Forskel mellem Microarray og RNA Sequencing
Share
Nøgleforskel - Microarray vs RNA Sequencing
Transkriptom repræsenterer hele indholdet af RNA, der er til stede i en celle inklusive mRNA, rRNA, tRNA, nedbrudt RNA og ikke-nedbrudt RNA. Profilering af transkriptom er en vigtig proces for at forstå celleindblik. Der er flere avancerede metoder til transkriptomprofilering. Microarray og RNA-sekventering er to typer teknologier udviklet til analyse af transkriptom. Den vigtigste forskel mellem mikroarray og RNA-sekventering er den mikroarray er baseret på hybridiseringspotentialet for forudbestemte mærkede prober med mål-cDNA-sekvenser, medens RNA-sekventering er baseret på den direkte sekventering af cDNA-strenge ved avancerede sekventeringsteknikker, såsom NGS. Microarray udføres med den forudgående viden om sekvenserne, og RNA-sekventering udføres uden den forudgående viden om sekvenser.
INDHOLD
1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er Microarray
3. Hvad er RNA-sekventering
4. Sammenligning side ved side - Microarray vs RNA-sekventering
5. Resume
Hvad er Microarray?
Microarray er en robust, pålidelig og høj kapacitetsmetode, der bruges til transkriptomprofilering af forskere. Det er den mest populære fremgangsmåde til transkriptanalyse. Det er en billig prismetode, der afhænger af hybridiseringsproberne.
Teknikken starter med ekstraktion af mRNA fra prøven og konstruktionen af cDNA-bibliotek fra total RNA. Derefter blandes det med fluorescerende mærkede forudbestemte sonder på en fast overflade (spotmatrix). Komplementære sekvenser hybridiserer med de mærkede prober i mikroarray. Derefter vaskes og screenes mikroarray, og billedet kvantificeres. Samlede data skal analyseres for at få de relative udtryksprofiler.
Intensiteten af mikroarray-prober antages at være proportional med mængden af transkripter i prøven. Imidlertid afhænger nøjagtigheden af teknikken af de designede sonder, forudgående viden om sekvensen og affiniteten af sonder til hybridisering. Derfor har mikroarray-teknologi begrænsninger. Mikroarray-teknik kan ikke udføres med transskripter med lav overflod. Det undlader at differentiere isoformer og identificere genetiske varianter. Da denne metode afhænger af hybridisering af prober, forekommer nogle problemer relateret til hybridisering, såsom krydshybridisering, ikke-specifik hybridisering osv. I mikroarray-teknik.
Figur 01: Microarray
Hvad er RNA-sekventering?
RNA-geværsekventering (RNA seq) er en for nylig udviklet hel transkriptom sekventeringsteknik. Det er en hurtig og høj kapacitetsmetode til transkriptomprofilering. Det kvantificerer direkte ekspressionen af gener og resulterer i en dyb undersøgelse af transkriptomet. RNA-sekv er ikke afhængig af forudbestemte sonder eller forudgående kendskab til sekvenserne. Derfor har RNA seq-metoden høj følsomhed og evne til at detektere nye gener og genetiske varianter.
RNA-sekventeringsmetode udføres via flere trin. Celleens samlede RNA skal isoleres og fragmenteres. Derefter skal der ved hjælp af omvendt transkriptase udarbejdes et cDNA-bibliotek. Hver cDNA-streng skal ligeres med adaptere. Derefter skal de ligerede fragmenter amplificeres og oprenses. Endelig under anvendelse af en NGS-metode skal sekventering af cDNA udføres.
Figur 02: RNA-sekventering
Hvad er forskellen mellem Microarray og RNA-sekventering?
Microarray vs RNA Sequencing | |
| Microarray er en robust, pålidelig metode med høj kapacitet. | RNA-sekventering er en nøjagtig og høj gennemløbsmetode. |
| Koste | |
| Dette er en billig metode. | Dette er en dyr metode. |
| Analyse af et stort antal prøver | |
| Dette gør det lettere at analysere et stort antal prøver samtidig. | Dette letter analysen af et stort antal prøver. |
| Dataanalyse | |
| Dataanalyse er kompleks. | Flere data genereres i denne metode; processen er derfor mere kompleks. |
| Forudgående viden om sekvenser | |
| Denne metode er baseret på hybridiseringsprober, så forudgående kendskab til sekvenser i påkrævet. | Denne metode afhænger ikke af den forudgående sekvensviden. |
| Strukturelle variationer og nye gener | |
| Denne metode kan ikke påvise strukturelle variationer og nye gener. | Denne metode kan detektere strukturelle variationer såsom genfusion, alternativ splejsning og nye gener. |
| Følsomhed | |
| Dette kan ikke registrere forskelle i ekspression af isoformer, så dette har begrænset følsomhed. | Dette har høj følsomhed. |
| Resultat | |
| Dette kan kun resultere i relative ekspressionsniveauer. Dette giver ikke absolut kvantificering af genekspression. | Det giver absolutte og relative udtrykniveauer. |
| Data Reanalyse | |
| Dette skal genkøres for at genanalysere. | Sekvensdata kan genanalyseres. |
| Behov for specifikt personale og infrastruktur | |
| Specifik infrastruktur og personale er ikke påkrævet til mikroarray. | Specifik infrastruktur og personale krævet af RNA-sekventering. |
| Tekniske problemer | |
| Microarray-teknik har tekniske problemer såsom krydshybridisering, ikke-specifik hybridisering, begrænset detektionshastighed af individuelle sonder osv.. | RNA seq-teknik undgår tekniske problemer såsom krydshybridisering, ikke-specifik hybridisering, begrænset detektionshastighed af individuelle sonder osv.. |
| bias | |
| Dette er en partisk metode, da den afhænger af hybridisering. | Bias er lav sammenlignet med mikroarray. |
Resume - Microarray vs RNA Sequencing
Microarray- og RNA-sekventeringsmetoder er platforme med høj kapacitet udviklet til transkriptomprofilering. Begge metoder giver resultater, som er stærkt korrelerede med genekspressionsprofiler. RNA-sekventering har imidlertid fordele i forhold til mikroarray til genekspressionsanalyse. RNA-sekventering er en mere følsom metode til påvisning af transkripter med lav forekomst end mikroarray. RNA-sekventering muliggør også differentiering mellem isoformer og identifikation af genvarianter. Imidlertid er mikroarray det mest almindelige valg for de fleste forskere, da RNA-sekventering er en ny og dyr teknik med datalagring af udfordringer og kompleks dataanalyse.
Referencer:
1.Wang, Zhong, Mark Gerstein og Michael Snyder. "RNA-Seq: et revolutionerende værktøj til transkriptomik." Naturanmeldelser. Genetik. U.S. National Library of Medicine, januar 2009. Web. 14. mar. 2017
2.Rogler, Charles E., Tatyana Tchaikovskaya, Raquel Norel, Aldo Massimi, Christopher Plescia, Eugeny Rubashevsky, Paul Siebert og Leslie E. Rogler. "RNA-ekspressionsmikroarray (REM'er), en metode med høj kapacitet til at måle forskelle i genekspression i forskellige biologiske prøver." Undersøgelse af nukleinsyrer. Oxford University Press, 1. januar 2004. Web. 15. mar. 2017
3.Zhao, Shanrong, Wai-Ping Fung-Leung, Anton Bittner, Karen Ngo og Xuejun Liu. "Sammenligning af RNA-seq og mikroarray i transkriptomprofilering af aktiverede T-celler." PLOS ÉN. Public Library of Science, januar 2014. Web. 15. mar. 2017
Billede høflighed:
1. “Journal.pcbi.1004393.g002” Af Malachi Griffith, Jason R. Walker, Nicholas C. Spies, Benjamin J. Ainscough, Obi L. Griffith - (CC BY 2.5) via Commons Wikimedia
2. “Microarray” af Bill Branson (fotograf) - National Cancer Institute (Public Domain) via Commons Wikimedia
