211service.com
DNS mikroshēmas
Dažos pēdējos gados solījumi par biotehnoloģiju — jaunas zināšanas par veselību un slimībām, labāka diagnostika un ārstēšana — ir arvien tuvāk piepildījumam, pateicoties bezprecedenta bioloģisko datu straumei, kas plūst no pētniecības laboratorijām. Viena no galvenajām tehnoloģijām, kas rada šo kritiski jauno informācijas bagātību, ir pastmarkas izmēra stikla vai plastmasas priekšmetstikliņi, ko sauc par DNS mikromasīvu vai, sarunvalodā runājot, DNS mikroshēmu.
DNS mikroshēmas guva lielu slavu 1996. gadā, kad Santaklārā, Kalifornijā, Affymetrix iepazīstināja ar pirmo komerciālo versiju, ko uzņēmums nosauca par GeneChip. Affymetrix izmanto gaismas jutīgas ķīmiskas reakcijas, lai uz stikla plāksnītes izveidotu režģim līdzīgu modeli, kurā ir 400 000 īsu DNS pavedienu, ko sauc par zondēm. Tā kā katra zonde var saistīties ar atšķirīgu gēnu secību DNS paraugā, mikroshēmas ļauj pētniekiem vienlaikus veikt tūkstošiem atsevišķu eksperimentu. Biotehnoloģiju, farmācijas un cilvēka genoma projekta pētniekus apžilbināja iespējas: jauna izpratne par gēnu lomu sirds slimībās vai rezistence pret antibiotikām, instrumenti pirmsdzemdību vai infekciju diagnostikai, kas ietver visus interesējošos gēnus vienā mikroshēmā, masveida mēroga automatizētu potenciālo narkotiku skrīningu.
Šis stāsts bija daļa no mūsu 2001. gada janvāra numura
- Skatiet pārējo izdevuma daļu
- Abonēt
Mūsdienās desmitiem uzņēmumu piedāvā DNS mikroshēmu produktus un pakalpojumus. Izstrādājot jaunus mikroshēmu izgatavošanas veidus, pētniekiem tagad ir iespēja iegādāties gatavas mikroshēmas vai izveidot savas pielāgotās mikroshēmas tieši laboratorijā. Un dažas no agrākajām cerībām attiecībā uz tehnoloģiju, jo īpaši, ka tā palīdzēs atklāt vēža ģenētiskos pamatus, jau liecina par piepildījumu. Piemēram, tikai pagājušajā gadā Stenfordas Universitātes Medicīnas skolas pētnieki izmantoja DNS mikroshēmas, lai atklātu divas ģenētiski atšķirīgas slimību klases limfomas veidā, kas iepriekš tika klasificēts kā viens vēzis; tā kā pacienta izdzīvošanas iespēja ir ļoti atkarīga no tā, kurš no diviem apakštipiem viņam ir, izpratne par atšķirībām starp abiem varētu novest pie labāk pielāgotas ārstēšanas.
Lai parādītu, kā darbojas DNS mikroshēmas, TR soli pa solim izvada hipotētisku vēža eksperimentu.
1) Viena svarīga loma DNS mikroshēmām ir ģenētisko atšķirību atklāšanā starp līdzīgiem vēža veidiem, piemēram, diviem leikēmijas veidiem. Lai to izdarītu, jums vajadzētu sākt ar pacientu grupu, no kuriem dažiem ir viens vēža veids, bet dažiem no tiem ir cits vēzis.
2) Katram pacientam paņemiet vēža šūnu paraugu un izolējiet visus gēnus, kas ir aktīvi šajās šūnās. Izveidojiet šo gēnu kopijas, iekļaujot dažus īpašus nukleotīdus vai DNS burtus, kuriem ir pievienota fluorescējoša krāsa.
3) Ievietojiet jaunās gēnu kopijas DNS mikromasīvā, mikroshēmā, kas pārklāta ar režģi, kurā ir vairāki tūkstoši zondes, īsi DNS posmi, kas katrs saistās ar unikālu gēnu secību.
4) Kad zonde sakrīt ar kādu no gēniem, kas ir aktīvi vēža šūnās, tā saistās ar šī gēna kopiju. Kad saistīšanās ir notikusi, nomazgājiet papildu brīvi peldošo DNS.
5) Ievietojiet DNS mikroshēmu mikroshēmu skenerī. Tur lāzers apgaismo mikroshēmu un liek fluorescējošajai krāsai mirdzēt, veidojot gaišu plankumu modeli, kur iezīmētās gēnu kopijas ir saistītas ar zondēm, un tumšos plankumus, kur ir nesaistītas zondes. Skeneris nosaka fluorescenci un ieraksta gaismas un tumsas režģa attēlu.
6) Izmantojot datoru, kuram ir pievienota karte, kurā norādīta katras zondes atrašanās vieta mikromasīvā, varat noteikt, kuri gēni ir aktīvi katrā paraugā. Rūpīga šo rezultātu analīze var ļaut precīzi noteikt nelielas gēnu kopas, kas ir aktīvas vienā vēža gadījumā, bet ne otrā. Nākotnē šie gēni varētu kļūt par jaunu zāļu mērķiem vai būt par pamatu jauniem, ļoti specifiskiem diagnostikas testiem.
Vai jums ir jauna tehnoloģija, ko vēlaties redzēt vizualizācijā? Sūtiet savas idejas uz [email protected] .