Презентация - Щербо С.Н. Генодиагностика в современной лаборатории
Подождите немного. Документ загружается.
ТЕХНОЛОГИЯ БИОЧИПОВ
НА ОСНОВЕ РАЗВИТИЯ НЕРАДИОИЗОТОПНОГО
ГИБРИДИЗАЦИОННОГО, АМПЛИФИКАЦИОННОГО
АНАЛИЗА И ДРУГИХ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
РАЗРАБОТАНЫ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ БИОЧИПЫ
Основная доля производимых в настоящее время
биочипов приходится на ДНК-чипы, то есть матрицы,
несущие молекулы ДНК (94 процента, оставшиеся 6
процентов составляют белковые чипы):
ВЫЯВЛЕНИЕ ИНФЕКЦИОННЫХ АГЕНТОВ И ИХ
АНТИБИОТИКОУСТОЙЧИВЫХ ФОРМ
ПОЛИМОРФИЗМ ПО ЕДЕНИЧНЫМ НУКЛЕОТИДАМ
ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ
УКАЗАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЯВЛЯЮТСЯ САМЫМИ
ВАЖНЫМИ В МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИАГНОСТИКЕ,
И ИМЕЮТ НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ ОТНОШЕНИЕ К
ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННОЙ МЕДИЦИНЕ.
ТЕХНОЛОГИЯ БИОЧИПОВ
В ячейках биологических микрочипов можно иммобилизовать тысячи
различных химических веществ, служащих зондами (олигонуклеотиды,
ДНК, РНК, белки, рецепторы, лиганды и др.).
Зонды очищаются и анализируются качественно и количественно до
иммобилизации. Зонды в ячейках находятся в условиях, близких к их
состоянию в растворах.
Трехмерная структура ячеек геля обеспечивает высокую интенсивность
регистрируемого сигнала.
Биологические микрочипы позволяют осуществлять параллельно
тысячи химических и ферментативных реакций (гибридизация,
амплификация ДНК и РНК, взаимодействие антиген –антитело и др.).
Результат анализа образца определяется индивидуальным рисунком
свечения отдельных ячеек микрочипа, который регистрируется с
помощью специальной аппаратуры.
Биологические микрочипы позволяют изучать кинетические и
термодинамические параметры молекулярных комплексов,
образующихся при взаимодействии зонда и анализируемого образца.
Биологические микрочипы стабильны и могут быть использованы
многократно.
Взаимодействие флуоресцентно-меченного
образца с иммобилизованным зондом
1. подложка
2. линкер для
иммобилизации
зонда
3. зонд
4. анализируемый
образец
5. флуоресцентная
метка
Принцип работы
биологических микрочипов
1. стеклянная крышка
2. люминесцентно-
меченные молекулы
анализируемого
образца
3. трубка для подачи
раствора
анализируемого
образца
4. ячейки геля с
химическими
связанными
молекулярными
зондами
свет
ТЕХНОЛОГИЯ БИОЧИПОВ
ТЕХНОЛОГИЯ БИОЧИПОВ
НА БИОЧИП НАНОСЯТСЯ СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ФРАГМЕНТЫ
РАЗЛИЧНЫХ ВИРУСОВ, МЕТИТСЯ СУММАРНАЯ ДНК
ПОРТАТИВНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В МЕДИЦИНСКОЙ
ДИАГНОСТИКЕ
ТЕХНОЛОГИЯ БИОЧИПОВ
На основе технологии гелевых биочипов, разработанной
учеными Института молекулярной биологии им. В.А.
Энгельгардта РАН созданы системы для анализа
генетического полиморфизма человека:
С помощью фармакогенетического биочипа,
анализирующего 14 полиморфизмов известных генов
детоксикации, открывается возможность подбора
оптимальных лекарственных препаратов и их доз для
лечения широкого круга больных.
Кардиочип способен определять одновременно восемь
однонуклеотидных полиморфизмов семи генов (REN, AGT,
AGTR1, AGTR2, BKR2, MTHFR, ADRB2), что значительно
сокращает время процедуры и снижает себестоимость
анализа для выявления степени риска развития сердечно-
сосудистых патологий.
Экспрессионные чипы
Сравнивая экспрессию генов в нормальных и раковых клетках
человека, можно осуществить типирование раковых заболеваний
различных органов: например проведена гибридизации с микрочипом,
на котором содержались пробы для 20 тыс. различных генов. Отсюда
можно придти к пониманию молекулярных причин определенного
злокачественного перерождения клетки.
Ученые Стэндфордского университета (США)
исследовали экспрессию генов тканей почек у 74
человек в возрасте от 27 до 92 лет и соотносили с
процессами изменения функций почек в процессе
старения организма. Использовали около 33 тыс.
нуклеотидных последовательностей. Выяснилось, что
985 генов в почечных тканях изменяют свою активность
на протяжении жизни. Из них с возрастом 742 гена
увеличивают экспрессию, а 243 уменьшают. Некоторые
люди имели несоответствующих возрасту активность
генов. У одних почечная ткань была слишком стара для
молодого возраста, у других еще молода для старости.