게놈 마이크로 어레이 란?

데 옥시 리보 핵산 (DNA) 마이크로 어레이로도 알려진 게놈 마이크로 어레이는 과학자들이 유전자 발현 수준을 결정할 수있게하는 유전학 기술의 한 유형입니다. 살아있는 유기체에서, 유전자의 DNA가 일련의 과정을 통해 단백질로 해독되면 세포에서 특정 기능을하는 유전자가 발현됩니다. 주어진 샘플에서 유전자 발현 수준을 측정함으로써 연구자들은 어떤 유전자가 가장 활동적인지 알아낼 수 있습니다. 마이크로 어레이 기술은 암과 같은 질병의 유전 적 측면에 대해 배우기 위해 의학에서 특히 사용됩니다.

유전자가 유기체에서 발현되면 DNA는 일련의 단계를 통해 단백질로 해독됩니다. 유전자의 세그먼트는 원래의 DNA 분자의 한 가닥에 상보적인 단일 가닥 분자 인 메신저 리보 핵산 (mRNA) 주형 상에 전사된다. 이 mRNA는 유전자 정보를 세포의 핵으로부터 단백질 합성 부위로 운반한다. 게놈 마이크로 어레이는 어떤 유전자가 가장 많은 mRNA를 생성하는지, 그리고 어떤 유전자가 가장 높은 수준의 발현에서 작동 하는지를 보여줍니다.

게놈 마이크로 어레이는 표면에 부착 된 일련의 미세한 DNA 점이있는 유리 또는 실리콘 칩입니다. 프로브라고하는 특정 DNA 서열은 연구자가 연구하고자하는 유전자를 기반으로 선택됩니다. 전체 게놈 마이크로 어레이는 전체 게놈에 걸친 서열을 포함하는 반면, 포커싱 된 마이크로 어레이는 특정 유전자의 DNA를 포함한다.

질병 연구에서 마이크로 어레이는 다음과 같은 방식으로 사용됩니다. 먼저, 건강한 조직 및 병든 조직의 샘플을 대상체로부터 채취 할 것이다. 두 샘플의 MRNA는 일련의 화학 기술을 통해 분리됩니다. 각각의 샘플은 형광을 포함하도록 변형 된 뉴클레오티드로 알려진 서브 유닛으로 이루어진 상이한 표지 용액과 조합 될 수 있으며, 이는 형광 분자 상보 적 DNA (cDNA)를 생성하기 위해 mRNA 분자에 결합 할 것이다. 예를 들어, 병에 걸린 샘플은 적색 형광으로 표시되고 건강한 샘플은 녹색 형광으로 표시 될 수 있습니다.

각 샘플이 게놈 마이크로 어레이 상에 플러시 될 때, 샘플로부터의 일부 cDNA는 칩상의 DNA와 혼성화 또는 결합된다. 이로 인해 다양한 색상과 형광 레벨이 나타납니다. 예를 들어, 샘플의 유전자가 매우 활동적인 경우, 많은 mRNA를 생성 할 수 있으며, 이는 마이크로 어레이에 강한 형광색으로 나타납니다. 스캐너를 사용하여 시각적 샘플 데이터를 병합함으로써 연구자들은 특정 유전자가 병든 조직이나 건강한 조직에서 더 많이 발현되는지 확인할 수 있습니다.

위의 예에서 녹색 점은 유전자가 건강한 조직에서 더 많이 발현되었음을 나타냅니다. 녹색 형광의 우세는 건강한 샘플 mRNA가 건강에 해로운 것보다 훨씬 많기 때문입니다. 빨간색 점은 유전자가 병든 조직에서 더 많은 mRNA를 생성하고 질병 상태에서 더 활동적임을 나타냅니다. 노란색 점은 유전자가 건강한 조직과 병든 조직에서 거의 동일하게 발현됨을 의미합니다. 연구원들은이 정보를 사용하여 질병에 걸린 세포에서 어떤 유전자가 더 활동적인지, 그리고 그러한 변화가 세포의 다른 유전자에 어떤 영향을 미치는지 결정할 수 있습니다. 게놈 마이크로 어레이는 암 및 심장병과 같은 질병을 연구하고 진단 할뿐만 아니라 표적 요법을 통해이를 치료하는 방법을 배우는 데에도 사용될 수 있습니다.