Hur man gör: DNA-chips

Tack vare små glasplattor, som kallas DNA-chips eller microarrays, kan man snabbt analysera tusentals gener på en gång: Ta reda på vilken eller vilka av tusentals bakterie- eller virusgener, som finns i en patient. Ta reda på vilka av människans tjugo tusen proteingener som används i just den här cellen. Eller ta reda på vilken variant som finns av många olika gener i ett tidigt embryo, som man funderar över att plantera in.

Dessa glasplattor är nämligen indelade i tusentals små fält, där maskiner kan fästa olika DNA-molekyler, en i varje fält. Innan de satts fast där har DNA-molekylerna gjorts enkelsträngade så att de kan baspara och binda till annat enkelsträngat DNA från genen.

Testa bakterier, virus

Sådana DNA-chips har konstruerats för att på en och samma gång testa ett prov från exempelvis en pizzeria eller en svårt sjuk patient för ett stort antal olika sjukdomsframkallande bakterier och virus. Man fäster helt enkelt gener som är unika för de olika bakterierna och virusen på olika ställen på plattan.

Sedan tar man det prov man vill undersöka, renar fram DNA ur detta, behandlar DNAt så att det blir enkelsträngat, märker in det med ett ämne som lyser i grönt eller rött och droppar lite av detta prov på en sådan glasplatta. Efter några minuter sköljer man plattan, och tittar sedan på den under mikroskop för att se efter om det lyser från några punkter. Lysande punkter visar att den bakterie finns i provet, som punktens DNA kommer från.

Testa olika genvarianter

Man kan också använda denna metod för att hos ett stort antal gener på en och samma gång ta reda på vilken av olika varianter personen har av genen. Man fäster då de olika varianterna på olika ställen på plattan och jämför till vilket av ställena DNA från patienten har lättast att binda. Binder det framför allt till ena stället har man den genvarianten. Binder det lika mycket till bägge har man en variant på vardera kromosomen.

Undersöka genanvändning

Man kan dessutom använda DNA-chips till att ta reda på hur mycket olika gener används i en viss cell. Undersökningar som idag används för att förutsäga hur aggressiv en tumör är.

Man fäster då de gener som ska undersökas på en glasplatta. Sedan renar man från de celler som ska analyseras fram de så kallade budbärar RNA-molekyler, som bildas som kopior av de gener som ska användas. (Och bär informationen till de ribosomer, där själva hopfogandet av proteiner sker). Man gör sedan enkelsträngade DNA-kopior av dessa budbärare, märker in dem med självlysande ämnen och analyserar.

På varje DNA-chips får man plats med ungefär 10 000 gener. Därmed räcker två chips för att man ska kunna analysera genanvändningen av alla människans 20 000 gener som beskriver proteiner. Avläsning av sådana chips sker idag automatiskt med hjälp av maskiner, som omvandlar resultaten till en form, som direkt kan matas in i forskarvärldens databaser över vilka proteingener som används i vilka celler och celltyper.

Fotografi av en bit av ett DNA-chips sett genom mikroskop. I detta experiment har man jämfört celler av två typer. Kopior av gener som används i den ena celltypen har märkts med ett ämne som lyser i rött och från den andra i grönt. Röda och gröna prickar mottsvarar alltså gener som används mycket mer i den ena cellen än i den andra. Om en gen används ungefär lika mycket i de två celltyperna får man istället en gul prick (medan gulgröna och orange prickar visar en viss skillnad i användningen av genen). En pricks intensitet ger slutligen en uppfattning om hur mycket genen används i cellerna.