Что такое профилирование генной экспрессии?

Профилирование экспрессии генов - это способ измерения уровней активности тысяч генов одновременно. Выявление паттернов экспрессии генов в организме является следующим шагом после секвенирования генома организма. Эксперименты по профилированию экспрессии генов обычно проводят сразу по всему геному организма. Измерение уровней экспрессии генов в организме дает представление о том, как клетки организма функционируют во время клеточного цикла или в ответ на определенные раздражители.

Гены организма могут находиться в одном из двух состояний: включено или выключено. Когда ген включен, он транскрибируется в мессенджерную РНК, которая обеспечивает инструкции для создания белка, который кодируется геном. Когда гены включены, говорят, что они экспрессируются. Когда ген выключен, он не транскрибируется в мРНК и не экспрессируется.

ДНК даже одноклеточного организма содержит тысячи генов, но только часть этих генов в любой момент включена. Паттерн экспрессии генов в клетке в определенный момент времени называется ее профилем гена. Просмотр типов генов, включенных в клетку, может дать большое количество важной информации о клетках и организмах.

В эксперименте по профилированию экспрессии генов используется технология ДНК-микрочипов для измерения относительной активности ранее секвенированных генов. Эти эксперименты обычно включают измерение количества мРНК в контрольной установке и в экспериментальной обстановке, чтобы определить влияние одной или нескольких переменных на экспрессию гена. Использование контроля важно, потому что он устанавливает базовые уровни мРНК для нормальных клеточных состояний.

Рассмотрение того, как уровни мРНК изменяются в ответ на стимулы, показывает, как клеточные потребности в белках изменяются в ответ на новые условия окружающей среды. Эта информация полезна для чисто исследовательских целей, но также может быть важна для медицины. Например, если клетки рака молочной железы используются в микроанализе ДНК, профиль может показать, что в раковых клетках молочной железы активен определенный тип рецептора, который обычно неактивен. Если показано, что рецептор специфичен для рака, он может оказаться эффективным лекарственным средством.

Профилирование экспрессии генов фактически использовалось в качестве прогностической меры при раке молочной железы. Это полезно, потому что женщины на одной и той же стадии заболевания могут очень по-разному реагировать на лечение и иметь очень разные прогнозы. Использование микроанализа ДНК для построения профилей экспрессии генов показало, по крайней мере, в одном исследовании, что определенный профиль экспрессии генов в клетках рака молочной железы коррелирует с плохим прогнозом. Это применение технологии профилирования экспрессии генов помогает выявить женщин, которые могут выиграть от более агрессивного лечения.