Wat is genexpressieprofilering?
Profilering van genexpressie is een manier om de activiteitsniveaus van duizenden genen tegelijkertijd te meten. Het identificeren van genexpressiepatronen in een organisme is de volgende stap nadat het genoom van een organisme is gesequenced. Genexpressieprofileringsexperimenten worden meestal in één keer op het hele genoom van een organisme uitgevoerd. Het meten van genexpressieniveaus in een organisme geeft een beeld van hoe de cellen van het organisme functioneren tijdens de celcyclus, of in reactie op specifieke stimuli.
De genen van een organisme kunnen zich in een van twee toestanden bevinden: ingeschakeld of uitgeschakeld. Wanneer een gen wordt ingeschakeld, wordt het getranscribeerd in messenger-RNA, dat de instructies geeft voor het maken van het eiwit waarvoor het gen codeert. Wanneer genen worden ingeschakeld, wordt gezegd dat ze tot expressie worden gebracht. Wanneer een gen is uitgeschakeld, wordt het niet getranscribeerd in mRNA en wordt het niet tot expressie gebracht.
Het DNA van zelfs een eencellig organisme bevat duizenden genen, maar slechts een fractie van die genen is op elk moment ingeschakeld. Het patroon van genexpressie in een cel op een bepaald tijdstip wordt het genprofiel genoemd. Kijkend naar de soorten genen die in een cel zijn ingeschakeld, kan grote hoeveelheden significante informatie over cellen en organismen worden verstrekt.
In een experiment met genexpressieprofielen wordt DNA-microarraytechnologie gebruikt om een meting van de relatieve activiteit van eerder gesequencede genen te verkrijgen. Deze experimenten omvatten typisch het meten van hoeveelheden mRNA in een controle-setting en in een experimentele setting, om de effecten van een of meer variabelen op genexpressie te bepalen. Het gebruik van een controle is belangrijk omdat het basislijn-mRNA-niveaus voor normale cellulaire omstandigheden vaststelt.
Kijkend naar hoe mRNA-niveaus veranderen in reactie op stimuli, laat zien hoe cellulaire behoeften aan eiwitten veranderen in reactie op nieuwe omgevingscondities. Deze informatie is nuttig voor pure onderzoeksdoeleinden, maar kan ook belangrijk zijn in de geneeskunde. Als bijvoorbeeld borstkankercellen worden gebruikt in DNA-microanalyse, kan een profiel aantonen dat in kankerachtige borstcellen een bepaald type receptor actief is die normaal niet actief is. Als wordt aangetoond dat de receptor kankerspecifiek is, kan dit een effectief geneesmiddeldoelwit blijken te zijn.
Profilering van genexpressie is in feite gebruikt als een prognostische maat voor borstkanker. Dit is nuttig omdat vrouwen in hetzelfde ziektestadium heel anders op de behandeling kunnen reageren en zeer verschillende prognoses hebben. Het gebruik van DNA-microanalyse om genexpressieprofielen op te bouwen heeft in ten minste één onderzoek aangetoond dat een bepaald genexpressieprofiel in borstkankercellen correleert met een slechte prognose. Deze toepassing van genexpressieprofileringstechnologie helpt vrouwen te identificeren die baat kunnen hebben bij een agressievere behandeling.