Ứng dụng / Công nghệ

Tóm tắt

Trong một thí nghiệm định hình biểu hiện mARN hoặc gen, mức độ biểu hiện của hàng ngàn gen được giám sát để nghiên cứu tác động của phương pháp điều trị bệnh, tiến triển bệnh và các giai đoạn phát triển nào đó trong biểu hiện gen. Ví dụ: Định hình biểu hiện gen dựa vào microarray có thể được sử dụng để xác định các gen mà biểu hiện của nó bị thay đổi dưới tác nhân gây bệnh hay các sinh vật khác bằng cách so sánh biểu hiện gen trong các tế bào hoặc mô bị nhiễm với các tế bào hoặc mô không bị nhiễm.

Phép lai di truyền so sánh (Comparative genomic hybridization)

Đánh giá hàm lượng bộ gen trong các tế bào khác nhau hoặc các sinh vật có quan hệ gần.

Nhận dạng gen (GenID)

Các microarray nhỏ được sử dụng để nhận dạng của các sinh vật trong thức ăn cho người hoặc động vật  (giống như GMO: Genetically modified organism: sinh vật biến đổi gen), mycoplasma (vi khuẩn không có thành tế bào,  kích thước nhỏ) trong nuôi cấy tế bào, hoặc tác nhân gây bệnh trong chẩn đoán bệnh, chủ yếu là kết hợp giữa PCR (polymerase chain reaction) và công nghệ microarray.

Các chuỗi ADN gắn với một protein nhất định có thể được phân lập bằng cách kết tủa miễn dịch protein đó. Các mảnh này sau đó được lai với một microarray (ví dụ: tiling array- một dạng microarray nhưng các đoạn mồi được bố trí chồng chéo) cho phép xác định vị trí bám protein ở khắp hệ gen. Ví dụ: Protein để kết tủa miễn dịch là các dạng biến đổi của histone-histone modifications (H3K27me3, H3K4me2, H3K9me3,…), nhóm protein polycomb- nhóm protein có thể tổ chức lại sợi nhiễm sắc để làm tắt di truyền ngoại gen (PRC2: Suz12, PRC1: YY1) và nhóm protein trithorax – một tập hợp protein không đồng nhất, hoạt động chính của chúng  là duy trì biểu hiện gen (Ash1) để nghiên cứu tổng quan di truyền ngoại gen (epigenetic landscape) hoặc ARN polymerase II để nghiên cứu tổn quan phiên mã.

Tương tự với kỹ thuật ChIP, các vùng gen liên kết với một protein quan tâm có thể được phân lập và được sử dụng để làm đầu dò cho kỹ thuật  microaray để xác định vị trí liên kết. Không giống như ChIP, DamID không yêu cầu kháng thể mà thay vào đó chúng sử dụng sự methyl hóa adenine gần vị trí bám của protein để khuếch đại một cách chọn lọc các vùng đó.

Phát hiện đa hình đơn nucleotide (SNP detection)

Đa hình đơn nucleotide (single nucleotide polymorphism) nằm ở các alen bên trong quần thể hoặc các quần thể với nhau. Ứng dụng thông thường của microarray sử dụng trong phát hiện các SNP bao gồm xác định kiểu gen, phân tích pháp y, dự đoán thiên hướng về các bệnh (dễ mắc bệnh gì), đánh giá thuốc mới, đánh giá đột biến dòng tế bào sinh dục (germline) của các cá thể hoặc đột biến soma trong ung thư, đánh giá sự mất tính dị hợp tử hoặc phân tích di truyền liên kết.

Một array liên kết với exon (exon junction array design) thiết kế để sử dụng đầu dò đặc hiệu cho các vị trí cắt-nối tiềm năng của các exon đã được dự đoán trước đó đối với một gen. Nó được sử dụng để phân tích biểu hiện các dạng cắt-nối của một gen. Các exon array có nhiều thiết kế khác nhau, các đầu dò sử dụng được thiết kế để phát hiện từng exon riêng lẻ cho các gen đã biết hoặc đã được dự đoán trước hoặc có thể sử dụng để phát hiện các dạng cắt-nối khác nhau của một protein (isoform).

ADN microarray dung hợp (Fusion gene microarray)

Một ADN microarray dung hợp có thể phát hiện các bản sao dung hợp (fusion transcript – một ARN thể khảm được mã hóa bởi một gen kết hợp hoặc hai gen khác nhau bằng cách cắt-nối sau phiên mã) ví dụ: từ các mẫu ung thư. Nguyên lý của nó dựa trên các microarray cắt-nối có chọn lọc. Chiến lược thiết kế oligo có thể kết hợp việc đo các kết nối phiên mã thể khảm (chimeric transcript juntions) và đo exon-wise của các đối tượng kết hợp riêng lẻ.

Tiling array

Genome tiling array bao gồm các đoạn đầu dò gối lên nhau, được thiết kế cho vùng gen quan tâm, đôi khi là toàn bộ nhiễm sắc thể ở người. Mục đích là để phát hiện sự biểu hiện phiên mã hoặc việc cắt-nối chọn lọc chưa biết hoặc không dự đoán được.