Mikromacierze Fenotypowe PM 1

PRZEŁOMOWA TECHNOLOGIA MIKROMACIERZY FENOTYPOWYCH PM
Mikromacierze fenotypowe PM (Biolog Phenotype MicroArrays PMs) stanowią trzecią kluczową
technikę analizy ekspresji genów, obok mikromacierzy DNA i proteomiki. (Rys. 1). Dokładnie tak jak
mikromacierze DNA i proteomika, umożliwiające jednoczesne analizy tysięcy genów lub białek,
mikromacierze fenotypowe PM Biolog, umożliwiają ilościowe analizy tysięcy fenotypów komórkowych
jednocześnie.
Rys.1
DNA
RNA
AFFYMETRIX, 1993
ANALIZY MOLEKULARNE
BIAŁKO
O’FARREL, 1975
FENOTYP
BIOLOG, 2000
ANALIZY KOMÓRKOWE
Mikromacierze DNA i proteomika pozwalają naukowcom na badanie genów lub białek analogicznie
regulowanych, których wzór zmian koreluje z czymś istotnym np., stanem chorobowym. Jednakże, nie
daje to całkowitej pewności, czy ma to istotne znaczenie dla komórki. Mikromacierze fenotypowe są
technologią wspomagającą, zapewniającą niezbędną informację na poziomie komórkowym oraz
tworząc pełen profil komórkowy, który może być wykorzystany do identyfikacji funkcji genów,
opracowywaniu celów leków, usprawnieniu walidacji, optymalizacji, badań toksykologicznych. Po
dokonaniu zmiany genetycznej czy ekspozycji na działanie określonego leku, mikromacierze
fenotypowe PM pozwalają znaleźć korelację pomiędzy profilem ekspresji różnych genów, wybranych
genów a procesami fizjologicznymi, zmianami anatomicznymi czy fenotypem. Badacz może
bezpośrednio analizować odpowiedź komórkową na dokonaną zmianę, otrzymując właściwą ocenę
efektu zmian genetycznych w komórkach, wpływu czynników środowiskowych, chemicznych, leków i
wielu innych elementów.
ZASADA DZIAŁANIA MIKROMACIERZY FENOTYPOWYCH PM
Technologia mikromacierzy fenotypowych Phenotype Microarrays należy do przełomowych platform
technologicznych. Jest to zintegrowany system, składający się z systemu profili komórkowych,
specjalistycznego oprzyrządowania oraz unikatowego oprogramowania bioinformatycznego do
przeszukiwania wysokoprzepustowego komórek (high-throughpout screening HTS). Technologia oraz
proces testowy przedstawiony jest na rys.2. Producent zestawów PM, firma Biolog, wstępnie
skonfigurował szeroki zakres testów fenotypowych w zestawach macierzy. Każde naczyńko macierzy
jest przeznaczone do badania innego fenotypu. Inokulując wystandaryzowaną zawiesinę komórek do
naczyniek mikromacierzy, analizujemy jednocześnie tysiące fenotypów. Po inokulacji mikromacierz
poddawana jest inkubacji (zazwyczaj 24-godzinnej).
011a/2012
Rys.2
Naniesienie
komórek
2a.Wzór PM
2b.Omnilog PM System
2c.Wynik kinetyczny PM
2d.Porównanie
Rys.3
Zestawy PM w oparciu o opatentowaną przez Biolog wyjątkową
technologię chemii Redox wykorzystują w roli uniwersalnego informatora
proces oddychania komórkowego. Jeżeli fenotyp jest „pozytywny”,
komórki w naczyńku aktywnie oddychają, redukując obecny tam barwnik
tetrazolium i tworząc intensywne zabarwienie (rys.2a, rys.3). Jeżeli jest
słabo „pozytywny” lub „negatywny”, oddychanie spada lub jest całkowicie
zatrzymane, a utworzony kolor jest bardzo słaby lub brak jest zabarwienia.
Zestawy redox zapewniają amplifikację i kwantyfikację obu fenotypów.
Inkubacja i zapis danych fenotypowych przeprowadzana jest przez urządzenie Omnilog® (rys.2b),
które przechwytuje cyfrowy obraz z mikromacierzy PM kilkakrotnie w ciągu każdej godziny i
przechowuje dane ilościowe, dotyczące zmiany zabarwienia, w programie komputerowym. Dane
komputerowe, mogą być przez badaczy wykreślane w postaci kinetycznych wykresów. Omnilog®
monitoruje jednocześnie tysiące fenotypów, w ciągu 24-godzinnej pracy może być generowane do
450.000 punktów pomiarowych.
Dla porównania fenotypów dwóch linii komórkowych, jeden jest
zapisywany jako czerwona, drugi jako zielona ścieżka (rys.2c). W celu
wykrycia różnic, wykresy są na siebie nakładane. Obszary
pokrywające się (np. bez zmian) są zaznaczane kolorem żółtym,
natomiast różnice wyróżnione są na czerwono lub zielono (rys.2d,
rys.4,5)
Rys.4
Rys.5
Mikromacierze fenotypowe PM mogą monitorować większość znanych funkcji komórkowych:
•
•
•
•
•
•
•
Strukturę powierzchni komórki i funkcje transportu komórkowego
Katabolizm węgla, azotu, fosforu i siarki
Biosyntezę mikromolekuł
Syntezę i czynności makromolekuł i struktur komórkowych
Oddychanie komórkowe
Stres komórkowy i odbudowę komórek
Inne właściwości komórkowe
Ważniejsze zastosowania mikromacierzy fenotypowych
fenotypowych PM:
1. Badania linii komórkowych eksponowanych na działanie leków i czynników chemicznych:
a. Tworzenie nowych leków
b. Badania toksykologiczne
2. Badania linii komórkowych po zmianach genetycznych
a. Określenie funkcji genów (genomika funkcjonalna)
b. Poszukiwanie genów kodujących
c. Optymalizacja linii komórkowych
d. Testowanie stabilności fenotypowej kultur komórkowych
3. Bezpośrednie badania linii komórkowych
a. Optymalizacja warunków hodowli linii komórkowych
b. Optymalizacja warunków sporulacji i kiełkowania
c. Optymalizacja produkcji wtórnych metabolitów takich jak antybiotyki
d. Poszukiwanie użytecznych enzymów aktywnych
e. Inne badania oparte na liniach komórkowych
MIKROMACIERZE FENOTYPOWE KOMÓREK SSAKÓW PMM
Zestawy do fenotypowania metabolizmu komórek ssaków w oparciu o prostą 3-etapową procedurę, umożliwiają analizę
kinetyki energii oraz różnicowanie przepływu i przemian energii (głównie NADH) w setkach szlaków metabolicznych
jednocześnie. Zestawy PMM są to 96-cio dołkowe płytki opłaszczone metabolicznymi substratami i efektorami. Płytki
PMM Biolog, mogą być odczytywane przy użyciu każdego standardowego czytnika mikropłytek. Wykonanie badania jest
bardzo wygodne i nieabsorbujące, a wyniki zapewniają wysoką powtarzalność. W połączeniu z szybkim definiowaniem
preferencji substancji metabolicznych dla różnych typów komórek i generowaniem współczynników zmienności energii,
zestawy są doskonałym narzędziem, umożliwiającym ocenę zmian aktywności metabolicznej w odpowiedzi na zmianę
stężenia jonów, hormonów, leków przeciwnowotworowych.. Najnowszy zestaw Mitochondrial assay umożliwia ocenę reakcji
mitochondrii na wiele podstawowych substancji odżywczych.
Wszystkie zestawy PMM wspólnie pozwalają ocenić, jak różne substancje odżywcze/substraty metaboliczne (różne źródła
energii) i środowisko komórki mogą wpływać na zmiany mechanizmów sygnalizacji receptorów jądrowych. Uzyskany wynik
badań zestawami Biolog, może być wykorzystany do badania, potwierdzenia czy modyfikowania roboczej hipotezy.
Do badań mogą być użyte wszystkie typy komórek ssaków (komórki macierzyste, komórki pierwotne, komórki
nowotworowe , komórki unieśmiertelnione i in.) pochodzące z dowolnego źródła. Zestawy mogą dostarczyć danych
metabolicznych nawet dla 500 komórek w naczyńku w ciągu zaledwie 3-4 godzin.
W ofercie Biolog dostępne są następujące zestawy PMM Biolog :
• Carbon Energy and Nitrogen Substrate Metabolism Profiling (4 płytki X 96 dołków, w których znajduje się 367
metabolicznych substratów,
substratów jeden substrat w jednym dołku, każdy dołek na płytce jest powiązany z innym
szlakiem metabolicznym. Użyte substraty to: węglowodany, alkohole, kwasy tłuszczowe, ketony, kwasy
karboksylowe, aminokwasy).
• Ion and Hormones - Metabolism Response Profiling (1 płytka X 96 dołków, na których znajdują się 22
zróżnicowane Jony/kofaktory i 3 płytki X 96 dołków - 45 różnych hormonów)
hormonów
• Mitochondrial Metabolism Assay (1 płytka X 96 dołków, na której znajduje się 8 mitochondrialnych i
niemitochondrialnych substratów do rozpoznawania zróżnicowanych stanów aktywności mitochondrialnej, przy
jednoczesnym oznaczaniu charakteru i stopnia użytej ścieżki pozamitochondrialnej)
• Chemosensitivity Metabolism Profiling (4 płytki X 96 dołków z 92 chemicznymi lekami przeciwnowotworowymi)
przeciwnowotworowymi
Więcej informacji znajduje się na stronie www.biolog.com/PMM lub www.biolog.com
OMNIL
OMNILOG
ILOG PM SYSTEMS
Wszystkie systemy OmniLog PM
zawierają OmniLog reader/inkubator,
komputer, OmniLog PM Software,
instrukcję użytkowania, elektroniczny
pipetor, turbidymetr
MIKROMACIERZE FENOTYPOWE DO BADAŃ KOMÓREK MIKROORGA
MIKROORGANIZMÓW PM
Nazwa
PM1 96 Carbon utilization assays
PM2 96 Carbon utilization assays
PM3 96 Nitrogen utilization assays
PM4 96 Phosphorus - Sulfur utilization assays
PM5 96 Biosynthetic pathway/nutrient stimulation
PM6 96 Nitrogen utilization assays
PM7 96 Nitrogen utilization assays
PM8 96 Nitrogen utilization assays
PM9 96 Osmotic/Ionic response assays
PM10 96 pH response assays
PM11 96 Bacterial chemical sensitivity assays
PM12 96 Bacterial chemical sensitivity assays
PM13 96 Bacterial chemical sensitivity assays
PM14 96 Bacterial chemical sensitivity assays
PM15 96 Bacterial chemical sensitivity assays
PM16 96 Bacterial chemical sensitivity assays
PM17 96 Bacterial chemical sensitivity assays
PM18 96 Bacterial chemical sensitivity assays
PM19 96 Bacterial chemical sensitivity assays
PM20 96 Bacterial chemical sensitivity assays
Wielkość opak.
Nr kat.
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
12111
12112
12121
12131
12141
12181
12182
12183
12161
12162
12211
12212
12213
12214
12215
12216
12217
12218
12219
12220
MIKROMACIERZE
MIKROMACIERZE FENOTYPOWE PMM DO BADAŃ KOMÓREK SSAKÓW
PM-M1 Metabolite utilization assays
1 płytka
13101
PM-M2 Metabolite utilization assays
PM-M3 Metabolite utilization assays
PM-M4 Metabolite utilization assays
PM-M5 Cation / Anion sensitivity assays
PM-M6 Hormone/Metabolic effector assays
PM-M7 Hormone/Metabolic effector assays
PM-M8 Hormone/Metabolic effector assays
PM-M11 Chemosensitivity assays
PM-M12 Chemosensitivity assays
PM-M13 Chemosensitivity assays
PM-M14 Chemosensitivity assays
PM-M Tox 1
Biolog Redox Dye Mix MA (6X), 20 ml
Biolog Redox Dye Mix MB (6X), 20 ml
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 płytka
1 butelka
1 butelka
13102
13103
13104
13105
13106
13107
13108
13111
13112
13113
13114
14101
74351
74352
Dystrybutor: