L’ibridazione Northern blot è una tecnica utilizzata per rilevare i livelli di RNA messaggero (mRNA) in un campione e per quantificare la quantità di mRNA presente. Sebbene esistano altre tecniche più potenti, il Northern blot rimane lo standard grazie alla sua semplicità e facilità d’uso. La tecnica del Northern blotting consente anche il confronto diretto di più campioni in un singolo esperimento.
L’RNA messaggero è un tipo di acido nucleico che viene prodotto quando un gene viene espresso. Un gene attivato e funzionante all’interno di una cellula viene trascritto nell’mRNA. L’mRNA viene quindi trasportato nel citoplasma della cellula, dove viene tradotto in una proteina. L’analisi Northern blot di un campione di mRNA cellulare può quindi fornire informazioni utili sulla matrice di proteine che la cellula sta producendo.
In un Northern blot, l’mRNA viene estratto dalle cellule e fatto passare attraverso un’elettroforesi su gel di agarosio denaturante, che consente di separare l’mRNA nel campione in base alle dimensioni. Campioni di molecole di mRNA di dimensioni note vengono eseguiti contemporaneamente per fornire un controllo. Una volta completata l’elettroforesi, i campioni vengono trasferiti e immobilizzati su una membrana solida, tipicamente realizzata con un materiale come il nylon. I campioni vengono quindi esposti a sonde radiomarcate per diverse ore prima dell’analisi. Durante l’analisi, l’mRNA che si è ibridato con una sonda radiomarcata può essere chiaramente rilevato mediante raggi X.
La tecnica del Northern blotting consente l’osservazione dei modelli di espressione genica tra diversi tipi di tessuto. L’RNA messaggero estratto da cellule di vari tessuti e tipi di organi può essere confrontato e possono essere esaminate le risposte cellulari a stress, infezioni e molti altri stimoli. Osservando le differenze nell’espressione dell’mRNA in condizioni diverse, uno scienziato può determinare quali tipi di proteine una cellula produce in risposta a determinati stimoli. Ciò può fornire indizi sulle funzioni di proteine sconosciute o, nel caso di proteine note, informazioni sulle risposte cellulari agli stimoli in questione.
Ad esempio, un Northern blot può mostrare che l’espressione di una proteina sconosciuta aumenta in risposta alla presenza di una specifica tossina. Si potrebbe quindi teorizzare che la proteina sia coinvolta nella riduzione della tossicità, magari trasportando la sostanza chimica fuori dalla cellula o convertendola in un metabolita. Se le proteine note sono sotto esame, documentare i cambiamenti nell’espressione proteica può fornire informazioni sulla risposta stessa. Se l’espressione di un noto trasportatore molecolare fosse aumentata, ad esempio, si potrebbe confermare che la risposta cellulare alla tossina consiste nel trasportare la tossina fuori dalla cellula.