Forskjellen mellom mikroarray og RNA sekvensering
Share
Nøkkelforskjell - Microarray vs RNA Sequencing
Transkriptom representerer hele innholdet av RNA tilstede i en celle innbefattende mRNA, rRNA, tRNA, degradert RNA og ikke-nedgradert RNA. Profilerende transkriptom er en viktig prosess for å forstå cellens innsikt. Det finnes flere avanserte metoder for transkriptom profilering. Microarray og RNA sekvensering er to typer teknologier utviklet for å analysere transkriptom. Hovedforskjellen mellom mikroarray og RNA-sekvensering er det mikroarray er basert på hybridiseringspotensialet av forhåndsformede merkede prober med mål-cDNA-sekvenser, mens RNA-sekvensering er basert på den direkte sekvensering av cDNA-tråder ved avanserte sekvenseringsteknikker som NGS. Microarray utføres med forkunnskap om sekvensene, og RNA-sekvensering utføres uten forkunnskap om sekvenser.
INNHOLD
1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er Microarray
3. Hva er RNA sekvensering
4. Side ved side sammenligning - Microarray vs RNA Sequencing
5. Sammendrag
Hva er Microarray?
Microarray er en robust, pålitelig og høy gjennomstrømmingsmetode som brukes til transkriptom profilering av forskere. Det er den mest populære tilnærming til transkripsjonsanalyse. Det er en billig metode, som avhenger av hybridiseringsprober.
Teknikken starter med ekstraksjon av mRNA fra prøven og konstruksjonen av cDNA-bibliotek fra totalt RNA. Deretter blandes det med fluorescensmerkede forutformede prober på en fast overflate (spotmatrise). Komplementære sekvenser hybridiserer med de merkede prober i mikroarray. Deretter vaskes mikroarray og screenes, og bildet blir kvantifisert. Samlede data skal analyseres for å få de relative uttrykksprofilene.
Intensiteten til mikroarray-prober antas å være proporsjonal med mengden av transkripsjoner i prøven. Imidlertid avhenger nøyaktigheten av teknikken på de utformede prober, tidligere kjennskap til sekvensen og affiniteten til prober for hybridisering. Derfor har mikroarray teknologi begrensninger. Microarray teknikk kan ikke utføres med lav overflod transkripsjoner. Det unnlater å skille mellom isoformer og identifisere genetiske varianter. Siden denne metoden avhenger av hybridisering av prober, forekommer noen problemer relatert til hybridisering som krysshybridisering, ikke-spesifikk hybridisering etc. i mikroarrayteknikk.
Figur 01: Microarray
Hva er RNA sekvensering?
RNA haglgevangssekvensering (RNA sekv) er en nylig utviklet hel transkriptom sekvenseringsteknikk. Det er en rask og høy gjennomstrømmingsmetode for transkriptom profilering. Det kvantifiserer direkte uttrykket av gener og resulterer i dyp etterforskning av transkriptomet. RNA seq er ikke avhengig av forutformede prober eller tidligere kjennskap til sekvensene. Derfor har RNA seq-metoden høy følsomhet og evne til å oppdage nye gener og genetiske varianter.
RNA sekvenseringsmetode utføres via flere trinn. Total RNA i cellen må isoleres og fragmenteres. Deretter skal en cDNA-bibliotek fremstilles ved bruk av revers transkriptase. Hver cDNA-streng må ligeres med adaptere. Deretter må de ligerte fragmentene bli amplifisert og renset. Til slutt bruk av en NGS-metode, må sekvensering av cDNA utføres.
Figur 02: RNA-sekvensering
Hva er forskjellen mellom Microarray og RNA-sekvensering?
Microarray vs RNA Sequencing | |
| Microarray er en robust, pålitelig, høy gjennomstrømmingsmetode. | RNA-sekvensering er en nøyaktig og høy gjennomstrømmingsmetode. |
| Koste | |
| Dette er en billig metode. | Dette er en kostbar metode. |
| Analyse av et stort antall prøver | |
| Dette gjør det mulig å analysere et stort antall prøver samtidig. | Dette letter analysen av et stort antall prøver. |
| Dataanalyse | |
| Dataanalyse er kompleks. | Flere data genereres i denne metoden; Derfor er prosessen mer kompleks. |
| Tidligere kjennskap til sekvenser | |
| Denne metoden er basert på hybridiseringsprober, slik at tidligere kunnskaper om sekvenser i påkrevd. | Denne metoden er ikke avhengig av tidligere sekvenskunnskap. |
| Strukturelle variasjoner og nye gener | |
| Denne metoden kan ikke oppdage strukturelle variasjoner og nye gener. | Denne metoden kan oppdage strukturelle variasjoner som genfusing, alternativ spleising og nye gener. |
| Følsomhet | |
| Dette kan ikke oppdage forskjeller i uttrykk for isoformer, så dette har begrenset følsomhet. | Dette har høy følsomhet. |
| Utfall | |
| Dette kan bare resultere i relative uttrykksnivåer. Dette gir ikke absolutt kvantifisering av genuttrykk. | Det gir absolutt og relativt uttrykksnivå. |
| Datareanalyse | |
| Dette må gjentas for å kunne analysere. | Sekvenseringsdata kan omanalyseres. |
| Behov for spesifikk personell og infrastruktur | |
| Spesifikk infrastruktur og personell er ikke nødvendig for microarray. | Spesifikk infrastruktur og personell som kreves ved RNA-sekvensering. |
| Tekniske problemer | |
| Microarray teknikk har tekniske problemer som krysshybridisering, uspesifikk hybridisering, begrenset deteksjonsrate for individuelle prober osv.. | RNA seq teknikk unngår tekniske problemer som krysshybridisering, uspesifikk hybridisering, begrenset deteksjonsrate for individuelle prober osv.. |
| skjevheter | |
| Dette er en partisk metode, siden det avhenger av hybridisering. | Bias er lav i forhold til microarray. |
Oppsummering - Microarray vs RNA Sequencing
Mikroarray- og RNA-sekvenseringsmetoder er høye gjennomstrømningsplattformer utviklet for transkriptome profilering. Begge metodene gir resultater som er svært korrelert med genuttrykksprofiler. Imidlertid har RNA-sekvensering fordeler over mikroarray for geneekspresjonsanalyse. RNA-sekvensering er en mer sensitiv metode for påvisning av lav overflodskript enn mikroarray. RNA-sekvensering muliggjør også differensieringen mellom isoformer og identifikasjon av genvarianter. Imidlertid er microarray det vanlige valget av de fleste forskere, siden RNA-sekvensering er en ny og dyr teknikk med data lagring av utfordringer og komplisert dataanalyse.
referanser:
1.Wang, Zhong, Mark Gerstein og Michael Snyder. "RNA-Seq: et revolusjonerende verktøy for transcriptomics." Naturanmeldelser. Genetikk. U.S. National Library of Medicine, januar 2009. Web. 14. mars 2017
2.Rogler, Charles E., Tatyana Tchaikovskaya, Raquel Norel, Aldo Massimi, Christopher Plescia, Eugeny Rubashevsky, Paul Siebert og Leslie E. Rogler. "RNA-uttrykksmikroarrays (REMs), en høy gjennomstrømmingsmetode for å måle forskjeller i genuttrykk i forskjellige biologiske prøver." Nucleic Acids Research. Oxford University Press, 01 jan 2004. Web. 15. mars 2017
3.Zhao, Shanrong, Wai-Ping Fung-Leung, Anton Bittner, Karen Ngo og Xuejun Liu. "Sammenligning av RNA-Seq og Microarray i transkriptome profiling av aktiverte T-celler." PLOS ONE. Public Library of Science, jan. 2014. Web. 15. mars 2017
Bilde Courtesy:
1. “Journal.pcbi.1004393.g002” Av Malachi Griffith, Jason R. Walker, Nicholas C. Spies, Benjamin J. Ainscough, Obi L. Griffith - (CC BY 2,5) via Commons Wikimedia
2. "Microarray" Av Bill Branson (Fotograf) - National Cancer Institute (Public Domain) via Commons Wikimedia
