探針雜合

探針雜合 (Probe hybridization)
國立臺灣師範大學生命科學系103級莊仁奕

在分子尺度下的世界，要分辨一段DNA或RNA的序列為何，最好的辦法就是透過DNA或RNA雙股鹼基對互補的特性，將未知的樣本透過加熱、鹼處理而變性為單股，加入已知序列的DNA或RNA與樣本進行配對，此種帶有螢光或放射物質的已知序列稱為探針，配對成功的樣本就會被探針的螢光或放射物質顯現出來，這個方法就稱為探針雜合。

然而，並不是所有樣本都完全與探針百分之百互補，因此，可透過控制反應環境條件使樣本與探針雜合的狀態改變。高溫環境與低鹽緩衝液的條件下，只有與探針鹼基對相似度高的樣本才會雜合；反之，低溫環境與高鹽緩衝液的條件下，能使與探針鹼基對相似度低的樣本雜合。

進行探針雜合的樣本處理有數種，一種是將樣本DNA利用共價連結，有順序的固定在玻璃薄片上，此方法稱為DNA微陣列（DNA microarrays）。檢測DNA的南方轉漬法（Southern blotting）與檢測RNA的北方轉漬法（northern blotting）則是將樣本固定在特殊的膜上。另一種樣本則是整體組織或者細胞，此方法稱為原位雜合（in situ hybridization），此方法可以了解個體發育、受特定影響時各組織或細胞的特定基因表現量。當然探針雜合也可以應用於活體上，稱之為活體內雜合（in vivo hybridization），使用與RNA相似結構的化合物當作探針進行雜合，可以了解特定基因在體內的表現位置與表現量。

探針的製作是利用亞磷醯胺方法（phosphoramidite method），此分子的結構與核苷酸結構接近，可做為人造的探針。另外也可以將萃取出來的DNA透過聚合酶連鎖反應大量複製，做為探針雜合的探針。各種探針所顯現的方法依各廠牌而有所不同，有的在雜合時就能顯色，有的則需要特殊的顯色劑才能看到。

探針雜合此技術不只可用於DNA或RNA鑑定，更能夠應用於微生物的分類、培養，透過螢光標記的探針雜合技術（fluorescence in situ hybridization簡寫為FISH），所培養的微生物便能顯色且易於觀察，透過雜合不同物種的核糖體RNA（rRNA）也能建立分類系統、了解種化的過程。

即使演化的力量使得當前所使用的探針，變得無法準確分辨，我們也能透過人工方式再製作新的探針，對於此技術而言，目前最大的限制在於無法自動化進行。

參考資料

• David L. Nelson, Michael M. Cox. Lehninger Principles of Biochemistry (fifth edition).