Blog:Nachweis von Genen durch Microarray

Hochuen Medical, China, ist auf ein spezielles Labortool spezialisiert, nämlich Microarray, um die Expression einer Vielzahl von Genen insgesamt innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens nachzuweisen.

Ein Microarray ist eine Art Technologie, die Operationen minimiert, die seit langem in einem molekulargenetischen Labor verwendet werden. Es ermöglicht den Nachweis von DNA- oder RNA-Molekülen durch Hybridisieren oder Anheften an spezifische DNA- oder RNA-Moleküle auf einem Glasobjektträger. Anschließend erkennt es das anhaftende DNA- oder RNA-Molekül, indem es verschiedene Farbstoffe oder Markierungen aufbringt, die es ermöglichen, sie unter dem Mikroskop zu betrachten. Die DNA-Moleküle auf jedem Glasobjektträger (Genchip) dienen als Sonden zum Nachweis der Genexpression, allgemein bekannt als das Transkriptom oder das Array von Messenger-RNA (mRNA)-Transkripten, die von einer Reihe von Genen exprimiert werden. In der Probe exprimierte Gene werden durch lichterzeugende Bereiche auf dem Genchip oder Glasobjektträger identifiziert.

Grundsätze

mRNA bezieht sich auf ein Molekül, das genetische Informationen vom Zellkern zum Zytoplasma zur Proteinregulierung transportiert. Eine Methode namens Microarray-Transkription produziert mehrere Kopien von mRNA, die mit bestimmten Genen übereinstimmen, wenn sie exprimiert oder im aktiven Zustand gefunden werden. Die Translation erzeugt aus diesen mRNAs das entsprechende Protein. Als Ergebnis kann man genetische Information oder Genexpression indirekt analysieren, indem man verschiedene mRNAs auswertet. Die Untersuchung der Expression durch Mikroarrays in den meisten Genen in einer Probe wird eher als auf Entdeckungen basierende Forschung als als hypothesengetriebene Bewertung bezeichnet.

Techniken

Die Fähigkeit, zahlreiche unterschiedliche DNA-Sequenzen auf einer kleinen Oberfläche abzulegen, normalerweise einem Objektträger oder einem Genchip, ist das Rückgrat der Gen-Mikroarray-Technologie. Mehrere DNA-Fragmente sind in Reihen und Spalten organisiert, so dass die Authentizität jedes Fragments durch seine Platzierung auf dem Array bestimmt werden kann. Pro Untersuchung können nur wenige Gene mit Techniken wie Northern Blot und RT-PCR getestet werden. Globales Expressionsprofiling oder Microarray untersucht jedoch nicht nur bisher denkbare Größenordnungen von Genen, sondern zeichnet sich auch dadurch aus, dass sie nicht durch die Genvorselektion beeinflusst werden.

Anwendungen:

· Antibiotische Behandlung:Anaerobe Bakterien, insbesondere Actinomyces, lassen sich im Allgemeinen nur schwer in der Mundhöhle kultivieren, wo sie den Infektionserreger darstellen. Die DNA-Mikroarray-Analyse ist nützlich, da bakterielle genomische DNA im Allgemeinen die Lebensfähigkeit der Bakterien überdauert, sodass eine Mikrodiagnose mit einer winzigen DNA-Menge anstelle der für die Kultur erforderlichen großen Anzahl von Bakterien erstellt werden kann.

· Krebstherapie:Die Tumorbildung markiert gleichzeitige Veränderungen in einer Reihe von Zellen sowie Genvarianten. Wissenschaftler können von Microarray profitieren, da es ihnen ermöglicht, eine große Anzahl genetischer Proben gleichzeitig zu testen. Es ist besonders nützlich beim Nachweis von Einzelnukleotid-Polymorphismen und Zellmutationen, der Tumorkategorisierung, der Identifizierung von Krebsbiomarkern, der Entdeckung von Chemoresistenzgenen und der Arzneimittelforschung.

· Früherkennung von Krebs:Eine Vielzahl von reversiblen Krankheiten kann Leukoplakie oder weiße Läsionen der Mundhöhle verursachen. Die winzige Untergruppe dieser Läsionen, die sich in Mundkrebs verwandeln, ist jetzt durch einfache mikroskopische Beobachtung nicht nachweisbar. Microarray wird Forschern helfen, harmlose weiße Läsionen von präkanzerösen Läsionen oder sehr frühen Malignomen zu unterscheiden. Es identifiziert Genexpressionsprofile bis zur Perfektion.

Schlussfolgerung

Obwohl die Anwendungsmöglichkeiten jetzt aus Kostengründen eingeschränkt sind, können sich die Aussichten verbessern, da kommerzielle Produkte breiter verfügbar werden. Die Beherrschung der Molekularbiologie erfordert die nachgewiesenen Fähigkeiten, eine große Anzahl historischer Proben aufzunehmen und auf unterschiedliche genetische Variationen zu analysieren. Microarray ist vielversprechend, wenn es um die Diagnose von oralen Erkrankungen geht. Orale Krankheitskategorien auf der Grundlage von DNA-, RNA- oder Proteinprofilen werden die Fähigkeit von Wissenschaftlern erheblich verbessern, Patienten methodischer zu diagnostizieren, zu überwachen, zu analysieren und zu behandeln. Hochuen Medical in China arbeitet unermüdlich daran, dieses Ziel zu erreichen.