ゲノムマイクロアレイとは何ですか？

デオキシリボヌクレ酸（DNA）マイクロアレイとしても知られるゲノムマイクロアレイは、科学者が遺伝子発現のレベルを決定できるようにする遺伝学技術の一種です。 生物では、その遺伝子のDNAが一連のプロセスを介してタンパク質にデコードされると遺伝子が発現し、細胞内の特定の機能を果たします。 特定のサンプルで遺伝子発現のレベルを測定することにより、研究者はどの遺伝子が最も活性があるかを調べることができます。 マイクロアレイ技術は、がんなどの疾患の遺伝的側面について学ぶために特に医学で使用されています。

遺伝子が生物で発現する場合、DNAは一連のステップを通じてタンパク質にデコードされます。 遺伝子のセグメントは、元のDNA分子の1つの鎖を相補的な単一鎖分子であるメッセンジャーリボ核酸（mRNA）テンプレートに転写されます。 このmRNAは、遺伝情報を細胞の核からタンパク質合成部位に運びます。 ゲノムマイクロアレイREどの遺伝子が最もmRNAを生成しているか、さらには、どの遺伝子が最も高いレベルの発現で作動しているか。

ゲノムマイクロアレイは、その表面に付着したDNAの一連の顕微鏡ドットを備えたガラスまたはシリコンチップです。 プローブと呼ばれるDNAの特定の配列は、研究者が研究したい遺伝子に基づいて選択されます。 全ゲノムマイクロアレイにはゲノム全体のシーケンスが含まれていますが、焦点を絞ったマイクロアレイには特定の遺伝子のみのDNAが含まれています。

疾患研究では、マイクロアレイは次の方法で使用されます。 まず、健康な組織と病気の組織のサンプルが被験者から採取されます。 両方のサンプルからのmRNAは、一連の化学技術によって分離されます。 各サンプルは、ヌクレオチドとして知られるサブユニットで構成される別の標識溶液と組み合わされ、蛍光を含むように修正されます。次に、mRNA分子に結合して、蛍光補完DNA（cDNA）を作成します。 たとえば、病気のサンプルには赤い蛍光と緑色の蛍光の健康なサンプルが付いている可能性があります。

各サンプルがゲノムマイクロアレイに洗い流されると、サンプルからのcDNAの一部は、チップ上のDNAとハイブリダイズまたは結合します。 これにより、異なる色とレベルの蛍光が表示されます。 たとえば、サンプルの遺伝子が非常に活性であった場合、それは多くのmRNAを生成し、マイクロアレイに強い蛍光色として現れます。 スキャナーを使用して視覚サンプルデータをマージすることにより、研究者は特定の遺伝子が病気の組織または健康な組織でより多く発現するかどうかを判断できます。

上記の例では、緑色の蛍光の優位性は、健康なサンプルmRNAが不健康なものよりも多かったことを示しているため、緑色のドットは健康な組織で遺伝子がより多く発現されたことを示します。 赤い点は、thE遺伝子は、病気の組織でより多くのmRNAを産生しており、疾患条件下でより活性がありました。 黄色の点は、遺伝子が健康な組織と病気の両方の組織で等しく発現することを意味します。 研究者は、この情報を使用して、どの遺伝子が病気の細胞でより活性であるか、およびそのような変化が細胞内の他の遺伝子にどのように影響するかを判断できます。 ゲノムマイクロアレイは、癌や心臓病などの疾患の研究と診断に使用するだけでなく、標的療法を通じてそれらを治療する方法を学ぶために潜在的に使用できます。