Az SNP Microarray alapelvei és munkafolyamata

Egyetlen nukleotid polimorfizmus

Az egyetlen nukleotid polimorfizmus (SNP) a genomi DNS-szekvencia azonos pozíciójában lévő egyetlen nukleotid különbségére utal. Általában az 1%-nál nagyobb gyakorisággal előforduló egyetlen nukleotid eltérést SNP-nek nevezzük. Az SNP-k csak egyetlen bázis eltérését foglalják magukban, amelyet egyetlen bázis átmenete vagy transzverzió okozhat. Az emberi genomban körülbelül 1000 bázisonként egy SNP található, és az SNP-k teljes száma az emberi genomban körülbelül 3 x 106.

A SNP-k a genetikai markerek harmadik generációjává váltak. Az SNP-k jellemzői alkalmassá teszik őket az összetett tulajdonságok és betegségek genetikai pleiotrópiájának vizsgálatára és a populációs alapú génfelismerésre, mint más polimorf markereket. Az SNP-k jelentős jelentőséggel bírnak az orvosbiológiai kutatásban. Az SNP-ket genom-szintű asszociációs vizsgálatokban nagy felbontású markerként használták a betegségekkel vagy normális tulajdonságokkal kapcsolatos géntérképezésben. A fenotípusra megfigyelhető hatást nem gyakorló SNP-k (úgynevezett csendes mutációk) szintén hasznosak lehetnek mennyiségük és generációkon átívelő stabil öröklődésük miatt.

1. ábra. A felső DNS-molekula egyetlen bázispárnyi helyen különbözik az alsó DNS-molekulától (C/A polimorfizmus).

Microarray

A DNS-mikroarray olyan génchipet jelent, amelyen nagyszámú, meghatározott elrendezésű szonda DNS-szekvencia van egy szilárd szubsztrátumon immobilizálva. Az elv a nukleinsav hibridizációs elmélet, és a detektált minta DNS-ét a DNS-mikroarray-vel hibridizálják és kiterjesztik. Ezt követően a chipen lévő nem-komplementer kötődési reakció töredékeit lemossák, és a génchipet lézeres konfokális szkennelésnek vetik alá. A fluoreszcens jelintenzitásokat ezután megmérik, és bizonyos adatfeldolgozással a különböző gének gyakoriságaként értelmezik.

2. ábra. A microarray elve.

SNP microarray

SNP microarray ismert nukleotidszekvenciákat használ szondaként, amelyek hibridizálódnak a vizsgált DNS-szekvenciákkal, lehetővé téve a minőségi és mennyiségi SNP-elemzést a jelek detektálásával. A hagyományos egysejtes diagnosztikai módszerrel összehasonlítva az SNP microarray egy nagy áteresztőképességű módszer, amely egyszerre több ezer reakciót képes végrehajtani az oligonukleotid chip felületén.

Az SNP microarray munkafolyamata

Az SNP microarray általános munkafolyamata a 3. ábrán látható. Röviden szólva, több folyamatról van szó: SNP-chip gyártása, minta genomi DNS előkészítése, hibridizáció és fluoreszcens szkennelés.

3. ábra. Az SNP-mikroarray munkafolyamata.

• SNP-chip gyártása
  Az előre megtervezett oligonukleotid vagy cDNS-chipeket rendezetten és nagy sűrűségben rendezik el az üveghordozón, hogy mikroarrayt vagy core-chipet készítsenek. A chip gyártási módszerei közé tartozik a fényvezérelt in-situ szintézis, a kémiai permetezési módszer, a kontakt pontbevonási módszer, az in-situ DNS-vezérelt szintézis, a TOPSPOT® érintésmentes mikromechanikai nyomtatási módszer és a lágy litográfiás reprodukció stb. Összesen 4×105 különböző DNS-molekula helyezhető el egy 1 cm2 -es chipen. Az Affymetrix GeneChip® technológia lehetővé teszi a nagy sűrűségű, in situ oligonukleotidszintézist, és úttörő szerepet tölt be ezen a területen.
• Minta genomi DNS előkészítése
  Először is a mintaanyag előkészítése. Ezután a genomi DNS extrahálása és PCR-rel történő amplifikálása. Végül különböző fluoreszcens festékeket használunk a jelölésére.
• Hibridizáció és szkennelés
  A fluoreszcensen jelölt genomiális DNS-t megfelelő reakciókörülmények között SNP microarray-vel hibridizáljuk. Mosás után a fluoreszcencia letapogatására egy specifikus fluoreszcens szkennert használunk. Ezután számítógépes képelemzést végeznek az adatok feldolgozásához, mielőtt a célgén bioinformatikai elemzését elvégeznék.

A CD Genomicsnál megbízható SNP genotipizálási szolgáltatásokat nyújtunk, beleértve a genotipizálást szekvenálással, SNP microarray-vel, MassARRAY SNP genotipizálást, Hi-SNPseq, SNaPshot Multiplex System for SNP genotyping és TaqMan SNP genotipizálást.

1. Iwamoto K, Bundo M, Ueda J, et al. Kromoszómális szerkezeti változások kimutatása egyetlen sejtben SNP-táblázatokkal: az amplifikációs torzítás szisztematikus felmérése és optimalizált munkafolyamat. Plos One, 2007, 2(12): e1306.
2. Ho C C, Mun K S, Naidu R. SNP array technology: an array of hope in breast cancer research. Malaysian Journal of Pathology, 2013, 35(1):33-43.
3. Ahmad A, Iqbal M A. Significance of genome-wide analysis of copy number alterations and UPD in myelodysplastic syndromes using combined CGH-SNP array. Current Medicinal Chemistry, 2012, 19(22).
4. Sund K L, Zimmerman S L, Thomas C, et al. Regions of homozygosity identified by SNP microarray analysis aid in the diagnosis of autosomal recessive disease and incidentally detect parental blood relationships. Genetics in Medicine Official Journal of the American College of Medical Genetics, 2013, 15(1):70-78.
5. Liu S, Zhou Z, Lu J, et al. Genomi szintű gén-asszociált SNP-k generálása harcsában egy nagy sűrűségű SNP-táblázat építéséhez. Bmc Genomics, 2011, 12(1):53.