10.1. Анализ экспрессии генов с помощью микрочипов
Проявление потенциала гена называют его экспрессией, в ходе которой ген используется как план синтеза белка; все функции клеток управляются дифференциальной экспрессией генов. Анализ экспрессии гена проводят с целью изучения его функции. Информация о том, какие гены экспрессируются в норме и при заболеваниях, поможет определить набор белков, необходимых для нормального функционирования ткани, а также его изменения при патологии. Это важно для молекулярной диагностики и разработки новых лекарств, способных влиять на активность генов/белков. Современные методы позволяют проводить анализ общей экспрессии, в которой все гены исследуются одновременно. В настоящее время широкое распространение получили микроматрицы (микрочипы DNA). Это плотная батарея элементов DNA (ячеек), размещенных на миниатюрной подложке. Каждый элемент содержит определенные олигонуклеотиды, представляющие собой короткие участки генов или других функциональных элементов DNA, и используется для гибридизации. Гибридизация - соединение in vitro комплементарных одноцепочечных нуклеиновых кислот в одну молекулу (DNA-DNA или DNA-RNA).
Отдельную молекулу DNA/RNA метят радиоактивной или флуоресцентной меткой и таким образом получают зонд, который может быть использован для выделения комплементарной молекулы из смеси при гибридизации. Существует два различных типа DNA-микрочипов - олигонуклеотидные микрочипы и кDNA-микрочипы.
Микрочипы разных производителей различаются по конструкции, точности, эффективности и стоимости.
Варианты платформ микрочипов
Printed или spotted (напечатанный или раскапанный) - капли проб автоматизированно наносятся в определенные точки подложки. Элементы содержат молекулы двунитевой DNA, которые денатурируются до начала гибридизации. Гибридизация зонда и мишени регистрируется и количественно характеризуется при помощи флуоресценции или хемилюминесценции, что позволяет определять относительное количество нуклеиновой кислоты с заданной последовательностью в образце.