Western Blotting的起源和发展

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Western-Blotting（WB），又叫蛋白印迹（Protein Blotting），想必很多科研人员对Western Blotting实验深有体会。Western Blotting 虐我千百遍，我待 Western 如初恋，传说各大院校实验室均存在着同时跑 10 块胶以上Western Blotting 达人（图1）。



图1
看着电泳仪咕嘟咕嘟冒着泡泡的时候，听着摇床噌噌的旋转响声，诸位是否曾想过是谁发明了Western Blotting这个让人又恨又爱的技术吗？

历史总是有他的趣味性，尤其是科技发展的历史。今天就来八卦一下那些年Western Blotting的故事。
让我们回到 1979 年。这一年是中国正式开始社会主义现代化建设，走改革开放正确道路的第一年（图 2）。这一年注定是忙碌的一年。西方有三个独立的科学家团队在这一年致力于蛋白印迹（protein blotting）/蛋白免疫印迹（protein immunoblot）方法的建立。注意一个细节，在 1979 年，蛋白印迹还不叫 Western Blotting。


图2
三个团队的科学家们夜以继日力争要抢在对方前面发表自己的工作成果。这三个团队分别是尼尔伯奈特（Neal Burnette）, 哈利托宾（Harry Towbin）和乔治斯塔克（George Stark，这个名字有点像钢铁侠的名字）。
当时任职斯坦福大学的 George Stark 和他的小伙伴（Jaime Renart，Jakob Reiser）通过蛋白被动转移及碘 125 标记的蛋白 A 作为实现蛋白印迹的手段。在 1979 年 4 月提交了论文，并于 1979 年 7 月发表。
位于莱茵河畔巴塞尔的 Harry Towbin 的团队则应用现在众所周知的蛋白电泳转移原理，成功将蛋白从 SDS-PAGE 胶转移到硝化纤维膜介质。在这个方法中，诞生了著名的「三明治」结构以及二抗的应用（图 3）。这一论文于 1979 年 6 月提交，同年 9 月发表。


图3
位于西雅图 Burnette 的团队，在 1979 年提交了他们的研究工作，但是不幸被编辑拒稿。拒稿的原因包括对科学并没有明显的贡献以及 Burnette 给蛋白印迹技术冠了一个并不学术且带有些许调侃意味（Burnette 团队实验室在美国西北区的西海岸）的名字——Western Blotting。几经周折终于在 1981 年发表了相关工作。
虽然时间上滞后了，但 Western Blotting 这个带有玩笑意味的名字却很神奇的一直沿用至今。当时 Burnette 这个家伙把自己的方法和文章传播给同事和朋友，大肆推广，同事们用了 Burnette 的蛋白印迹方法觉得这个方法还不错，所以 Burnette 版本的蛋白印迹技术虽然比 Stark 和 Towbin 的晚，但是知名度却远较前两者高。
那么问题来了，究竟哪个团队是 Western Blotting 的发明团队，拥有真正意义上的冠名权呢？毕竟冠名权决定了撰写文章时的引用问题。Stark 的团队最先发表了蛋白印迹的方法。Towbin 的团队蛋白印迹方法流传最广，也最为贴近目前实验室用的蛋白印迹技术。Burnette 的团队为蛋白印迹起了一个广为流传并且沿用至今的名字，Western Blotting。
这个让人头大的问题一直持续争论了二十多年，也未形成共识。到现在为止，很多研究人员引用蛋白印迹的方法时，仍然同时引用 Burnette 和 Towbin 两个团队最初发表的文章。这也从侧面说明了首创和技术归属问题依然悬而未决（注意一个细节，Stark 团队的工作并不在此列）。
历经 50年，随着相关技术的改进和检测产品的升级，实验稳定性和实验重复性在提高，Western Blotting即使受到蛋白质谱技术的冲击，不仅没有被淘汰，反而越热门。
Western Blotting技术主要应用在目的蛋白检测、不同时期蛋白表达量分析和蛋白相互作用等方面，原理：首先，通过电泳区分不同的组分，其次转移至固相支持物上，最后，通过特异性抗体作为探针，对靶标物质进行检测，最低可检测到10-100pg中等大小的靶蛋白。
主要流程如图所示：包括样品的制备和定量、SDS-PAGE凝胶电泳、转印、一抗孵育、二抗孵育和检测。



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