BioScience Blog – Научный Биологический блог

Использование технологии ДНК микроматриц (ДНК биочипов) позволяет одновременно осуществлять мониторинг нуклеотидных последовательностей большого количества генов, оценивать активность их транскрипции (профили генной экспрессии), с последующим выявлением генов и контролируемых ими метаболических путей, изменение работы которых может быть тесно связаны с формированием различных фенотипических характеристик. Несмотря на широкую распространенность, использования ДНК биочипов для анализа профилей генной экспрессии, метод имеет ряд недостатков, которые могут приводить к ошибочным результатам их анализа. Одной из причин ошибок может быть присутствие в мРНК разных генов гомологичных нуклеотидных последовательностей. В этом случае с одной и той же пробой ДНК на ДНК микроматрице может происходить гибридизация кДНК мРНК разных генов. Для того, чтобы оценить такую возможность, в настоящей работе выполнен сравнительный анализ различий в интенсивности сигналов гибридизации с пробами ДНК микроматриц, комплементарными к разным кодирующим последовательностям одних и тех же генов. Работа проводилась под руководством проф. С. Фаренкруг (Университет Миннесота, США). На ДНК микроматрицах в качестве проб присутствовали олигонуклеотиды длиной в 70 пар оснований, комплементарные к белок кодирующим последовательностям геномной ДНК свиней. Суммарную РНК выделяли из печени и почек 4-х животных, для каждого образца отдельно получали кДНК в РТ-ПЦР. Используя кДНК, меченную флюоресцентными красителями (Су5 и СуЗ), выполняли гибридизацию на ДНК микроматрицах. Суммарно среди 600 наиболее интенсивных сигналов гибридизации кДНК зрелых мРНК печени выделено 12 генов, для которых в ДНК микроматрицах присутствовало более чем одна проба. В результате сравнения интенсивности гибридизанции разных участков кДНК одного и того же гена с пробами ДНК микроматриц выделились две группы генов. Первая – с наименьшими различиями между интенсивностью сигнала гибридизации различных участков кДНК одной и той же мРНК (до 4500 условных единиц свечения), в неё вошли: предшественник аполипопротеина А-П, предшественник альфа-цепи С4Ь-связывающего белка (С4Ьр), бета-изоформа дермокина, глютатион-8-трансфераза А5-5, глютатион-8-трансфераза Ми 2. Вторая группа, с наибольшими различиями (более 10000 условных единиц свечения) была представлена двумя генами – предшественник альфа-1-антихемотрипсина (ACT) и предшественник альфа-цепи фибриногена. Наблюдаемые отличия воспроизводились в независимых экспериментах у всех исследованных животных.

Среди профилей генной экспрессии в почках выделено 7 генов, имеющих 2 и более проб на ДНК микроматрице. По разнице в условных единицах свечения в первую группу с наименьшими различиями вошли гены fis (FLJ12547) и р23 (ТСТР). Группа генов, внутренние участки гибридизации которых отличались более чем на 10000 условных единиц свечения, состояла из генов, кодирующих АТФ синтазу а цепи, предшественник хромогранина A (CgA), убиквитин.

Можно ожидать, что одна из причин отличий в интенсивности гибридизации разных участков кДНК одного и того же транскрипта обусловлена перекрестной гибридизацией. Очевидно, что это может быть источником существенных ошибок при выявлении «критических» генов органоспецифичного транскриптома.