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Transskriptomforschung

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.




pictureVerantwortlich für den Inhalt dieser Seite: PD Dr. Anke Becker