Microarray bộ gen là gì?

Microarray bộ gen, còn được gọi là microarray axit deoxyribonucleic (DNA), là một loại công nghệ di truyền cho phép các nhà khoa học xác định mức độ biểu hiện gen.Trong các sinh vật sống, một gen được biểu hiện khi DNA của gen đó được giải mã thông qua một loạt các quá trình thành protein, phục vụ một chức năng cụ thể trong một tế bào.Bằng cách đo mức độ biểu hiện gen trong một mẫu nhất định, các nhà nghiên cứu có thể tìm ra gen nào hoạt động mạnh nhất.Công nghệ microarray được sử dụng đặc biệt trong y học để tìm hiểu về các khía cạnh di truyền của các bệnh như ung thư. Khi một gen được biểu hiện trong một sinh vật, DNA được giải mã thành protein thông qua một loạt các bước.Các phân đoạn của gen được phiên mã trên mẫu axit ribonucleic (mRNA) của Messenger, một phân tử bị mắc kẹt duy nhất bổ sung cho một chuỗi của phân tử DNA ban đầu.MRNA này mang thông tin di truyền ra khỏi nhân của tế bào đến vị trí tổng hợp protein.Một microarray bộ gen cho thấy gen nào đang tạo ra nhiều mRNA mdash nhất;và, bằng cách mở rộng, các gen đang hoạt động ở mức độ biểu hiện cao nhất.Microarray bộ gen là một chip thủy tinh hoặc silicon với một loạt các chấm DNA siêu nhỏ được gắn vào bề mặt của nó.Các trình tự cụ thể của DNA, được gọi là thăm dò, được chọn dựa trên các gen mà các nhà nghiên cứu muốn nghiên cứu.Một microarray toàn bộ gen chứa các chuỗi từ toàn bộ bộ gen, trong khi một microarray tập trung chỉ chứa DNA từ một số gen nhất định. Trong nghiên cứu bệnh, microarray sẽ được sử dụng theo cách sau.Đầu tiên, một mẫu mô khỏe mạnh và mô bệnh sẽ được lấy từ đối tượng.MRNA từ cả hai mẫu sẽ được phân lập thông qua một loạt các kỹ thuật hóa học.Mỗi mẫu sẽ được kết hợp với một dung dịch ghi nhãn khác nhau được tạo thành từ các tiểu đơn vị được gọi là nucleotide, được sửa đổi để bao gồm huỳnh quang, sau đó sẽ liên kết với các phân tử mRNA để tạo DNA bổ sung huỳnh quang (cDNA).Ví dụ, mẫu bị bệnh có thể được dán nhãn huỳnh quang màu đỏ và mẫu khỏe mạnh với huỳnh quang màu xanh lá cây. Khi mỗi mẫu được xả vào microarray bộ gen, một số cDNA từ các mẫu lai, hoặc liên kết, với DNA trên chip.Điều này làm cho các màu sắc và mức độ huỳnh quang khác nhau xuất hiện.Ví dụ, nếu một gen trong một mẫu hoạt động cao, nó sẽ tạo ra nhiều mRNA, sẽ xuất hiện trên microarray dưới dạng màu huỳnh quang mạnh.Bằng cách hợp nhất dữ liệu mẫu trực quan bằng máy quét, các nhà nghiên cứu có thể xác định xem một gen cụ thể được biểu hiện nhiều hơn trong mô bị bệnh hay mô khỏe mạnh. Trong ví dụ trên, một chấm màu xanh lá cây sẽ chỉ ra rằng gen được biểu hiện nhiều hơn trong mô khỏe mạnh, vì sự thống trị của huỳnh quang màu xanh lá cây chỉ ra rằng các mRNA mẫu lành mạnh có nhiều hơn các mRNA không lành mạnh.Một chấm đỏ chỉ ra rằng gen đã tạo ra nhiều mRNA hơn trong mô bị bệnh và hoạt động tích cực hơn trong tình trạng bệnh.Các chấm màu vàng có nghĩa là gen được biểu hiện bằng nhau trong cả mô khỏe mạnh và bệnh.Các nhà nghiên cứu có thể sử dụng thông tin này để xác định gen nào hoạt động hơn trong một tế bào bị bệnh và làm thế nào những thay đổi như vậy ảnh hưởng đến các gen khác trong tế bào.Microarrays có thể được sử dụng không chỉ để nghiên cứu và chẩn đoán các bệnh như ung thư và bệnh tim mà còn có khả năng học cách điều trị chúng thông qua liệu pháp nhắm mục tiêu.