Біочіпи: новий метод в діагностиці захворювань

ЗМІСТ

ВСТУП        3

ІСТОРІЯ СТВОРЕННЯ БІОЛОГІЧНИХ МІКРОЧІПІВ        4

ЯК ВЛАШТОВАНИЙ БІОЧІП?        5

ПІДКЛАДКИ ТА ГІДРОГЕЛЬ ДЛЯ МІКРОЧІПІВ        6

СПЕЦІАЛІЗАЦІЯ БІОЧІПІВ        7

ТЕСТ-СИСТЕМИ НА ОСНОВІ БІОЧІПІВ        8

БІОЧІПИ ДЛЯ ВИЯВЛЕННЯ ГЕПАТИТУ С І ГОНОКОКОВОЇ ІНФЕКЦІЇ        9

ВИЗНАЧЕННЯ ДНК-МУТАЦІЙ І СОМАТИЧНИХ МУТАЦІЙ        10

БІОЧІПИ, ЩО ВИЯВЛЯЮТЬ ВИНИКНЕННЯ АЛЕРГІЇ        11

ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ ТЕХНОЛОГІЇ БІОЧІПІВ        12

ВИСНОВКИ        13

ЛІТЕРАТУРА        14

ВСТУП

Відкриття функціонального значення тисяч генів і молекулярних механізмів дії безлічі ферментів стало революційною подією в біології, яке надало і продовжує чинити величезний вплив на розвиток медицини XXI ст. Перед вченими та медиками відкрилися унікальні можливості для з'ясування причин багатьох інфекційних і спадкових захворювань, а також розробки ефективних методів їх лікування. У свою чергу, розвиток нових діагностичних методів  створив нові технології багатопараметричного аналізу біологічних зразків, за допомогою яких можна одночасно досліджувати безліч білкових і ДНК-маркерів різних захворювань, функціонально-значущих біологічних макромолекул і їх комплексів. Так з'явилася технологія біологічних мікрочіпів, здатних, подібно  мікрочіпам електронним, витягувати і обробляти величезні масиви інформації з одного невеликого зразка біологічного матеріалу, отриманого від конкретного пацієнта.

Біологічні чіпи -  матриця з нанесеними молекулами білків, нуклеїнових кислот, біомакромолекул або біоструктур- ефективна технологія 21 століття, що дозволяє швидко і в компактному форматі аналізувати сотні або тисячі зразків одночасно. Мікроскопічний розмір біочіпа дозволяє розміщувати на невеликій площі величезну кількість різних молекул ДНК і зчитувати з цієї площі інформацію за допомогою флуоресцентного мікроскопа або спеціального лазерного пристрою для читання.

Дослідники в університетах і в фармакологічних фірмах проводять на чіпах одночасний аналіз роботи тисяч і десятків тисяч генів і порівнюють експресію цих генів в здорових і в ракових клітинах. Такі дослідження допомагають створювати нові лікарські препарати і швидко з'ясовувати, на які гени і яким чином ці нові ліки діють. Біочіпи є також незамінним інструментом для біологів, які можуть відразу, за один експеримент, побачити вплив різних чинників (ліків, білків, харчування) на роботу десятків тисяч генів.

У даній роботі представлений огляд публікацій, присвячених використанню технології мікрочіпів в різних молекулярно-генетичних, біотехнологічних та інших дослідженнях, в медичній діагностиці, при призначенні ефективного лікування і складанні прогнозу перебігу захворювань, а також в криміналістиці і забезпеченні біобезпеки.

ІСТОРІЯ СТВОРЕННЯ БІОЛОГІЧНИХ МІКРОЧІПІВ

Ідея розробки біочипів з'явилася в кінці 1980-х років і належала кільком групам вчених, в тому числі з СРСР, Югославії та Великобританії. У Радянському Союзі директор Інституту молекулярної біології імені В. А. Енгельгардта Російської академії наук академік Андрій Дарьевич Мірзабеков запропонував ідею біочипів як альтернативу складного на той момент методу розшифрування послідовностей ДНК. Мірзабеков постулював можливість розміщення коротких фрагментів ДНК - зондів на плоскій поверхні мікроматриць в тривимірних напівсферичних комірках гідрогелю. Комірки з зондами розміщувалися на підкладках в строго впорядкованому вигляді. Оскільки локалізація зондів в комірках відома заздалегідь, взаємодія зондів з аналізованими молекулами ДНК дозволяло встановити структуру протяжних ділянок ДНК. Таким чином, була вперше в світі запропонована і обґрунтована теорія секвенування на ДНК-біочіпах