ДНК-микрочип

Это устройство, которое создано по аналогии с чипами (электронными микросхемами), предназначенное для одновременного выявления большого количества определенных последовательностей ДНК. Микрочип ДНК применяется для изучения экспрессии генов, а также поиска мутаций непосредственно в биомедицинских исследованиях. Микрочип производится из стекла, пластика или силикона.

ДНК на него наносится методом химической пришивки и машинной микропечати в виде большого количества упорядоченных точек, из которых каждая содержит равное число синтезированных фрагментов ДНК, которые имеют уникальную последовательность. В иных технологиях гибридизационного анализа генов фрагменты ДНК пришиваются к поверхности микроскопических шариков. Современные микрочипы ДНК могут измерить одновременно экспрессию десятков тысяч генов человека и выявить примерно миллион мутаций.

Принцип работы микрочипа непосредственно для изучения экспрессии генов заключается в следующем. Работа гена в ткани выражается в накоплении матричной его РНК (мРНК). Все они экстрагируются из образца ткани, и при помощи фермента обратной транскриптазы синтезируется на них комплементарная ДНК (кДНК), которая существенно удобней и устойчивей в работе, нежели мРНК. Полученный набор кДНК метится при помощи радиоизотопных или флуоресцентных меток.

Содержание в образце индивидуальных кДНК прямо пропорционально содержанию их матриц мРНК и, следовательно, уровню активности всех соответствующих генов. Смесь кДНК наносится на микрочип, и в каждой его точке пришиты ДНК-фрагменты, которые соответствуют кодирующей последовательности одного из этих генов.

кДНК «свои» точки находят и связываются по принципу комплементарности с ними. Чем в растворе больше кДНК этого вида, тем ее больше прикрепляется к точке. Специальное сканирующее устройство затем определяет содержание кДНК в каждой точке данного микрочипа, а программа его соотносит с названием гена, который представлен данной точкой. Результатом микрочипового ДНК исследования выступает матрица из точек, чья интенсивность прямо пропорциональна активности всех соответствующих генов.