Hva er et genommikroarray?

Genomet mikroarray, også kjent som en deoxyribonucleic acid (DNA) mikroarray, er en type genteknologi som lar forskere bestemme nivåene av genuttrykk. I levende organismer kommer et gen til uttrykk når DNAet til det genet avkodes gjennom en serie prosesser til et protein, som tjener en spesifikk funksjon i en celle. Ved å måle nivåer av genuttrykk i en gitt prøve, kan forskere finne ut hvilke gener som er mest aktive. Microarray-teknologi brukes spesielt i medisin for å lære om de genetiske aspektene ved sykdommer som kreft.

Når et gen uttrykkes i en organisme, dekodes DNA til et protein gjennom en serie trinn. Segmenter av genet blir transkribert til en messenger ribonucleic acid (mRNA) mal, et enkeltstrenget molekyl som er komplementært til en streng av det opprinnelige DNA-molekylet. Dette mRNA fører den genetiske informasjonen ut fra kjernen til cellen til stedet for proteinsyntese. En genommikroarray avslører hvilke gener som genererer mest mRNA - og i forlengelse av hvilke gener som opererer på det høyeste ekspresjonsnivået.

Genomet mikroarray er en glass- eller silisiumbrikke med en serie mikroskopiske prikker av DNA festet til overflaten. De spesifikke sekvensene av DNA, kalt sonder, velges basert på genene forskerne ønsker å studere. En mikrometer i hele genomet inneholder sekvenser fra hele genomet, mens en fokusert mikroarray inneholder DNA fra bare visse gener.

I sykdomsforskning vil mikroarrayet bli brukt på følgende måte. Først vil en prøve av sunt vev og syke vev bli tatt fra individet. MRNA fra begge prøvene ville bli isolert gjennom en serie kjemiske teknikker. Hver prøve vil bli kombinert med en annen merkeløsning sammensatt av underenheter kjent som nukleotider, modifisert for å inkludere fluorescens, som deretter ville binde seg til mRNA-molekylene for å lage fluorescerende komplementært DNA (cDNA). For eksempel kan den syke prøven være merket med rød fluorescens og den sunne prøven med grønn fluorescens.

Når hver prøve spyles på et genommikroarray, hybridiserer, eller bindes noe av cDNA fra prøvene med DNA på brikken. Dette får forskjellige farger og nivåer av lysstoffrør til å vises. Hvis et gen i en prøve var veldig aktivt, for eksempel, ville det produsert mange mRNA, som vil vises på mikroarrayen som en sterk fluorescerende farge. Ved å slå sammen de visuelle prøvedataene ved hjelp av en skanner, kan forskere bestemme om et bestemt gen kommer til uttrykk mer i det syke vevet eller det sunne vevet.

I eksemplet over skulle en grønn prikk indikere at genet ble uttrykt mer i sunt vev, siden dominansen av den grønne fluorescensen indikerer at den sunne prøven mRNA-er var flere enn de usunne. En rød prikk indikerer at genet produserte mer mRNA i det syke vevet og var mer aktivt under sykdomsforhold. Gule prikker vil bety at genet uttrykkes omtrent likt i både sunt og sjukt vev. Forskere kan bruke denne informasjonen til å bestemme hvilke gener som er mer aktive i en syk celle, og hvordan slike endringer påvirker andre gener i cellen. Genmikroarrayer kan ikke bare brukes til å undersøke og diagnostisere sykdommer som kreft og hjertesykdom, men også potensielt for å lære å behandle dem gjennom målrettet terapi.