Co je to profilování exprese genu?
Profilování genové exprese je způsob měření hladin aktivity tisíců genů současně. Identifikace genových expresních vzorců v organismu je dalším krokem po sekvenování genomu organismu. Experimenty s profilováním genové exprese se obvykle provádějí na celém genomu organismu najednou. Měření hladin genové exprese v organismu poskytuje obraz o tom, jak buňky organismu fungují během buněčného cyklu nebo v reakci na specifické podněty.
Geny organismu mohou být v jednom ze dvou stavů: zapnuté nebo vypnuté. Když je gen zapnutý, přepisuje se do messengerové RNA, která poskytuje pokyny pro výrobu proteinu, který je kódován genem. Když jsou geny zapnuté, říká se, že jsou exprimovány. Když je gen vypnutý, není přepisován do mRNA a není exprimován.
DNA dokonce i jednobuněčného organismu obsahuje tisíce genů, ale pouze zlomek těchto genů je zapnut kdykoli. Vzorec genové exprese v buňce v určitém časovém okamžiku se označuje jako její genový profil. Pohled na typy genů zapnutých v buňce může poskytnout velké množství významných informací o buňkách a organismech.
V experimentu profilování genové exprese se k získání měření relativní aktivity dříve sekvenovaných genů používá technologie DNA microarray. Tyto experimenty obvykle zahrnují měření množství mRNA v kontrolním prostředí a v experimentálním prostředí, aby se stanovily účinky jedné nebo více proměnných na genovou expresi. Použití kontroly je důležité, protože stanoví základní hladiny mRNA pro normální buněčné podmínky.
Pohled na to, jak se hladiny mRNA mění v reakci na podněty, ukazuje, jak se mění buněčné potřeby proteinů v reakci na nové podmínky prostředí. Tyto informace jsou užitečné pouze pro účely výzkumu, ale mohou být také důležité v lékařství. Například, pokud jsou buňky rakoviny prsu použity v DNA mikroanalýze, profil by mohl ukázat, že v rakovinných buňkách prsu je aktivní určitý typ receptoru, který je normálně neaktivní. Pokud se ukáže, že receptor je specifický pro rakovinu, může se ukázat jako účinný lékový cíl.
Profilování genové exprese se ve skutečnosti používá jako prognostické opatření pro rakovinu prsu. To je užitečné, protože ženy ve stejném stádiu nemoci mohou na léčbu reagovat velmi odlišně a mají velmi odlišné prognózy. Použití DNA mikroanalýzy k vytvoření profilů genové exprese ukázalo v alespoň jedné studii, že určitý profil genové exprese v buňkách rakoviny prsu koreluje se špatnou prognózou. Tato aplikace technologie profilování genové exprese pomáhá identifikovat ženy, které mohou mít prospěch z agresivnější léčby.