Vad är genuttrycksprofilering?

Genuttrycksprofilering är ett sätt att mäta aktivitetsnivåerna för tusentals gener på samma gång. Att identifiera genuttrycksmönster i en organism är nästa steg efter att organismen genom har sekvenserats. Genuttrycksprofileringsexperiment utförs vanligtvis på hela organismen genom på en gång. Mätning av genuttrycksnivåer i en organism ger en bild av hur organismernas celler fungerar under cellcykeln, eller som svar på specifika stimuli.

Generna för en organisme kan vara i ett av två tillstånd: tillslagen eller avstängd. När en gen är påslagen, transkriberas den till messenger RNA, som ger instruktionerna för att tillverka proteinet som kodas av genen. När gener är påslagen sägs de uttryckas. När en gen är avstängd, transkriberas den inte till mRNA och uttrycks inte.

Till och med en enscellig organisms DNA innehåller tusentals gener, men bara en bråkdel av dessa gener är påslagen när som helst. Mönstret för genuttryck i en cell vid en viss tidpunkt kallas dess genprofil. Att titta på de typer av gener som är aktiverade i en cell kan ge stora mängder betydande information om celler och organismer.

I ett genuttrycksprofileringsexperiment används DNA-mikroarray-teknik för att erhålla en mätning av relativ aktivitet av tidigare sekvenserade gener. Dessa experiment involverar vanligtvis mätning av mängder av mRNA i en kontrollinställning och i en experimentell inställning, för att bestämma effekterna av en eller flera variabler på genuttryck. Att använda en kontroll är viktigt eftersom det fastställer baslinje-mRNA-nivåer för normala cellförhållanden.

Att titta på hur mRNA-nivåerna förändras som svar på stimuli visar hur cellulära behov för proteiner förändras som svar på nya miljöförhållanden. Denna information är användbar för rent forskningsändamål, men kan också vara viktig inom medicin. Till exempel, om bröstcancerceller används i DNA-mikroanalys, kan en profil visa att i vissa cancerformiga bröstceller är en viss typ av receptor aktiv som normalt är inaktiv. Om receptorn visar sig vara cancerspecifik kan det visa sig vara ett effektivt läkemedelsmål.

Genuttrycksprofilering har faktiskt använts som en prognostisk åtgärd för bröstcancer. Detta är användbart eftersom kvinnor i samma sjukdomsstadium kan svara mycket på behandlingen och har mycket olika prognoser. Att använda DNA-mikroanalys för att bygga upp genuttrycksprofiler har visat i minst en studie att en viss genuttrycksprofil i bröstcancerceller korrelerar med dålig prognos. Denna tillämpning av genuttrycksprofileringsteknologi hjälper till att identifiera kvinnor som kan dra nytta av mer aggressiv behandling.