Microarray (DNA chip)

MicroarrayUn microarray  a DNA (chiamato anche biochip o DNA-chip) è costituito da una serie di pozzetti microscopici su una superficie solida. Ogni pozzetto contiene delle sonde (filamenti di DNA a singolo filamento). I microarrays possono essere utilizzati per misurare i livelli di espressione di un elevato numero di geni contemporaneamente. Ogni spot contiene quantità picomolari (10-12 moli) di una specifica sequenza di DNA (sonda). La sonda si ibridizza con il/i campione/i(target) costituito/i da cDNA o cRNA in condizioni di elevata stringenza (al fine di evitare legami aspecifici). I campioni vengono generalmente marcati con fluorofori per permetterne il rilevamento e la quantificazione relativa.

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Attualmente esistono dei software  in grado di aiutare l’operatore nella difficile interpretazione dei dati. Ad es. Ontoexpress e Pathwayexpress permettono di estrapolare dai dati di espressione genica informazioni relative alle funzioni biologiche, biochimiche e alla localizzazione cellulare delle proteine codificate dai geni differenzialmente espressi, nonché delle pathways metaboliche in cui sono coinvolte.

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I microarrays a DNA possono trovare applicazioni vastissime, ad es. identificare geni correlati a particolari malattie (tumori, malattie neurologiche, infiammatorie, ecc.) o condizioni (ad es. trattamenti con determinati farmaci, presenza di inquinanti, ecc.), nella tossicogenomica (per l’identificazione di modificazioni precoci dell’espressione genica che abbiano valore predittivo e per lo sviluppo di farmaci), valutazione dell’efficacia e della sicurezza di farmaci, farmacogenomica, medicina personalizzata, ecc. I dati ottenuti da microarray vengono verificati anche attraverso RT-PCR quantitativa.

Microarrays proteici

Un microarray proteico è costituito da un supporto solido (slide) sul quale diversi reagenti (proteine purificate, peptidi, anticorpi, allergeni, ecc.) sono depositati  in maniera ordinata e ad una specifica e definita densità. Ognuno di questi agenti cattura la propria proteina target, isolandola così da una miscela complessa, quale può essere, per esempio, un lisato cellulare, e le proteine catturate vengono successivamente evidenziate e quantificate o valutate per quanto concerne la loro attività, le modificazioni, le interazioni proteina-proteina. Mentre il DNA microarray permette di studiare l’espressione genica, il protein microarray fornisce informazioni sul proteoma.

I microarrays , in virtù delle loro vaste applicazioni, potrebbero contribuire ad una ricerca maggiormente focalizzata sull’uomo, quali metodi complementari nello studio della biologia umana.

Riferimenti bibliografici

Capaldi AP. Analysis of gene function using DNA microarrays. Methods Enzymol. 2010;470:3-17.