Technologia mikromacierzy DNA jest wykorzystywana w badaniach genetycznych i medycznych, aby umożliwić naukowcom badanie aktywności kilku tysięcy genów jednocześnie, a także relacji między nimi. W przeszłości naukowcy byli w stanie analizować tylko kilka genów naraz. Wraz z wprowadzeniem technologii mikromacierzy DNA można jednocześnie monitorować aktywność tysięcy genów. Niektóre schorzenia, w których naukowcy wykorzystują tę technologię do badania aktywności genów, obejmują choroby serca, raka i otyłość. Umożliwia także naukowcom klasyfikację nowotworów na podstawie ich pochodzenia oraz wzorca aktywności genów w komórce nowotworowej.
Mikromacierz DNA składa się ze szkiełka wielkości znaczka, które zawiera cząsteczki znane jako DNA, kod genetyczny organizmu lub jednej z jego części. DNA jest umieszczane na szkiełku w określonej kolejności i we wzorze regularnie rozmieszczonych poziomych i pionowych linii przez zautomatyzowaną maszynę. Specyficzna sekwencja i odstępy w DNA pozwalają naukowcom poznać sekwencję wykorzystywanych genów.
Zanim naukowiec będzie w stanie zmierzyć aktywność genu na szkiełku, należy pobrać próbkę tkanki od pacjenta, zwykle krwi. Próbka tkanki jest umieszczana w roztworze i pozwala na pobranie mRNA, produktu z eksprymowanego genu, który przenosi informacje z jądra do innych części komórki w celu wytworzenia białek. mRNA jest komplementarne do nici DNA, z której zostało skopiowane.
Po zebraniu mRNA naukowiec zwiąże barwnik fluorescencyjny z mRNA i zostanie umieszczony na szkiełku przez zautomatyzowaną maszynę. mRNA, które jest komplementarne do DNA, zwiąże się z jego dopełnieniem. Ponieważ znana jest sekwencja DNA umieszczonego na szkiełku, mRNA, które wiąże się z DNA, wskazuje na specyficzną sekwencję DNA, która ulega ekspresji w komórce.
Aby zobaczyć geny, skaner zmierzy obszary fluorescencyjne mikromacierzy DNA. Jasność barwnika fluorescencyjnego pokazuje aktywność genu, a brak barwnika fluorescencyjnego wskazuje, że gen nie jest aktywny. Dlatego im jaśniejszy barwnik fluorescencyjny, tym bardziej aktywny jest gen. Im jaśniejszy barwnik fluorescencyjny, tym mniej aktywny jest gen.
Znajomość aktywności genu może pomóc w ustaleniu, czy gen, który jest nadmiernie eksprymowany, może powodować określoną chorobę. W warunkach klinicznych, jeśli stwierdzono już, że nadekspresja genu powoduje konkretną chorobę, próbkę tkanki można pobrać od pacjenta, a naukowiec może użyć technologii mikromacierzy DNA do pomiaru ekspresji docelowego genu, aby pomóc określić jeśli konkretny gen może być przyczyną choroby pacjenta. Mikromacierz DNA to skuteczny sposób na określenie, które geny są zaangażowane w wywoływanie określonej choroby.