Idag känner man till ordningsföljden av byggstenarna i DNA-molekylerna i människans alla kromosomer.
lennart nilsson
Genanalys: Ger svar på många frågor Sedan år 2000 känner man till det mesta av DNA-sekvensen, det vill säga ordningsföljden av byggstenarna i en DNA-molekyl, på människans alla kromosomer. Nu försöker forskarna förstå när, var och varför generna uttrycks och hur de är kopplade till olika sjukdomar. De första DNA-sekvenseringarna startade på 1970-talet. Innan dess hade man studerat enstaka gener för att förstå deras funktion, men man saknade helhetsbilden – hur gener och proteiner samverkar på molekylär nivå. Idag studeras hela uppsättningar av gener och proteiner. Man undersöker vad olika gener gör, vilka proteiner de bildar, hur dessa aktiveras och deras funktion. Flera viktiga tekniker har utvecklats som möjliggjort detta: • Sekvensering, att bestämma ordningsföljden av nukleotiderna (byggstenarna) i DNA, sker idag oftast med Sanger-dideoxy-metoden efter Sanger och Cuolson som utvecklade metoden. Man skapar då många kopior av det okända DNAt där en del av byggstenarna är märkta med en fluorescerande (självlysande) substans. • PCR (polymerase chain reaction) gör det möjligt att analysera DNA även då man bara har tillgång till ytterst lite material. Med hjälp av PCR går det att mångfaldiga DNA och man kan då analysera till exempel saliv från ett igenklistrat kuvert. Metoden används bland annat vid brottsutredningar och är nödvändig för att kunna sekvensera med Sanger-dideoxy-metoden. • Pyrosekvensering, som utvecklats av Pål Nyrén vid KTH, används när man ska sekvensera stora mängder DNA. Metoden
bygger på att nukleotider binds till en DNA-sträng vilket ger upphov till en ljusreaktion som detekteras och registreras. Pyrosekvensering kan användas för analys av såväl enkla mutationer som hela genom. • DNA-chip och mikroarrayanalyser gör att forskarna kan studera många olika gener samtidigt och få en bild av den dynamiska processen i cellen över tid. Ett enda chip rymmer tiotusentals DNA-bitar på ytan av ett frimärkes storlek och genom att mäta mängden mRNA där det bundit på chipet får forskarna reda på vilka gener som uttryckts i det aktuella provet. Med hjälp av metoden kan man undersöka hur celler från olika individer svarar på en viss behandling, spåra mutationer och hitta personer som riskerar att drabbas av läkemedelsbiverkningar. • Genmodifierade djur. Sedan slutet av 1980-talet har forskare kunnat skapa djurmodeller där en viss gen slagits ut, så kallade knock-out möss, för att ta reda på vilken funktion just den genen har. En annan möjlighet är att skapa en transgen mus genom att föra in en ny gen i djuret, så kallade knock-in möss. Områden där försök med genmodifierade möss har hjälpt forskarna att i detalj förstå bakomliggande mekanismer är bland annat högt blodtryck och ateroskleros (åderförkalkning). I och med de bioteknologiska framstegen och ökad genetisk kunskap har man också lärt sig tillverka läkemedel genom att föra in gener för ämnen man önskar i bakterier och låta dem producera ämnet i stora mängder, till exempel insulin, läkemedel mot blödarsjuka eller vacciner. F M e d i c i n s k V e t e n s k a p 3 /10 3 9