Gēnu ekspresijas profilēšana ir veids, kā vienlaikus izmērīt tūkstošiem gēnu aktivitātes līmeni. Gēnu ekspresijas modeļu identificēšana organismā ir nākamais solis pēc organisma genoma sekvencēšanas. Gēnu ekspresijas profilēšanas eksperimenti parasti tiek veikti ar visu organisma genomu uzreiz. Gēnu ekspresijas līmeņu mērīšana organismā sniedz priekšstatu par to, kā organisma šūnas funkcionē šūnu cikla laikā vai reaģējot uz specifiskiem stimuliem.
Organisma gēni var būt vienā no diviem stāvokļiem: ieslēgti vai izslēgti. Kad gēns ir ieslēgts, tas tiek transkribēts ziņojuma RNS, kas sniedz norādījumus gēna kodētā proteīna iegūšanai. Kad gēni ir ieslēgti, tiek teikts, ka tie tiek izteikti. Kad gēns ir izslēgts, tas netiek transkribēts mRNS un netiek ekspresēts.
Pat vienšūnas organisma DNS satur tūkstošiem gēnu, bet tikai daļa no šiem gēniem tiek ieslēgti jebkurā laikā. Gēnu ekspresijas modeli šūnā noteiktā laika posmā sauc par tās gēnu profilu. Aplūkojot šūnā ieslēgto gēnu veidus, var iegūt lielu daudzumu nozīmīgas informācijas par šūnām un organismiem.
Gēnu ekspresijas profilēšanas eksperimentā DNS mikroarray tehnoloģija tiek izmantota, lai iegūtu iepriekš sekvencētu gēnu relatīvās aktivitātes mērījumus. Šie eksperimenti parasti ietver mRNS daudzuma mērīšanu kontroles apstākļos un eksperimentālā vidē, lai noteiktu viena vai vairāku mainīgo ietekmi uz gēnu ekspresiju. Kontroles izmantošana ir svarīga, jo tā nosaka sākotnējo mRNS līmeni normāliem šūnu apstākļiem.
Aplūkojot, kā mRNS līmenis mainās, reaģējot uz stimuliem, redzams, kā mainās šūnu vajadzības pēc proteīniem, reaģējot uz jauniem vides apstākļiem. Šī informācija ir noderīga tikai pētniecības nolūkos, taču tā var būt svarīga arī medicīnā. Piemēram, ja krūts vēža šūnas tiek izmantotas DNS mikroanalīzē, profils var parādīt, ka vēža krūts šūnās ir aktīvs noteikta veida receptors, kas parasti ir neaktīvs. Ja tiek pierādīts, ka receptors ir specifisks vēzim, tas var izrādīties efektīvs zāļu mērķis.
Gēnu ekspresijas profilēšana faktiski ir izmantota kā krūts vēža prognostisks pasākums. Tas ir noderīgi, jo sievietes vienā slimības stadijā var ļoti atšķirīgi reaģēt uz ārstēšanu un tām ir ļoti atšķirīgas prognozes. Izmantojot DNS mikroanalīzi, lai izveidotu gēnu ekspresijas profilus, vismaz vienā pētījumā ir parādīts, ka noteikts gēnu ekspresijas profils krūts vēža šūnās korelē ar sliktu prognozi. Šis gēnu ekspresijas profilēšanas tehnoloģijas pielietojums palīdz identificēt sievietes, kuras var gūt labumu no agresīvākas ārstēšanas.