪽=37–43|doi=10.1038/nprot.2008.216|pmid=19131955|성3=Erkan|이름3=M.|성4=Kleef|이름4=J.|성5=Friess|이름5=H.}}</ref> 

== 역노던 블롯 ==
연구원들은 역 노던 블롯(reverse north blot)으로 알려진 다양한 변형을 사용한다. 이 절차에서, 막에 부착된 기질 핵산은 분리된 DNA 단편의 집합이며, 탐침은 조직에서 추출되어 방사성 물질로 표지된 RNA이다. 1990년대 후반과 2000년대 초에 널리 사용된 [[DNA 마이크로어레이]]의 사용은 기질에 부착된 분리된 DNA 단편의 사용 및 세포 RNA로 만들어진 탐침과의 혼성화를 포함한다는 점에서 역절차와 더 유사하다. 따라서 역절차는 원래 드물었지만, 노던 블롯 분석이 유전자 발현 프로파일링으로 진화 할 수 있게 했으며, 유기체에서 많은 유전자가 발현을 모니터링 할 수 있다. 

== 같이 보기 ==
* [[웨스턴 블롯]]
* [[이스턴 블롯]] 
* [[북서부 오점|노스-이스턴 블롯]]
* [[극동 오점|파-이스턴 블롯]]
* [[파-웨스턴 블로팅|파-웨스턴 블롯]] 
* [[등차적 표현 행동]]

== 각주 ==
{{각주}}

[[분류:분자생물학 기술]]