ゲル電気泳動とは何か？

ゲル電気泳動は、タンパク質や核酸の混合物を分離・同定・特性評価するための手法です。変性したサンプルを、主にポリアクリルアミドまたはアガロースからなる薄い湿潤ゲルに電流を流すことで移動させ、分離されたバンドを染色して可視化します。研究室だけでなく医療現場でも、異常タンパク質やDNAパターンの検出に利用され、疾患診断や遺伝子欠損・系統解析に役立ちます。

サンプル調製

SDS（ドデシル硫酸ナトリウム）などの界面活性剤を加えると、タンパク質や核酸は界面活性剤と結合して変性します。変性により分子量の判定が容易になります。タンパク質はバンド1本あたり100〜500 ng、核酸は5〜100 ng程度を、総量25〜40 µLの溶液で使用します。

ゲルの作成

ポリアクリルアミドやアガロースで作られるゲルは、主に水分で構成されており、取り扱い可能な固体です。pH を一定に保つ緩衝液が含まれ、厚さは1〜2 mmの長方形です。片側に歯が抜けたような形状（ウェル）を作るためのコームがあり、そこにサンプルを注入します。

サンプルのロード

ゲルを緩衝液で満たした電気泳動槽にセットし、ウェルに変性したサンプルを入れます。分子量既知の標準サンプルは外側のウェルに配置します。ゲルのポリマー濃度は目的に合わせて選びます。低濃度（4 %）は高分子量の分離に適し、高濃度（12 %）は低分子量の分離に有利です。濃度勾配ゲルを使用すれば、広い分子量範囲を一度に分離できますが、分解能はやや低下します。

電気泳動（エレクトロマイグレーション）

高電圧をかけると、変性したタンパク質は電場に沿ってウェルの底方向に移動します。分子量が大きいほど移動速度は遅くなります。電流を止めると移動が停止します。泳動後、ゲルを取り出して染色液に浸します。タンパク質はコマッシーブルーなどの有機染料で、核酸はエチジンブロモイドなどの蛍光染料で可視化します。

結果の解析

余分な染料を洗い流すと、バンドがはしご状に並んで見えます。標準サンプルの移動距離と比較することで、各バンドの分子量を算出できます。ゲルはアルコールで脱水し乾燥させれば保存可能です。バンドの色強度を測定すれば、各バンド中のタンパク質濃度も定量できます。

プロトコルの開発

既知のタンパク質については標準的なプロトコルが確立されていますが、未知のサンプルを扱う場合は、ゲル濃度、緩衝液の種類とpH、電圧、走査時間、染色条件などを最適化する必要があります。

参考プロトコル

（ここに具体的な手順や文献へのリンクを掲載）