ماهي المصفوفة الرقيقة (Microarray) ؟

مشاركات الأعضاء 31 يناير, 2012 10

اعداد / الحسن الرفاعي

المصفوفة الرقيقة

هي عبارة عن تقنية جديدة تستخدم لفحص مادة حيوية معينة (DNA, protein , mRNA) بإستخدام مستقبلات خاصة.

تتميز هذه التقنية بأنها توفر كمية وافرة من المعلومات بإستخدام تجربة واحدة , وعلى سبيل المثال : في حالة عمل اختبار لفحص الجينات في جسم الانسان فإن عدد الجينات تقريباُ يساوي30,000 جين لذلك في حالة فحص البروتينات الموجودة في عينة ما فإنه سيتطلب ذلك الكثير من الوقت والجهد , ومن هنا جاءت هذه التقنية لتسمح للعلماء بأخذ النتائج في وقت قصير.

(Micro ) تعني صغير و( array ) تعني مصفوفة . هذه التقنية تكون على شريحة زجاجية او على خلية رقيقة مصنوعة
من السيلكون او البلاستك .

– المصفوفة الرقيقة مكونة من عدة مناطق و كل منطقة تسمى (feature ) .

– المستقبلات الخاصة تكون مرتبطة على الشريحة الزجاجية او الخلية الرقيقة ودورها يكون في الارتباط بالمادة المراد فحصها .

بطريقة اخرى هذه التقنية عبارة عن مجموعة من الاختبارات المخبرية وضعت في شريحة صغيرة .

* استخدامتها :-

- يوجد عدة استخدامات لهذه التقنية ومنها :-

1- مصفوفة البروتين الرقيقة (protein microarray) :-

– يتم الإستفادة من هذا النوع في عملية فحص البروتينات من حيث وجودها او عدمها ,وأيضاُ يتم قياس مستوى إفراز البروتين في العينة.

– و من اشهر المواد المستخدمة للارتباط بالبروتينات هي الاجسام المضادة (antibody) اما في حالة الكشف عن الاجسام المضادة فتستخدم المستضدات( antigen) كمواد للإرتباط .

– اظهرت دراسة في عام 2010 أنه تم استخدام مصفوفة بروتين شملت على 810 جسم مضاد موجهه ضد 741 بروتين لها ارتباط بمرض السرطان .

– مصفوفة البروتين لها تطبيقات عدة منها :-

– فحص الأجسام المضادة .
– فحص السيتوكين ( ( cytokineفي حالة مرض السرطان .
– تحديد نشاط الإنزيمات .
– دراسة تفاعل البروتينات مع بعضها البعض .
– الكشف عن تأثير الادوية .
– الكشف عن مؤشرات حيوية (biomarker) جديدة للامراض .على سبيل المثال : ارتفاع مستوى او ظهور بروتين معين في المراحل الاولى لمرض السرطان قد يكون محدد حيوي يتم الإعتماد عليه في التشخيص او الفحص المبكر للمرض .

2- مصفوفة الحمض النووي الرقيقة (DNA microarray) :-

– من المعلوم أن DNA يتكون من شريطين متصلين بمنطقة تمسى سنترومير .وان كلا الشريطين يعتبران مكملان لبعضهما
البعض اي انه في حالة وجود شريط واحد فقط فإنه بالإمكان معرفة ترتيب القواعد النتروجينية في الشريط الاخر .
و هذه الميزة هي ما تعتمد عليه تقنية مصفوفة ال DNA .

– المسبار أو المجس (Probe) يتكون من سلسلة متتالية من الأحماض النيتروجينية تتراوح من 10 الى 100 قاعدة نيتروجينية و تستخدم للكشف عن DNA او RNA .
– يوجد آلاف المسابر في المصفوفة الواحدة والتي تكون موجهة للكشف عن الشريط الاحادي المتمم لها .
– في حالة الكشف عن الجينات المفعلة (gene expression) , يتم استخدام cDNA للكشف عن ال RNA المراسل
(mRNA) الموجود في العينة .

من المعلوم أن كل خلية في جسم الانسان تحتوي على نفس المحتوى الوراثي من الجينات ولكن نشاط بعض الجينات لا يتم
إلا في خلايا محددة , مثلاُ الإنسولين ,لايتم إفرازاه إلا في خلايا البنكرياس بسبب ان الجينات يتم تحفيزها فقط في هذه الخلايا . لذلك هذه التقنية لها القدرة على الكشف عن الجينات المفعلة .

– أهم استخدامات هذ التقنية تكمن في :-

– الكشف عن الطفرات الجينية (mutation) او تغير النوكليوتايد الاحادي SNP)) .
– تحديد مستوى الجينات المفعلة (gene expression ) .

3- مصفوفة النسيج الرقيقة (tissue microarray) :-

– نوع اخر من المصفوفات والتي تكون مخصصة للإجراء الاختبارات على الانسجة .في البداية يتم تحضير قالب المصفوفة ومن ثم
يتم اخذ خزعة من القالب (block) المراد اجراء التجربة عليه ووضعها في قالب المصفوفة . بعد ذلك يتم تقطيع القالب وتوضع على شريحة زجاجية وتسمى هذه العملية بـ Arraymold .

– استخدامات مصفوفة النسيج :-

– Immunohistochemistry .
– تستخدم للصبغ :- H & E, .
– فحص المؤشرات الحيوية (biomarker) لمرض السرطان .
– In Situ hybridization .

* أنظمة المصفوفة الرقيقة :-

1- نظام القناة الواحدة :-

– في هذا النظام يتم ربط العينة بمادة حاملة للإشعاع (fluorophore) ومن ثم توضع على المصفوفة الرقيقة . مثال عليها مصفوفة الحمض النووي (DNA) affymetrix microarray وتسمى ايضا بـ Affymetrix GeneChip . حامل الاشعاع عادة ما يكون مادة biotin.

2- نظام القناتين :-

– يتم استخدام نوعين من العينات ( عينة سليمة (control) و العينة المراد فحصها (sample) ) , لذلك يوجد ايضاُ نوعين من
حاملات الاشعاع السيانين 5 (cy5) والذي يصدر اللون الاحمر ويتم وضعه على العينات المراد فحصها والسيانين 3 (cy3)
ويصدر لوناُ أخضر ويستعمل للعينة السليمة . تستخدم للمقارنة بين العينتين وملاحظة الاختلافات . في النهاية يتم التمييز بلون
الاشعاع وهي كالتالي :-

– الاحمر ….. sample

– الاخضر ….. control

– البرتقالي ….. sample +control

– الاسود ….. none

– عندما يصدر اللون البرتقالي , هذا يدل على تواجد المادة في العينتين كما أن اللون الاسود يدل أن العينتين لا تحتوي على المادة المراد الكشف عنها .

المصادر :
1- http://www.mcponline.org/content/9/6/1271.abstract
2- http://en.wikipedia.org/wiki/Protein_microarray
3- http://angerer.swissbrain.org/archive/2002/11
4- http://www.functionalgenomics.org.uk/sections/resources/protein_arrays.htm#applications
5- http://tissuearray.org/yale/tisarray.html
6- http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_microarray
7- http://proteinmicroarrays.com
8- http://www.microarraystation.com/tissue-microarray/#characteristics

10 تعليقات »

  1. مشاركات الأعضاء 31 يناير, 2012 في 9:29 م - Reply
  2. عونى يوسف 1 فبراير, 2012 في 9:47 ص - Reply

    رائع جدا

    بارك الله فيك

  3. اميرة الرومانسية 1 فبراير, 2012 في 6:59 م - Reply

    سلمت يدك وجزاك الله كل خير

  4. Doa'a 1 فبراير, 2012 في 8:10 م - Reply

    حقا رائع….بارك الله في هذه الجهود

  5. الزهرة 2 فبراير, 2012 في 9:01 ص - Reply

    شكرا لك ..بارك الله بك ..ووفقك لكل خير

  6. Doa'a 3 فبراير, 2012 في 9:07 م - Reply

    كيف يمكن الحصول على هذه التقنية؟ هل من معلومات؟

  7. micro-lover 20 فبراير, 2012 في 7:15 م - Reply

    تعتبر هذه التقنية غالية الثمن , لذا يصعب الحصول عليها …….
    وغالبا ما تستخدم هذه التقنية في مجال الابحاث ……

    اما عن كيفية الحصول عليها … فلا توجد لدي معلومات كافية …….
    الا ان من اشهر الشركات في هذا المجال هي Affymetrix
    وهذا هو موقعها الالكتروني http://www.affymetrix.com/estore/

  8. Lab.49 24 فبراير, 2012 في 1:28 ص - Reply

    شكرا لك , موضوع جدبد ومفيد

  9. kinda 4 نوفمبر, 2012 في 6:33 م - Reply

    thank you so much

  10. ام ايمن 3 أبريل, 2013 في 5:49 م - Reply

    جزاك الله وفعلا معلومه رائع

اكتب رد »

Google+