MEDIMPEX LLC

MICROARRAY TECHNOLOGY

ҮНДСЭН ОЙЛГОЛТ

Амьд организм бүр дахин

давтагдагдашгүй өвөрмөц онцлогтой

бөгөөд прокариот эст

микроорганизмуудаас эхлээд

макроорганизмуудыг бүрдүүлэгч эс нэг

бүр хоорондоо харилцан адилгүй

физиологи, биохимийн ялгаатай нарийн

зохицуулгат системүүдтэй байдаг.

Хугацаанаас хамааран эсийн генийн

экспрессийн динамик харилцан адилгүй

байх бөгөөд тухайн генийн экспрессийг

тодорхойлох, хянах, түүнд математик

статистик аргуудыг ашиглан үнэлгээ

өгөх явдал нь эсийн болон тухайн

организмын физиологийн төлөвийг тодорхойлоход чухал ач холбогдолтой. Генийн экспрессийн

эцсийн бүтээгдэхүүн нь уураг, энзимууд байх бөгөөд тэдгээр энзимын оролцоотойгоор системийн

бодис, энергийн солилцоо зохицуулагддаг. Генийн экспресс түүний эрчмийг мРНХ-ийн молекулын

агууламжаар шууд болон шууд бусаар тодорхойлдог байна. Энэхүү зорилгийн хүрээнд анх

Microaaray technology буюу DNA-Chip технологи нь боловсруулагдсан байдаг бөгөөд эд , эс, цус гэх

мэт янз бүрийн дээжинд РНХ-ийн молекулийн хэмжээг тодорхойлж боловсруулалт хийдэг.

Microaaray технологийн гарал үүсэл хөгжил нь дараах хоёр эрдэм шинжилгээний өгүүлэлтэй

холбогддог байна.

David Lockhart et al., 1996,

Nature Biotechnology,

“Expression monitoring by

hybridisationto high-density

oligonucleotide arrays”

Mark Schena et al., 1995,

Science, “Quantitative

monitoring of gene expression

patterns with a complementary

DNA microarray”

Өнөөдөр дэлхийн зах зээл дээх худалдаалагдаж байгаа microarray технологи түүний хөгжлийн

дараагийн шатны бүтээгдэхүүнүүд нь техник арга зүйн хувьд хоёр төрөлд ангилагддаг бөгөөд үүний

учир шалтгаан нь дээрхи хоёр судлаачын тус тусдаа боловсруулсан технологийн ялгаа онцлогт

суурилдаг байна.

ХЭРЭГЛЭЭ:

Бодисын солилцооны замын зураглал

Генийн скрининг

Уураг-уургийн харилцан үйлчлэл

Молекул оношлогоо

Хөгжлийн биологи

Эмийн үйлчлэл

Шинэ эмийн судалгаа

Хор судлал

Хорт хавдарын оношилгоо

Гэх мэт

MEDIMPEX LLC

Ишлэл

|[ http://genespring-support.com/content/genespring-update] GeneSpring GX Manual

Microarray технологийн үндсэн хоёр төрөл:

1-дүгээрт cDNA-д суурилсан microarray

2-дугаарт oligonucleotide microarray (Affymetrix)

cDNA-д суурилсан microarray: Энэ арга нь

урьдчилан синтезлэсэн шилэн эсвэл пластик

гадаргууд бэхжүүлэх аргаар бэхэлсэн 100-

5000bp сууриас тогтох хавтгайг ашигладаг

бөгөөд олон янзийн нэрээр худалдаалагддаг

түгээмэл олдоцтой, үнэ өртгийн хувьд

харьцангуй хямд, лабораторийн түвшинд

өөрсдөө синтез явуулан бэхжүүлэх боломжтой

боловч мэдрэг чанарын хувьд арай бага байдаг

сул талтай. Мөн энэ арга нь биологийн

дээжнээс ялгаж авсан РНХ-ийг reverse

transcriptase-ийн оролцоотойгоор cDNA болгон

хөрвүүлэх шаардлагатай байдаг.

Оligonucleotide microarray (Affymetrix): Энэ

арга нь тусгай флюресцентийн будагч

бодистой РНХ-н молекулыг холбох probe

ашиглан гибридизаци явуулах зарчимд

үндэслэгдэх бөгөөд өнгөний эрчмийг тусгай

scanner-ийг ашиглан хэмжиж тодорхойлдог.

Харьцангуй үнэтэй дэлхийн зах зэх зээл дээр

хэдхэн томоохон үйлдвэрлэгчид худалдаалдаг

бүрэн автоматжисан, өндөр мэдрэг чанартай

chip ашиглах бөгөөд тэдгээрийн нэг нь

MEDIMPEX компанийн албан ёсны түнш

Agilent корпориац юм.

АЖИЛЛАГААНЫ ЗАРЧИМ

Оligonucleotide microarray (Affymetrix)

25bp нуклеотидын урттай тогтсон 1,5х 105 зэрэг болон түүнээс их тооны олигонуклеотидыг нэг чипэд

багтаасан байдаг бөгөөд иймэрхүү чипнүүдийг Affymetrix компани түлхүү хөгжүүлэн янз бүрийн

судалгаа болон оншилгооны зориулалтаар худалдаалдаг.

Ямарваа нэгэн биологийн дээжнээс нийт РНХ эсвэл мРНХ-ийг протоколын дагуу гараар болон

автоматаар ялгаж авсны дараа чипэн дээрх янз бүрийн генүүдийн өвөрмөц дараалал бүхий

олигонуклеотидуудтай гибридизацид оруулдаг. Энэ үед Cy3 болон Cy5 хэмээх хоёр төрлийн

флюресцентийн бодисын тусламжтайгаар чипэнд агуулагдах ямар ямар генийн

олигонуклеотидуудтай хир олон рнх молекул холбогдсоныг өнгөний эрчим дээр дүрсэн

боловсруулалт хийдэг scanner болон түүнд математик-статистикийн тусгай алгоритмууд бүхий

программын дагуу үр дүнг боловсруулдаг.

Зурагт Affymetrix-ийн probe

бүхий чипний схемыг

дүрсэлсэн бөгөөд хамгийн

доорхи дөрвөлжин дүрсийг

scanner боловсруулан .TIF

format бүхий зурган файл

болгох бөгөөд түүнийг

программ ашиглан математик

боловсруулалтаар дүрсэн

боловсруулалт хийж генийн

экспресийн үр дүнг ген нэг

бүрээр гарган ирдэг байна.

MEDIMPEX LLC

Ишлэл

|[ http://genespring-support.com/content/genespring-update] GeneSpring GX Manual

MICROARRAY-SCANNER ТҮҮНИЙ

АЖИЛЛАГААНЫ ЗАРЧИМ

Microarray технологийн үндсэн бүрдэл хэсэг нь scanner буюу уншигч байх бөгөөд энэ нь нуклейн

хүчлийн гибридизаци явагдсаны дараа чипэнд 532 болон 635 нм долгионы уртад уншилт хийж

дүрсийг өнгөний өөрчлөлтийн дагуу боловсруулалт хийдэг.

Ногоон өнгөтэй-Cy3 болон Улаан өнгөтэй-Cy5 гэсэн будагч бодисууд түлхүү ашиглагдах бөгөөд

ногоон болон улаан өнгөний давхцал нь шар болж дүрслэгддэг.

Өнгөний тод бүдэг байдал зэрэгт мөн математик боловсруулалт

хийдэг. Дээрхи зурагт үзүүлсэн Agilent-ийн scanner систем нь 2

өнгийг 5-10 микроны нарийвчлалтайгаар тодорхойлдог бөгөөд 8

минутад нэг чипийг бүрэн уншилт хийдэг. Лазерийн сарнилийг

багасгаж өгсөн давуу талтай.

Microarray технологийн ерөнхий схемыг дараах байдлаар дүрслэж болох бөгөөд зайлшгүй ач

холбогдол өгч ойлгох ёстой чухал хэсгийн нэг дүрс боловсруулах процессд ашиглагдаж байгаа

математик-статистик түүний алгоритмийн хэсэг байдаг. Энэ нь microarray технологийн гол

биологийн үр дүнг гаргаж ирдэг онолын суурь гэж хэлж болдог.

Тэрхүү үр дүнг боловсруулахад ашиглах хүчтэй математик хэсгийг бүрэн программчлан

биологийн өгөгдлийн системтэй холбож өгснөөр энэхүү технологийн давуу тал оршдог.

Одоо GENESPRING хэмээх ПРОГРАММын үр дүнг хэрхэн боловсруулдаг ямар математик

болон статистикийн аппараттуудыг ашигладаг талаар товч авч үзье

MEDIMPEX LLC

Ишлэл

|[ http://genespring-support.com/content/genespring-update] GeneSpring GX Manual

GENESPRING ПРОГРАММ

ҮР ДҮН БОЛОВСРУУЛАЛТ

GeneSpring 13.1 программ хангамж нь

транскриптомикс, метаболиомикс, геномикс,

протеомиксийн өгөдлийн тооцоолон

боловсруулж, дүрслэх биологийн үр дүнг

үнэлэх, түүнд статистик анализ хийх

зориулалттай программ хангамж юм. Мөн

Microarray, qPCR, NGC болон Масс-

спектроскопийн үр дүнд анализ хийдэг давуу

талтай. Agilent корпариацын Microarray машинууд

нь тус программ хангамжаар тоноглогдсон байдаг. Тус программ хангамж нь өргөн хүрээний

зориулалттай учир зөвхөн Microarray-үр дүнг боловсруулахад зориулагдсан хэсгийг авч үзэх

болно.

Генийн экпрессийн эрчим тодорхойлох, өгөдлийг нормчлох, scanner-ээс гарсан үр дүнгээс илүүдэл

сигналыг хасаж тооцоолол хийх, экспрессийн эрчмийн логарифм утгийг боддог бөгөөд maximum

likely hood аргийг ашиглан экспрессийн логарифм түгэлтийг тооцоолдог. Магадлалын нягтын

функцийг ашиглан тооцоолол хийдэг. Генийн экспрессийн өсөлт болон бууралтыг эерэг, сөрөг

корреляцийн аргаар үнэлэх боломжийг олгодог.