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Western blot è una tecnica molto utile9, tuttavia, ci sono due sfide principali con l'gonfiore occidentale: processo lungo e laborioso e qualità dei dati. Un protocollo tradizionale richiede circa 2 giorni. Coinvolge molti passaggi tra cui la preparazione del campione, la fusione del gel, l'elettroforesi e il trasferimento delle proteine, il blocco della membrana seguito dall'incubazione degli anticorpi, l'imaging e molto spesso lo stripping, il riprobing e infine l'analisi dei dati. Durante questo processo, non ci sono strumenti affidabili e flessibili per il controllo dei processi. Pertanto, gli errori possono essere introdotti in ogni fase e questi errori hanno il potenziale per generare artefatti di dati; pertanto, i controlli di caricamento sono essenziali nell'blotting occidentale per identificare e correggere gli errori. Il controllo del carico viene solitamente effettuato controllando il livello proteico di una proteina di riferimento in ogni campione per vedere se è ugualmente presentato. Le persone usano spesso proteine delle pulizie, come β-actina, β-tubulina, GAPDH, come controllo del carico.
La qualità dei dati western blot dipende da un controllo affidabile del carico. Ma ci sono due preoccupazioni legittime quando si utilizzano proteine di pulizia per i controlli di carico: 1) l'immunodetezione a base di anticorpi delle bande proteiche delle pulizie è spesso satura e quindi non si possono distinguere le differenze di carico tra icampioni 30; 2) il livello di espressione delle proteine di pulizia può variare nei campioni in determinate condizioni sperimentali, ad esempio il trattamento con siRNA, la morte cellulare, la differenziazione cellulare, ecc.11,28,3,6,10,21. A causa di queste preoccupazioni, le riviste scientifiche richiedono ora che "per confronti quantitativi, dovrebbero essere utilizzati reagenti appropriati, controlli e metodi di imaging con intervalli di segnale lineari" (linee guida sulla natura). Allo stesso modo, gli editori del Journal of Clinical Investigation chiedono controlli di carico più affidabili24. Per questi motivi, una proteina delle pulizie deve essere convalidata per essere utilizzata come controllo del carico. In primo luogo, bisogna assicurarsi che sia misurato nell'intervallo dinamico lineare del metodo di immunodetezione14,29. In secondo luogo, bisogna assicurarsi che sia espresso in modo coerente in tutti icampioni 26,31,25,19,20.
Una soluzione alternativa a un controllo di carico affidabile è utilizzare la misurazione totale delle proteine dalla macchia. Alcuni ricercatori hanno macchiato le macchie proteiche totali, come Coomassie, Flamingo Pink, Sypro Ruby, Amido Black, Ponceau S e tecnologia senza macchie, per misurare il segnale proteico totale in ogni corsia come controllo del carico16,20,13,27,1,4,12. Il controllo totale del carico proteico evita le insidie associate alle proteine delle pulizie. In primo luogo, è un vero riflesso della quantità di proteine caricate per ogni campione. In secondo luogo, la macchia proteica totale presenta un'eccellente gamma dinamica lineare nell'intervallo di carico comune per l'analisi western blot (proteina 10-50 μg di un lisato cellulare complesso) e differenzia accuratamente la differenza di carico tra i campioni12.
La tecnologia senza macchie è un nuovo metodo di colorazione proteica totale in cui un composto unico viene mescolato in soluzione di gel di acrilammide e distribuito uniformemente nel gel fusa. Una volta completata l'elettroforesi, il gel viene esposto alla luce UV per un minimo di 1 minuto in modo che il composto di macchia reagisca con i residui di triptofano nella proteina. Le proteine diventano eccitabili sotto la luce UV per dare un forte segnale fluorescente che può essere visualizzato e quantificato in un imager abilitato senza macchie come il sistema ChemiDoc MP. Il composto stesso privo di macchie, tuttavia, non assorbe la luce UV, con conseguente basso sfondo dell'immagine in gel. La modifica dei residui di triptofano è irreversibile e le proteine possono essere visualizzate non solo nel gel ma anche sulla macchia in qualsiasi momento dopo il trasferimento di proteine.
La tecnologia senza macchie viene applicata nel flusso di lavoro occidentale V3 (Figura 1) per affrontare i principali reclami relativi al flusso di lavoro tradizionale, in particolare i problemi relativi all'utilizzo delle proteine delle pulizie come controlli di caricamento. Utilizzando questo flusso di lavoro, si potrebbe: 1) eseguire un gel in circa 20-30 minuti, 2) controllare l'integrità del campione e la qualità della separazione proteica in 5 minuti dopo l'esecuzione del gel; 3) trasferire proteine in 3-10 min; 4) controllare quantitativamente l'efficienza del trasferimento; e 5) soprattutto, convalidare i cambiamenti nel livello della proteina di interesse utilizzando il controllo totale del carico proteico.