플라스미드 DNA 수율을 높이는 방법 - 팁, 체크리스트, 주의사항
실험실에서 플라스미드를 추출하다 보면, 어떤 날은 DNA가 엄청 잘 나오고, 또 어떤 날은 거의 안 나오는 날도 있죠.
"분명히 같은 키트로 했는데 왜 이럴까?" 싶은 경험, 다들 한 번쯤 있으실 거예요.
오늘은 실험실에서 플라스미드 수율을 높이기 위해 꼭 알아두면 좋은 팁들을 정리해봤어요. 아주 작은 습관이나 선택 하나가 전체 수율을 좌우하기도 하거든요. 플라스미드 실험을 처음 하시는 분들, 그리고 수율이 늘 고민이었던 분들에게 도움이 되면 좋겠어요.
1. 무조건 ‘싱싱한 단일 콜로니’로 시작하세요
플라스미드 추출 실험은 시작이 정말 중요해요. 오래된 액체 배양액이나 글리세롤 스톡에서 바로 시작하는 것보다는, LB plate에 스트리킹해서 자란 ‘신선한 단일 콜로니’를 사용하는 게 훨씬 안정적이에요.
왜냐하면 시간이 지나면 플라스미드가 세균 안에서 손실되거나 변형될 수 있기 때문이에요.
복제하다 보면 실수도 생기고, 플라스미드를 버리고 자기 DNA만 유지하려는 세균도 생기거든요. 그러니 가능하면 전날 새로 스트리킹해서 나온 싱싱한 콜로니로 실험을 시작하는 게 좋아요.
2. 배지는 LB만 있는 게 아니에요 – TB나 2xYT도 고려해보세요
대부분의 실험실에서는 LB(Luria-Bertani) 배지를 쓰지만, 사실 이건 플라스미드를 많이 복제하려는 목적에는 최적은 아니에요.
LB는 기본적인 영양분만 제공해서 세균 성장에는 충분하긴 한데, 더 고농도의 플라스미드를 원한다면 TB(Terrific Broth)나 2xYT 같은 고영양 배지를 사용하는 게 훨씬 효과적이에요.
이런 배지들은 더 많은 질소원과 탄소원을 제공해줘서 세포가 더 많이 자라고, 결과적으로 더 많은 플라스미드를 복제할 수 있도록 도와줘요. 실험 목적에 따라 배지를 바꿔보는 것도 수율을 높이는 좋은 방법이죠.
3. 배양 조건이 수율을 좌우해요
배지를 골랐다면 이제 배양 조건도 신경 써야겠죠. 실험할 때 그냥 무조건 ‘하루 밤 재우기’로 끝내는 경우 많잖아요. 근데 플라스미드마다, 그리고 사용하는 균주마다 최적의 배양 시간이 다를 수 있어요.
보통 고복제수(high-copy number) 플라스미드는 12-16시간 배양하면 충분한데, 저복제수(low-copy number) 플라스미드는 18-20시간 정도까지 배양해야 할 수도 있어요. 또 배양 온도도 보통은 37도에서 하지만, 일부 플라스미드는 30도나 34도에서 더 안정적으로 복제되기도 해요.
진탕 속도도 중요해요. 200~250rpm으로 충분히 흔들어줘야 산소 공급이 잘 되고, 세균들이 활발하게 자라서 플라스미드 복제가 잘 일어나요.
4. 플라스미드 복제수, 크기까지 고려해보세요
내가 추출하려는 플라스미드 자체가 ‘복제 잘 되는 애’인지 확인해보셨나요?
고복제수 플라스미드는 기본적으로 복사본을 수백 개까지 만들 수 있지만, 저복제수 플라스미드는 수십 개 수준으로 끝나는 경우도 있어요. 수율이 낮은 건 애초에 복제수 자체가 낮기 때문일 수 있어요.
또 하나 중요한 건 플라스미드의 크기예요. 보통 플라스미드가 10kb 이상이 되면 세균이 복제를 꺼리는 경향이 있어요. 너무 큰 DNA를 복제하는 건 세균 입장에서도 부담이니까요. 플라스미드 수율이 잘 안 나올 땐 플라스미드의 크기와 복제수를 다시 확인해보는 것도 중요해요.
5. 추출 키트도 100% 믿으면 안 돼요 – 온도, 시간, 혼합법까지 체크!
상용 키트를 사용하면 과정이 훨씬 간편하긴 한데, 무조건 키트 설명서만 믿고 작업하면 수율이 들쭉날쭉할 수 있어요. 예를 들어 알칼리성 용해단계에서 너무 세게 섞거나 너무 오래 방치하면 세포 잔해가 제대로 제거되지 않고 DNA가 손상될 수 있어요.
또 마지막 단계인 용출 단계에서는 TE buffer 대신 데운 증류수(65~70°C)로 elution을 하면 DNA가 컬럼에서 더 잘 떨어져 나와서 수율이 더 높아지기도 해요. 물 온도 하나로도 차이가 나니까 이 부분도 체크해보세요.
플라스미드 실험은 조금만 신경 써도 결과가 확 달라지는 실험 중 하나예요.
그냥 배양만 잘 해도, 콜로니만 신선하게 골라도, 배지만 바꿔도 수율이 배로 늘어나기도 하거든요. 그래서 플라스미드 수율이 이상하게 잘 안나온다고 느껴진다면, 오늘 소개한 다섯 가지 포인트를 천천히 체크해보시는 걸 추천드려요.
조금씩 조정해보다 보면, 어느 순간 ‘어? 이번엔 엄청 잘 나왔네?’ 하고 기분 좋아지는 날이 올 거예요. 실험이 잘 풀리는 그날까지, 다 함께 화이팅해봐요!