Was ist Microarray-Technologie?
Fast alle Zellen in unserem Körper enthalten dieselbe Desoxyribonukleinsäure (DNA) mit denselben Genen. Es werden jedoch nicht alle Gene in einer bestimmten Zelle verwendet. In jedem Zelltyp sind sozusagen nur bestimmte Gene "eingeschaltet". Zum Beispiel erfüllen Zellen in der Leber andere Funktionen als Muskelzellen, weil in ihnen unterschiedliche Gene exprimiert werden. Die Microarray-Technologie wurde entwickelt, um zu erkennen, welche Gene in den einzelnen Zellklassen im gesamten Körper verwendet werden.
Mithilfe der Microarray-Technologie können Wissenschaftler herausfinden, welche Gene in verschiedenen Zellen eingeschaltet sind und wie Zellen die von ihnen gezeigte Spezialisierung erreichen. In einem typischen Microarray-Experiment werden DNA-Moleküle an bestimmten, vorbestimmten Stellen auf einem Objektträger platziert. Diese Anordnung von DNA-Molekülen wird als Microarray bezeichnet, da sie sehr klein ist, und hier hat die Microarray-Technologie ihren Namen.
Sobald der Microarray organisiert wurde, wird aus einem bestimmten Zelltyp ein Ribonukleinsäuretyp (RNA) isoliert, der als Messenger-RNA (mRNA) bekannt ist. Die mRNA dient als Arbeitsduplikat eines oder mehrerer Gene in einer Zelle und ist somit ein guter Indikator dafür, welche Gene in dieser Zelle exprimiert werden. Wenn die mRNA isoliert wurde, wird ein fluoreszierender Farbstoff hinzugefügt, um sie unter dem Mikroskop besser sichtbar zu machen. Zu diesem Zeitpunkt wird die mRNA zu dem DNA-Mikroarray auf dem Objektträger gegeben.
Wenn die beiden Arten von genetischem Material auf dem Objektträger gemischt werden, bleibt die mRNA an der Stelle an der DNA haften, die das Gen darstellt, von dem sie ursprünglich stammt. Die mRNA wird nicht an jedem Gen in der DNA-Probe haften, da nicht jedes Gen von einer Zelle exprimiert wird. Jegliche mRNA, die sich nicht an die DNA im Mikroarray anlagert, wird dann weggewaschen, und diejenige, die anhaftet, ist jetzt aufgrund des früher zugesetzten Farbstoffs deutlich sichtbar. Die Stellen auf der DNA, an denen die mRNA haftet, sind diskrete, bekannte Gene. Diese Anwendung der Microarray-Technologie ermöglicht es Forschern daher, zu sehen, welche Arten von Genen von einem bestimmten Zelltyp exprimiert werden.
Die Anwendungen der Microarray-Technologie konzentrieren sich hauptsächlich auf die Bereiche Medizin und Biotechnologie. Neben der Entdeckung von Genen und solchen, die von verschiedenen Zellen exprimiert werden, können neue Medikamente auch im Lichte der mit diesen Techniken gemachten Entdeckungen entworfen werden. Microarray-Technologie bedeutet auch, dass Krankheiten, einschließlich Krebs, auf bisher unmögliche Weise diagnostiziert und untersucht werden können.