Η τεχνολογία μικροσυστοιχίας DNA χρησιμοποιείται στη γενετική και ιατρική έρευνα για να επιτρέψει στους επιστήμονες να μελετήσουν τη δραστηριότητα πολλών χιλιάδων γονιδίων ταυτόχρονα, καθώς και τη σχέση μεταξύ τους. Στο παρελθόν, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να αναλύσουν μόνο μερικά γονίδια ταυτόχρονα. Με την εισαγωγή της τεχνολογίας μικροσυστοιχίας DNA, η δραστηριότητα χιλιάδων γονιδίων μπορεί να παρακολουθείται ταυτόχρονα. Μερικές από τις παθήσεις υγείας που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες αυτή την τεχνολογία για να ερευνήσουν τη γονιδιακή δραστηριότητα περιλαμβάνουν καρδιακές παθήσεις, καρκίνο και παχυσαρκία. Επιτρέπει επίσης στους επιστήμονες να ταξινομούν τους καρκίνους με βάση την προέλευσή τους και το πρότυπο της γονιδιακής δραστηριότητας στο καρκινικό κύτταρο.
Μια μικροσυστοιχία DNA αποτελείται από μια διαφάνεια μεγέθους σφραγίδας που περιέχει μόρια γνωστά ως DNA, τον γενετικό κώδικα ενός οργανισμού ή ενός από τα μέρη του. Το DNA τοποθετείται πάνω στη διαφάνεια με μια συγκεκριμένη σειρά και σε ένα μοτίβο οριζόντιων και κάθετων γραμμών σε τακτά χρονικά διαστήματα από ένα ρομποτικό μηχάνημα. Η συγκεκριμένη αλληλουχία και η απόσταση του DNA επιτρέπει στους επιστήμονες να γνωρίζουν την αλληλουχία των γονιδίων που χρησιμοποιούνται.
Για να μπορέσει ένας επιστήμονας να μετρήσει τη δραστηριότητα ενός γονιδίου στη διαφάνεια, πρέπει να συλλεχθεί ένα δείγμα ιστού από έναν ασθενή, συνήθως αίμα. Το δείγμα ιστού τοποθετείται σε διάλυμα και επιτρέπει τη συλλογή του mRNA, ενός προϊόντος από ένα εκφρασμένο γονίδιο που μεταφέρει πληροφορίες από έναν πυρήνα σε άλλα μέρη ενός κυττάρου για την παραγωγή πρωτεϊνών. Το mRNA είναι συμπληρωματικό προς τον κλώνο του DNA από τον οποίο αντιγράφηκε.
Μόλις συλλεχθεί το mRNA, ένας επιστήμονας θα συνδέσει μια φθορίζουσα χρωστική στο mRNA και θα τοποθετηθεί στη διαφάνεια από μια ρομποτική μηχανή. Το mRNA που είναι συμπληρωματικό με το DNA θα συνδεθεί με το συμπλήρωμά του. Δεδομένου ότι η αλληλουχία του DNA που τοποθετήθηκε στη διαφάνεια είναι γνωστή, το mRNA που συνδέεται με το DNA υποδεικνύει τη συγκεκριμένη αλληλουχία DNA που εκφράζεται στο κύτταρο.
Για να δείτε τα γονίδια, ένας σαρωτής θα μετρήσει τις φθορίζουσες περιοχές της μικροσυστοιχίας DNA. Η φωτεινότητα της φθορίζουσας βαφής δείχνει τη δραστηριότητα ενός γονιδίου και η απουσία φθορίζουσας βαφής δείχνει ότι ένα γονίδιο δεν είναι ενεργό. Επομένως, όσο πιο φωτεινή είναι η φθορίζουσα χρωστική, τόσο πιο ενεργό είναι το γονίδιο. Όσο πιο ανοιχτόχρωμη είναι η φθορίζουσα χρωστική, τόσο λιγότερο ενεργό είναι το γονίδιο.
Η γνώση της δραστηριότητας ενός γονιδίου μπορεί να βοηθήσει να καθοριστεί εάν ένα γονίδιο που υπερεκφράζεται μπορεί να προκαλέσει μια συγκεκριμένη ασθένεια. Σε κλινικό περιβάλλον, εάν η υπερέκφραση ενός γονιδίου έχει ήδη προσδιοριστεί ότι προκαλεί μια συγκεκριμένη ασθένεια, μπορεί να ληφθεί δείγμα ιστού από έναν ασθενή και ένας επιστήμονας μπορεί να χρησιμοποιήσει την τεχνολογία μικροσυστοιχίας DNA για να μετρήσει την έκφραση του στοχευόμενου γονιδίου για να βοηθήσει στον προσδιορισμό εάν ένα συγκεκριμένο γονίδιο θα μπορούσε να είναι η αιτία της νόσου που έχει ο ασθενής. Η μικροσυστοιχία DNA είναι ένας ισχυρός τρόπος για να προσδιοριστεί ποια γονίδια εμπλέκονται στην πρόκληση μιας συγκεκριμένης ασθένειας.