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Werden Zellen einem bestimmten Stimulus unterworfen, beispielsweise Umwelteinflüssen, toxischen Chemikalien, oder auch Hormonen, so reagieren diese in einer Veränderung ihrer sog. "Genexpression". Dies bedeutet ein "Ein- und Ausschalten" bestimmter Gene, die auf den jeweiligen Stimulus antworten. Der Stimulus führt letztendlich zu einer veränderten Produktion der Eiweiße in den betroffenen Zellen, so dass sich deren Funktion, Aufbau und Stoffwechsel ändern kann. Das gilt auch für die Zellen des Hodens.
Die herkömmliche Untersuchung der Genexpression nach bestimmten Stimuli bestand immer darin, sich ein bestimmtes Gen herauszusuchen, von dem man vermutete, es würde auf den Reiz reagieren. Klassische molekularbiologische Methoden wurden dann benutzt, um dieses Gen unter verschiedenen Einflüssen zu untersuchen. Dieser Ansatz war oft viel versprechend, jedoch musste man bereits Kenntnisse über das Gen haben.
Die relativ neue Methode der Microarray-Analyse umgeht diese klassische Vorgehensweise. Mittels eines kleinen Glas-Objektträgers (bekannt aus der Mikroskopie), auf dem mehrere Tausend kurze Gen-Abschnitte aufgebracht sind, welche die entsprechende Anzahl der zu untersuchenden Gene repräsentieren, kann die "Antwort" mehrer Tausend Gene auf einen bestimmten Stimulus in einem einzigen Experiment ermittelt werden. Durch diesen Ansatz ist die Wahrscheinlichkeit sehr viel größer, neue und noch nicht beschriebene Gene zu identifizieren, die auf den Reiz reagieren. Oftmals reagieren nicht nur einzelne Gene, sondern eine größere Gruppe von Genen im "Konzert", d.h. viele Gene werden gleichzeitig "ein- und ausgeschaltet". Diese Gruppe kann dann mit einer hohen Zuverlässigkeit als Indikator (Anzeiger) für eine Erkrankung des Hodens oder einen bestimmten (Hormon-)Stimulus benutzt werden.
Für die Herstellung und Analyse der Microarrays bedarf es einer speziellen Geräteausrüstung. Wir besitzen das notwendige Instrumentarium und die Erfahrung für die Herstellung von Microarrays und der experimentellen Analyse von Fragestellungen, bei denen die Microarray-Technologie interessante Gene aufzeigen könnte, die auf einen bestimmten Stimulus reagieren. Deshalb bieten wir das gesamte Portfolio von der Isolierung der RNA, der Hybridisierung der Microarrays und einer eingehenden Datenanalyse der Ergebnisse auch für andere Interessenten an. Darüber hinaus bieten wir Expertise in der Interpretation der ermittelten Daten. Zusätzlich können wir die auf dem Microarray auffälligen Gene mittels Realtime-PCR validieren, was die Microarray-Daten durch eine weitere unabhängige Methode bestätigen und somit erhärten kann.
DNA-Microarrays sind ein organisiertes Raster von spezifischen Gensonden, die in der Regel auf einem behandelten Glas-Objekträger in Festphase angebracht worden sind. Derartige Mikroarrays beinhalten ca. 5000 bis 10000 Gensonden auf einem Areal von etwa 3 cm2. Die einzelnen Gensonden können 50-80mer Oligonukleotide sein, die spezifischen Gentranskripten entsprechen und auf der Grundlage bestehender Sequenzinformationen chemisch synthetisiert wurden. Zudem können die Gensonden doppelsträngige PCR-Produkte oder cDNAs sein, die von einer definierten oder undefinierten cDNA-Bibliothek stammen. Im Idealfall spiegelt die Gesamtheit der Gensonden auf einem Microarray den molekularen Phänotyp eines Gewebes oder eines Zelltyps wider.
Durch die Hybridisierung eines DNA-Mikroarrays (bei dem alle Gensonden in der Festphase im molaren Überschuss sind) mit einem markierten komplexen cDNA-Pool, welcher quantitativ und qualitativ alle exprimierten Gene in einem Gewebe repräsentiert, ergibt sich durch das resultierende Hybridisierungsmuster der holistische molekulare Phänotyp des Gewebes ("molekularer Schnappschuss"). Wie komplett der Phänotyp ist, hängt von der Anzahl der Gensonden auf dem Mikroarray ab. Durch den Vergleich von cDNA-Pools aus unterschiedlich behandeltem Gewebe, oder aus Gewebe unterschiedlicher Entwicklungsstufen, wird eine globale Erfassung von Veränderungen dokumentiert.
Ein Microarray erfasst nicht nur aller einzelnen Moleküle, die sich verändert haben, sondern er sammelt zusätzlich und am wichtigsten auch Informationen über die Verhältnisse den einzelnen Gene unter- und zueinander werden gesammelt. Somit erhält man ein holistisches Bild, welches mehr als die Zusammensetzung der Einzelteile darstellt.
