1950083548

eksperymentu pomiary są powtarzane dla organizmów w określonych stanach i środowiskach. Doświadczenie może dotyczyć badania kolejnych stadiów cyklu życia komórki, porównania tkanek o różnej charakterystyce, np. posiadanych schorzeniach, chemicznym skażeniu.

Niestety już samo podejście pociąga za sobą istotne problemy. Po pierwsze przygotowanie eksperymentu jest skomplikowane i kosztowne. Po drugie, pomimo ciągłego rozwoju rozwiązań technicznych, otrzymywane dane są silnie zaszumione.

Dodatkowo, sama dziedzina kryje w sobie o wiele poważniejsze trudności natury nietechnicznej. Przede wszystkim istnieje bardzo wiele czynników, również niegenetycznych, mających wpływ na obserwowane zachowanie organizmu. W konsekwencji eksperymenty związane są z dużą liczbą danych wynikowych. Obecnie tylko niektóre dostępne algorytmy mogą być stosowane do efektywnej analizy tych rezultatów. Ponadto, pomiędzy badanymi czynnikami istnieje złożona sieć zależności, co skutecznie utrudnia izolowane badanie i opis ich faktycznego znaczenia. Współdziałające geny należy traktować, jako jednolite grupy funkcjonalne. Przy czym grupy te często nie są rozłączne.

2.3.    Dostępne technologie oparte o mikromacierze

Mikromacierz jest prostokątną płytką wykonaną ze szkła lub z substratów nylonowych. Jest ona podzielona na komórki, w których umieszczane są odcinki kwasu nukleinowego. W zależności od rozmiaru komórek czasem stosuje się dwa oddzielne pojęcia: makromacierze (przekątna komórki ok. 300 mikronów) oraz mikromacierze (przekątna poniżej 200 mikronów). Mniejszy rozmiar komórki utrudnia nanoszenie kwasu, ale umożliwia umieszczanie większego zakresu genomu na macierzy.

Pomimo wspólnej zasady działania i postaci otrzymywanych danych wyjściowych istnieją różne technologie związane z eksperymentami dotyczącymi mikromacierzy. Definiują one zarówno budowę płytki, sposób umieszczenia na niej kwasu, jak i odczytu informacji końcowej.

W praktycznych zastosowaniach dominują dwie metody. Pierwsza została zaproponowana na uniwersytecie w Stanford. Wykorzystuje ona odpowiednio oznaczone sekwencje cDNA, które mogą być nałożone bezpośrednio na powierzchnie płytki. Nanoszenie materiału może odbywać się ręcznie lub automatycznie w zależności od rozmiaru komórek płytki. Do pomiaru jest stosowany laser dwukanałowy. Ogólnie technika zapewnia elastyczność w projektowaniu eksperymentów i jest relatywnie tania.

Drugie rozwiązanie oryginalnie zostało zaproponowane przez firmę Affymetrix, Inc. i jest przez nią sprzedawane pod marką GeneChip. Przewiduje ono wykorzystanie oligonukleotydów, których synteza odbywa się już na macierzy. Płytka wykonana jest ze szkła, ma mniejsze rozmiary i o wiele bardziej skomplikowaną strukturę. Do odczytu wartości wykorzystywany jest laser jednokanałowy. Generalnie eksperymenty są kosztowne, wymagają zakupu produktu spośród określonego w ofercie zakresu lub na drodze specjalnego zamówienia.

Ponieważ praca dotyczy głównie analizy otrzymanych danych, dlatego dalej pojęcie mikromacierzy będzie stosowane dla określenia ogólnej idei postępowania.

2.4.    Schemat eksperymentu

Eksperyment wykonywany jest dla pewnej populacji komórek, których bieżący stan zamierzamy badać. Zasadniczo dla wykonania pomiaru ekspresji genów danej komórki wykorzystywana jest oddzielna mikromacierz. Przy zastosowaniu różnego znakowania

16