נוסח השאלה המלא : נתקלתי במונח RNA fingerprinting ורציתי לדעת מה זה?



שלום רלי,

כל סוג תא בגופנו מבטא סדרה קבועה של גנים שהוא זקוק להם על מנת להתקיים ולפעול. למשל, כל התאים מבטאים גנים שמאפשרים לו לבצע נשימה תאית. לעומת זאת, יש גנים שמתבטאים אך ורק בתאים מסוגים מסוימים ואינם מתבטאים בתאים אחרים. אינסולין, למשל, הוא גן שמתבטא רק בתאים אנדוקריניים מסוג בטא ברקמת הלבלב, והמיוזין מתבטא רק בתאי שריר. גנים כאלה משמשים מעין "טביעת אצבע" ייחודית של אותו סוג תא.

כדי לפענח את "טביעת האצבע" הזו של כל סוגי התאים, פותחו שיטות מולקלריות שמאפשרות לסרוק ולזהות אילו גנים מתבטאים באופן שונה ברקמות שונות ובין תא אחד לשכנו. השיטות האלה מאפשרות סריקה רחבה של תבנית הביטוי של גנים רבים וקובעות אם הגנים אכן באים לידי ביטוי בסוג התא או הרקמה הנבדקים ואם כן, עד כמה.

RNA fingerprinting (מילולית: "טביעת אצבע של רנ"א") היא דוגמה לשיטה מולקלרית כזו שפותחה בשנות ה-90 אך כיום כמעט יצאה משימוש, למעשה, שכן שיטות חדשות ומתוחכמות יותר החליפו אותה. עוד על כך, בהמשך.

RNA fingerprinting מאפשרת לקבוע את זהות הגנים בתאים ואת רמת הביטוי שלהם. השיטה מבוססת על צימוד של רצפי דנ"א (DNA) קצרים (פריימרים/תחלים) בעלי רצף אקראי, אל ה-RNA שהופק מתאים מסוגים שונים או מתאים מאותו סוג שעברו טיפולים שונים.

בשלב הבא לוקחים את ה-RNA, שאליו צמודים הפריימרים האקראיים, ומוסיפים לו אנזים מיוחד שנקרא Reverse Transcriptase. מקורו של האנזים הזה הוא בווירוסים, שהגנום שלהם בנוי מ-RNA, והוא מסוגל לבצע משימה ייחודית ביותר – שעתוק לאחור. כלומר, האנזים לוקח תבנית RNA ובונה על פיה גדיל דנ"א משלים (ולא להיפך מדנ"א ל-RNA, כפי שנעשה בדרך כלל).


תחל נצמד ל-RNA, וה-Reverse Trascriptase משלים את הגדיל | התרשים לקוח מוויקיפדיה

מכיוון שה-Reverse Transcriptase פועל באופן ליניארי, במקרה שתעתיק RNA מסוים יהיה מצוי ברמות גבוהות בתא א' וברמות נמוכות בתא ב', נקבל בתא א' רמות גבוהות יותר של גדילי דנ"א משלימים של אותו תעתיק לעומת תא ב'. כך אפשר לקבוע שגן מסוים מתבטא ברמות גבוהות יותר בסוג תאים מסוים וייתכן שהוא חשוב גם להתפתחות אותו תא או לתפקודו. כדי לפענח את זהות הגנים הללו אפשר להטעין את ספריית רצפי הדנ"א המתקבלת מהתהליך הזה על ג'ל אגרוז, שמאפשר להפריד את הרצפים השונים על סמך גודלם המולקולרי. לחלופין אפשר לשבט את תוצרי הספרייה לפלסימידים ומשם לבודד את הגן המבוקש.

כאמור, RNA fingerprinting היא שיטה ותיקה יחסית ובמרוצת השנים האחרונות החליפו אותה שלל שיטות מתוחכמות שמאפשרות בדיקה מדויקת יותר ומקיפה של ביטוי גנים למשל Microarrays ו-RNA-seq.

RNA-seq היא שיטה שמבוססת על טכנולוגיית ריצוף דנ"א בשם "ריצוף על-מקבילי בתפוקה גבוהה" (Massively Parallel High Throughput Sequencing). אותה טכנולוגיה מאפשרת לנו כיום לרצף גנומים שלמים במהירות ויעילות רבה ובעלות נמוכה עשרות מונים מזו שנדרשה בימיו הראשונים של פרויקט הגנום האנושי.


שיטת RNA-seq. שלב 1: הפקת ה-RNA; שלב 2: חיתוך ובידוד ה-RNA בעזרת פולי-T; שלב 3: השקעה של ה-RNA בעזרת מגנט המחובר לפולי-T; שלב 4: שעתוק בעזרת Reverse Transcriptase; שלב 5: ריצוף על-מקבילי בתפוקה גבוהה | התרשים נערך מוויקיפדיה

ד"ר אליק צ'פניק
המחלקה לגנטיקה מולקולרית
מכון ויצמן למדע



הערה לגולשים

אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.