ゲノム研究における DNA マイクロアレイの使用方法

DNA マイクロアレイは、固体表面に付着した DNA スポットの集まりです。ゲノミクスの研究では、DNA マイクロアレイを使用して、多数の遺伝子の発現レベルを同時に測定したり、ゲノムのさまざまな領域を研究したりできます。

DNA マイクロアレイで使用される顕微鏡チップは、ターゲット DNA 配列に相補的な特異性の高いプローブで構成されています。これらのプローブは、遺伝子の一部である可能性があります。したがって、各 DNA スポットは、ゲノムの特定の DNA フラグメントを保持できます。ゲノム配列に関する情報は、発生過程または特定の生理学的反応における特定の生物の完全な転写プログラムを分析するために使用できます。

対象となる主な分野

1. DNAマイクロアレイとは
– 定義、目的、スポット
2.ゲノム研究における DNA マイクロアレイの使用方法
– 転写の分析

重要な用語:cDNA、DNA マイクロアレイ、蛍光、ゲノム配列、mRNA、転写

DNA マイクロアレイとは

DNA マイクロアレイは、固体表面に付着した高密度の一本鎖 DNA 分子の集まりを指します。何千もの遺伝子の発現を同時に解析するのに使用されます。一般に、各遺伝子のコード領域から約 1 kb の部分が、顕微鏡スライドの表面上の狭い間隔のスポットに適用されます。通常、2 x 2 cm のアレイ/遺伝子チップには、約 6000 スポットの DNA が含まれています。 図 1 に DNA マイクロアレイ チップを示します。 .

図 1:DNA マイクロアレイ

ゲノム研究における DNA マイクロアレイの使用方法

DNA マイクロアレイを使用して、ゲノム内の遺伝子の発現を特定できます。このプロセスには、定義された生理学的条件下での特定の種類の細胞の全 mRNA の分離が含まれます。次に逆転写反応を行い、mRNAからcDNAを生成します。ここでは、DNA プライマーは、緑色蛍光色素で標識されたヌクレオチドを低濃度で含む DNA ヌクレオチドと共に使用されます。このcDNAは、チップ内の相補的なDNAプローブとハイブリダイズします。 2 つのゲノムを比較する場合、2 番目のゲノムの cDNA を赤などの別の色の蛍光色素で標識することができます。 DNA マイクロ アレイの手順は 図 2 に示されています。

図 2:DNA マイクロアレイの手順

遺伝子チップは、走査型レーザー顕微鏡で蛍光発光を分析できます。 DNA マイクロ アレイの DNA プローブとターゲット DNA の適切なハイブリダイゼーションは、蛍光の対応する色を与えます。 DNAマイクロアレイは、既知のDNA配列を応用して作製されるため、ゲノム上で発現している遺伝子を特定することができます。ゲノミクスによって得られた DNA 配列の知識は、特に特定のターゲット ゲノム用の DNA マイクロ アレイの製造において重要です。

結論

DNA マイクロアレイは、定義された DNA プローブのスポットを含む顕微鏡チップです。これらのスポットは、特定の生理学的条件下での発現レベルを識別するために、標的ゲノムから調製された DNA とハイブリダイズできます。

参照:

1.ロディッシュ、ハービー。 「DNA マイクロアレイ:ゲノムワイドな発現の分析」。 分子細胞生物学。第 4 版。 、米国国立医学図書館、1970 年 1 月 1 日、こちらから入手可能。

画像提供:

1. Guillaume Paumier (ユーザー:guillom) による「DNA マイクロアレイ」 – Commons Wikimedia 経由の自身の作品 (CC BY-SA 3.0)
パブリック ドメイン) コモンズ ウィキメディア経由