Медична генетика - В. М. Запорожан 2005

Методи діагностики спадкових хвороб
Молекулярно-генетичні методи (методи ДНК-діагностики)
ДНК-чіпи

ДНК-чіпи — це сучасна технологія біологічних досліджень, яка інтенсивно розвивається. Метод полягає у тому, що на плоску поверхню нейлонової мембрани (макрочіпи) або предметне скло (мікрочіпи) наносять та іммобілізують велику кількість ДНК-зондів. Залежно від поставленого завдання, складність чіпа (кількість іммобілізованих зондів і щільність їхнього розташування) може варіювати в широких межах. Зонди — штучно синтезовані олігонуклеотиди, комплементарні нормальним або мутантним послідовностям досліджуваних зразків ДНК.

Досліджувану ДНК спеціально готують: потрібні фрагменти досліджуваної ДНК попередньо ампліфікують із використанням біотин-мічених праймерів. Для виявлення специфічної послідовності в досліджуваному зразку ДНК проводять гібридизацію зондів, іммобілізованих на макрочіпі або мікрочіпі, з одержаними міченими ПЛР-продуктами. Після гібридизації чіп відмивають від ДНК, що не зв’язалася. Результати гібридизації реєструють за наявністю люмінесценції за допомогою флуоресцентної мікроскопічної техніки й аналізують з використанням відповідного комп’ютерного програмного забезпечення. Цей процес автоматизований.

Створено мікрочіпи на основі поліакриламідного гелю. Такий чіп являє собою скляну пластинку (предметне скло), на якій знаходяться гельові комірки. Кожна комірка є прямокутним або циліндричним блоком. Розміри комірки можуть бути 100x100x20 мкм або менше. Такий мікрочіп може містити до кількох тисяч комірок. По суті, кожна гельова комірка є маленькою пробіркою об’ємом менше одного нанолітра. Комірки ізольовані одна від одної.

У комірки вносять набір різних ДНК-зондів і використовують для вивчення ДНК аналогічно описаній вище методиці. Гельові ДНК-мікрочіпи використовуються також для проведення ПЛР. Для цього в комірки вміщують різні праймери, що дозволяє тестувати досліджувану ДНК одразу за великою кількістю мутацій, здійснювати швидке секвенування великих фрагментів ДНК.

Технологія ДНК-чіпів дозволяє проводити автоматизований і ефективний аналіз великої кількості мутацій і поліморфізмів, а також аналізувати експресію великої кількості генів у ДНК, що вивчається. Ось деякі сфери застосування цієї технології в медицині: 1) визначення стійкості мікроорганізмів до антибіотиків (ДНК-чіпи дозволяють одномоментно тестувати штам мікроорганізмів за великою кількістю мутацій, відповідальних за антибіотикостійкість); 2) Діагностика лейкозів та інших пухлин, аналіз так званого «генетичного портрета пухлини»; 3) діагностика вірусних інфекцій, виявлення вірусів у навколишньому середовищі.