DNAマイクロアレイの構成、手順および用途



A DNAマイクロアレイ, DNAチップまたはDNAマイクロアレイとも呼ばれ、プラスチックまたはガラスのいずれかの可変材料の物理的支持体に固定された一連のDNAフラグメントで構成されています。各DNAは特定の遺伝子に相補的な配列を表します.

マイクロアレイの主な目的は、興味のある特定の遺伝子の発現の比較研究です。例えば、どの遺伝子が発現されており、どれがその状態を呈するサンプル中にないのかを同定するために、この技術が２つのサンプル - 健康な条件下のものと病理学的なもの - に適用されることは一般的である。前記試料は細胞または組織であり得る。.

一般に遺伝子の発現は蛍光分子の使用のおかげで検出および定量化することができる。チップの操作はほとんどの場合ロボットによって行われ、多数の遺伝子を同時に分析することができます。.

この革新的な技術は、医学診断からプロテオミクスおよびゲノミクスの分野における様々な分子生物学研究まで、幅広い分野に役立ちます。.

索引

  • 1それは何で構成されていますか？?
    • 1.1マイクロアレイの種類
  • 2手続き
    • 2.1 RNAの単離
    • 2.2 cDNAの作製と標識
    • 2.3ハイブリダイゼーション
    • 2.4システム読み取り
  • 3アプリケーション
    • 3.1がん
    • 3.2その他の病気
  • 4参考文献

それは何で構成されていますか？?

ＤＮＡマイクロアレイ（デオキシリボ核酸）は、固体マトリックスに付着した一組の特異的ＤＮＡセグメントである。これらの配列は研究されることを望む遺伝子と相補的であり、そして１ｃｍあたり１０，０００までの遺伝子があり得る。2.

これらの特徴は、生物の遺伝子発現の系統的かつ大規模な研究を可能にします.

細胞がその操作に必要とする情報は「遺伝子」と呼ばれる単位でコード化されています。特定の遺伝子には、タンパク質と呼ばれる必須の生物学的分子の作成に関する指示が含まれています.

そのＤＮＡがメッセンジャーＲＮＡの中間分子に転写される場合、遺伝子は発現され、そして遺伝子の発現はこのＤＮＡセグメントの転写レベルに依存して変化し得る。ある場合には、発現の変化は疾患の指標となり得る。.

ハイブリダイゼーションの原理はマイクロアレイの操作を可能にする。 DNAは、アデニン、チミン、グアニン、シトシンの4種類のヌクレオチドからなる分子です。.

二重らせん構造を形成するために、アデニンはチミンとそしてシトシンはグアニンと一緒にグループ化される。したがって、２つの相補鎖は水素結合によって連結することができる。.

マイクロアレイの種類

マイクロアレイの構造に関しては、２つの変形がある：相補的ＤＮＡまたはオリゴヌクレオチドの個別化化合物、およびAffymetrix GeneChipのような商業会社によって製造された市販の高密度マイクロアレイ。.

第一のタイプのマイクロアレイは単一チップ上の二つの異なるサンプルからのRNAの分析を可能にするが、第二のバリエーションは商業タイプのものでありそして分析を可能にする多数の遺伝子（例えばAffymetrix GeneChip）を有する単一のサンプル.

手続き

RNAの単離

マイクロアレイ技術を用いて実験を行うための最初のステップは、RNA分子の単離および精製である（メッセンジャーRNAまたは他の種類のRNAであり得る）。.

2つのサンプル（健康と病気、対照と治療など）を比較したい場合は、両方の組織で分子を分離する必要があります。.

cDNAの作成とラベリング

続いて、ＲＮＡを標識ヌクレオチドの存在下で逆転写プロセスにかけ、それにより相補的ＤＮＡまたはｃＤＮＡが得られる。.

標識は蛍光性であり得、そして分析されるべき２つの組織の間で識別可能でなければならない。蛍光化合物Ｃｙ３およびＣｙ５は異なる波長で蛍光を発するので伝統的に使用されている。 Cy3の場合、それは赤に近い色であり、Cy5はオレンジと黄色の間のスペクトルに対応します.

ハイブリダイゼーション

ｃＤＮＡを混合し、そしてインキュベーションをＤＮＡマイクロアレイ中で行い、両方の試料からのｃＤＮＡとマイクロアレイの固体表面上に固定化されたＤＮＡ部分とのハイブリダイゼーション（すなわち結合が生じる）を可能にする。.

マイクロアレイ中のプローブとのハイブリダイゼーションの割合が高いほど、対応するmRNAの組織発現が大きいと解釈される.

システム読み取り

発現の定量化は、各cDNAによって放出される蛍光の量にカラーコードを割り当てるリーダーシステムを組み込むことによって行われます。例えば、病理学的状態を示すために赤が使用され、それがより高い割合でハイブリダイズする場合、赤の成分が優勢になる。.

このシステムを用いて、両方の選択された条件において分析された各遺伝子の過剰発現または抑制を知ることが可能である。つまり、実験で評価されたサンプルのトランスクリプトームを知ることができます。.

アプリケーション

現在、マイクロアレイは医学の分野において非常に強力な道具であると考えられている。この新しい技術により、病気の診断と、さまざまな病状の下で遺伝子発現がどのように変化するかについての理解を深めることができます。.

さらに、それは可能な医学的治療の効果を研究するために、対照組織と特定の薬物で治療された組織との比較を可能にする。.

これを行うために、正常状態と罹患状態を薬物の投与前後で比較する。ゲノムに対する薬の効果を調べるとき 生体内 あなたはそれの作用のメカニズムのより良い概観を持っています。さらに、なぜ特定の薬が不要な副作用を引き起こすのかを理解することができます。.

がん

癌は、DNAマイクロアレイを用いて研究された疾患のリストのトップです。この方法論は、特に白血病の場合に、疾患の分類と予後に使用されています.

この状態の調査分野は、細胞周期の調節および細胞死（またはアポトーシス）の過程における失敗をもたらす遺伝子発現のパターンを見出すための癌細胞の分子塩基の圧縮および特徴付けを含む。.

その他の病気

マイクロアレイを使用することにより、アレルギー、一次免疫不全、自己免疫疾患（関節リウマチなど）および感染症の病状における遺伝子の差次的発現のプロファイルを解明することができました。.

参考文献

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