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Arrays werden vor allem eingesetzt um bei höheren Organismen die Genaktivität
in verschiedenen Geweben oder unter dem Einfluß verschiedener, zum Beispiel
pharmazeutischer, Substanzen zu untersuchen. Auch der Vergleich von
Tumorgewebe zu normalem Gewebe ist ein weites Anwendungsfeld. Im Bereich der
Mikrobiologie wird zum Beispiel die Genaktivität unter verschiedenen
Kultivierungsbedingungen verglichen.
Um solche vergleichenden Analysen durchzuführen, werden zunächst die
Abschriften der Gene unter den zu vergleichenden Bedingungen oder der
verschiedenen Geweben getrennt isoliert. Man bezeichnet diese zu vergleichenden
Bedingungen auch als Test und Referenz. Anschließend erfolgt eine Kopplung von
Fluoreszenzfarbstoffen an diese RNA-Transkripte, wobei rot fluoreszierende
Farbstoffe an die Transkripte aus der Test-Bedingung und grün fluoreszierende
Farbstoffe an die Transkripte aus der Referenz-Bedingung gebunden werden.
Anschließend werden die rot und grün markierten Transkripte im gleichen
Verhältnis gemischt und auf den Mikroarray gegeben. Erkennen die markierten
RNA-Transkripte Sensor-Moleküle auf dem Glas-Objektträger, binden sie an diesen
und können anschließend mit einem Fluoreszenz-Scanner identifiziert werden.
Rot fluoreszierende Signale markieren dann solche Gene, die unter der
Test-Bedingung stärker aktiv sind, grün fluoreszierende Signale zeigen solche
Gene an, die unter dieser Bedingung eine geringere Aktivität haben als unter
der Referenz-Bedingung.
Die Stärke der Transkriptomforschung liegt darin, dass die Aktivität einiger
tausend Gene in einem einzigen Experiment gemessen werden kann. Untersuchungen
mit Hilfe der Transkriptomforschung führen zu einer enormen Datenfülle und
erfordern sowohl einen hohen Bedarf an Speicherkapazität als auch an Software,
die in der Lage ist, die Ergebnisse effizient auszuwerten. Solche Systeme
werden von der Bioinformatik-Gruppe des Centrums für Biotechnologie entwickelt
und zur Verfügung gestellt.
Prinzip der Array-Hybridisierung. Bei der Hybridisierung von Arrays
werden die Genaktivitäten einer Test- und einer Referenz-Bedingung verglichen.
Hierbei werden zunächst RNA-Moleküle aus beiden Bedingungen isoliert und
anschließend mit verschiedenen Fluoreszenzfarbstoffen markiert.
Durch Hybridisierung mit auf einem Träger in einem geordneten Raster
fixierten Sensor-DNA-Molekülen wird die relative Menge der
verschiedenen RNA-Moleküle in den zu vergleichenden Bedingungen ermittelt.
Verantwortlich für den Inhalt dieser Seite:
PD Dr. Anke Becker
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