Mikročipy
Předtím než zavedeme pojem „mikročip“, definujme si výrazy, které v následujícím textu použijeme. Sonda (anglicky probe) je známá molekula navržená pro reakci se specifickou molekulou v rámci zkoumání a cíl (anglicky target) je neznámá molekula, která má být identifikována.
Mikročip (čip, anglicky microarray) je vysokopokryvná technologie umožňující současné porovnání biomolekul (nukleových kyselin, proteinů, organických sloučenin nebo dokonce i tkání) mezi různými vzorky.
My se v našem textu dále budeme zabývat pouze mikročipy studujícími genom a proteom.
Hlavním principem je fixace označených molekul na pevný povrch do tisíců drobných oblastí nazývaných spoty. Spoty jsou na povrchu pravidelně uspořádány do řádků a sloupců (viz obrázek 2.1).
Každý spot obsahuje pevně fixované sondy specificky navržené, aby se vázaly s molekulou, kterou chceme zkoumat. Sondy reagují se zkoumanými molekulami, čímž vytvoří komplexy a naváží tak molekuly na povrch čipu.
Pro detekci těchto molekul se molekuly dopředu obarví, nejčastěji fluorescenčním barvivem, a po navázání jsou pak tyto komplexy za použití UV záření detekovány speciálními skenery, kde je zachycena intenzita fluorescenčního signálu, která je posléze speciálními algoritmy pro analýzu obrazu přeměněna na číselnou hodnotu.
Předpokládá se, že intenzita signálu v každém spotu je úměrná množství studovaných molekul navázaných na tento spot.
Mikročipy dělíme na základě typu materiálu, který má být analyzován:
- DNA mikročipy – používány pro analýzu struktury genů (SNP čipy, arrayCGH, ...), jejich exprese (expresní mikročipy), míst, kde na DNA nasedá určitý transkripční faktor (Chip-on-chip)
- Proteinové mikročipy – používány pro detekci proteinů
- Transfekční mikročipy – čipy pro analýzu funkce genů
Ve srovnání s klasickými technikami tato technika umožňuje současné porovnání tisíců molekul (genů, proteinů,…) v jednom experimentu. Jedná se o robustní metodu používanou jak v biologickém, tak medicínském výzkumu.
Mikročipy se staly významným nástrojem v diagnostice, epidemiologii a klasifikaci nemocí. Ve fylogenetických analýzách jsou používaným nástrojem k analýze genomu druhů a umožňují tak tvorbu fylogenetických stromů. Vzhledem k širokým možnostem jsou mikročipy používány téměř ve všech biologických a medicínských oborech. V současnosti sice ustupují metodám sekvenace nové generace, nicméně stále se používají a tisíce veřejně přístupných datových souborů vyprodukovaných touto technologií skýtají informace, které budeme dolovat ještě dlouhou dobu.
