Розділ 7.5: Аналіз експресії генів: мікроматриці та секвенування РНК

Аналіз експресії генів — це дослідження того, як гени транскрибуються в РНК і транслюються в білки. Сфера аналізу експресії генів значно просунулася за останні кілька десятиліть завдяки розвитку таких технологій, як мікрочипи та секвенування РНК.

Мікрочипи вперше були представлені в 1990-х роках і стали великим проривом в аналізі експресії генів. Вони дозволяють дослідникам одночасно вимірювати експресію тисяч генів в одному експерименті. Мікроматриці складаються з невеликих предметних скель або чіпів, у кожній точці яких містяться зонди ДНК, які можуть гібридизуватися з комплементарними молекулами РНК. Інтенсивність сигналу гібридизації використовується для кількісної оцінки рівня експресії генів. Мікрочипи використовувалися для вивчення широкого спектру біологічних явищ, від раку до біології розвитку.

Секвенування РНК, також відоме як RNA-Seq, є новішою технологією, яка набула широкого поширення в останнє десятиліття. Секвенування РНК є потужним інструментом для аналізу експресії генів, оскільки воно дозволяє дослідникам вимірювати експресію всіх генів у зразку, а не лише тих, що представлені на мікрочипі. Секвенування РНК передбачає перетворення РНК у кДНК, яку потім секвенують за допомогою високопродуктивної технології секвенування. Отримані дані можна використовувати для кількісної оцінки експресії генів, ідентифікації нових транскриптів і вивчення альтернативного сплайсингу та інших посттранскрипційних модифікацій.

Крім мікрочіпів і секвенування РНК, інші методи аналізу експресії генів включають кількісну ПЛР (qPCR) і гібридизацію in situ. КПЦР є високочутливим і специфічним методом кількісної оцінки експресії генів, але обмежується аналізом відносно невеликої кількості генів одночасно. Гібридизація in situ — це техніка, яка дозволяє дослідникам візуалізувати експресію конкретних генів у тканинах або клітинах.

Загалом аналіз експресії генів революціонізував наше розуміння генетичної основи біологічних процесів і захворювань і продовжує залишатися сферою, яка швидко розвивається, у якій постійно з’являються нові технології та програми.