Diferența între secvențierea microarray și ARN

Diferența cheie - Microarray vs. secvență ARN
 

Transcriptom reprezintă întregul conținut al ARN prezent într-o celulă incluzând ARNm, rRNA, tARN, ARN degradat și ARN nedegradat. Profilarea transcriptomului este un proces important pentru a înțelege informațiile despre celule. Există câteva metode avansate de profilare a transcriptelor. Microarray și RNA secvențializare sunt două tipuri de tehnologii dezvoltate pentru a analiza transcriptome. Diferența cheie dintre secvențializarea microarray și ARN este aceea microarray se bazează pe potențialul de hibridizare al probelor marcate cu probe predeterminate cu secvențe cADN țintă, în timp ce secvențarea ARN se bazează pe secvențierea directă a catenelor cADN prin tehnici avansate de secvențiere cum ar fi NGS. Microarray este realizat cu cunoștințele anterioare despre secvențe și secvențierea ARN este efectuată fără cunoștințele anterioare despre secvențe.

CUPRINS
1. Prezentare generală și diferență cheie
2. Ce este Microarray
3. Ce este secvențierea ARN-ului
4. Comparație între părți - Microarray vs. secvență ARN
5. rezumat

Ce este Microarray?

Microarray este o metodă robustă, fiabilă și de înaltă performanță utilizată pentru profilare transcriptomică de către oamenii de știință. Este cea mai populară abordare pentru analiza transcripției. Este o metodă low-cost, care depinde de sondele de hibridizare.

Tehnica începe cu extracția mRNA din proba și construirea bibliotecii cADN din ARN total. Apoi se amestecă cu sonde predesemnate marcate fluorescente pe o suprafață solidă (matrice spot). Secvențele secvențiale hibridizează cu sondele etichetate în microarray. Apoi microarray este spălat și ecranate, iar imaginea este cuantificată. Datele colectate ar trebui analizate pentru a obține profilurile de expresie relative.

Se presupune că intensitatea sondei microarray este proporțională cu cantitatea de transcripte din eșantion. Cu toate acestea, precizia tehnicii depinde de sondele proiectate, cunoașterea prealabilă a secvenței și afinitatea probelor pentru hibridizare. Prin urmare, tehnologia microarray are limitări. Tehnica microarray nu poate fi efectuată cu transcrieri de abundență redusă. Nu reușește să diferențieze izoformele și să identifice variantele genetice. Deoarece această metodă depinde de hibridizarea probelor, unele probleme legate de hibridizare, cum ar fi hibridizarea încrucișată, hibridizarea nespecifică etc. apar în tehnica microarray.

Figura 01: Microarray

Ce este secvențierea ARN-ului?

ARN-ul de secvențare a puilor (ARN seq) este o tehnică de secvențializare completă transcriptoasă integrată recent. Este o metodă rapidă și de mare capacitate de profilare a transcriptelor. Aceasta cuantifică direct expresia genelor și are ca rezultat investigarea profundă a transcriptomului. Analiza ARN nu depinde de sondele pre-proiectate sau de cunoștințele anterioare ale secvențelor. Prin urmare, metoda ARN seq are sensibilitate ridicată și capacitatea de a detecta gene noi și variante genetice.

Metoda de secvențiere a ARN se realizează prin mai multe etape. ARN-ul total al celulei trebuie izolat și fragmentat. Apoi, folosind transcriptaza inversă, trebuie pregătită o bibliotecă de cADN. Fiecare catenă de ADNc trebuie legată cu adaptoare. Apoi fragmentele ligate trebuie amplificate și purificate. În final, folosind o metodă NGS, trebuie efectuată secvențarea ADNc.

Figura 02: Sequencing ARN

Care este diferența dintre secvențializarea microarray și ARN?

Microarray vs secvențierea ARN
Microarray este o metodă robustă, fiabilă și cu o performanță ridicată.	Analiza ARN este o metodă precisă și cu o performanță ridicată.
Cost
Aceasta este o metodă cu costuri reduse.	Aceasta este o metodă costisitoare.
Analiza unui număr mare de probe
Aceasta facilitează analizarea simultană a unui număr mare de probe.	Acest lucru facilitează analizarea unui număr mare de eșantioane.
Analiza datelor
Analiza datelor este complexă.	Mai multe date sunt generate în această metodă; prin urmare, procesul este mai complex.
Cunoașterea prealabilă a secvențelor
Această metodă se bazează pe sonde de hibridizare, astfel încât cunoștințele anterioare ale secvențelor sunt necesare.	Această metodă nu depinde de cunoașterea secvenței anterioare.
Variațiile structurale și genele noi
Această metodă nu poate detecta variații structurale și gene noi.	Această metodă poate detecta variații structurale, cum ar fi fuzionarea genei, splicing alternativ și gene noi.
Sensibilitate
Acest lucru nu poate detecta diferențele în exprimarea izoformelor, deci aceasta are o sensibilitate limitată.	Acest lucru are o sensibilitate ridicată.
Rezultat
Acest lucru poate duce numai la nivele relativ de exprimare. Aceasta nu oferă o cuantificare absolută a expresiei genelor.	Oferă nivele de exprimare absolute și relative.
Reanaliza datelor
Acest lucru trebuie reluat pentru a reanaliza.	Datele secvențiale pot fi reanalizate.
Nevoia de personal și de infrastructură specifică
Infrastructura specifică și personalul nu sunt necesare pentru microarray.	Infrastructura și personalul specific necesare secvențierii ARN.
Probleme tehnice
Tehnica Microarray are probleme tehnice cum ar fi hibridizarea încrucișată, hibridizarea nespecifică, rata de detecție limitată a probelor individuale etc..	Tehnica ARN seq evită problemele tehnice cum ar fi hibridizarea încrucișată, hibridizarea nespecifică, rata limitată de detectare a probelor individuale etc..
Prejudecățile
Aceasta este o metodă părtinitoare, deoarece depinde de hibridizare.	Biasul este scăzut în comparație cu microarray.

Rezumat - Microarray vs. RNA Sequencing

Metodele de secvențiere ale microarray și ARN sunt platforme de mare viteză dezvoltate pentru profilare transcriptomică. Ambele metode produc rezultate care sunt foarte corelate cu profilurile expresiei genelor. Cu toate acestea, secventierea ARN are avantaje fata de microarray pentru analiza expresiei genei. Analiza ARN este o metodă mai sensibilă pentru detectarea transcriptelor cu abundență redusă decât microarray. Analiza ARN permite, de asemenea, diferențierea între izoforme și identificarea variantelor genetice. Cu toate acestea, microarray este alegerea comuna a majoritatii cercetatorilor deoarece secventierea ARN-ului este o tehnica noua si costisitoare cu provocarile de stocare a datelor si analiza complexa a datelor.

Referințe:
1.Wang, Zhong, Mark Gerstein și Michael Snyder. "RNA-Seq: un instrument revoluționar pentru transcripție". Genetica. Biblioteca Națională de Medicină din S.U.A., ianuarie 2009. Web. 14 martie 2017
2.Rogler, Charles E., Tatyana Ceaikovskaia, Raquel Norel, Aldo Massimi, Christopher Plescia, Eugeny Rubashevsky, Paul Siebert și Leslie E. Rogler. "Microarramele de expresie a ARN-ului (REMs), o metodă de mare viteză pentru a măsura diferențele în expresia genelor în diferite probe biologice." Nucleic Acids Research. Oxford University Press, 01 ianuarie 2004. Web. 15 martie 2017
3.Zhao, Shanrong, Wai-Ping Fung-Leung, Anton Bittner, Karen Ngo și Xuejun Liu. "Compararea RNA-Seq și Microarray în profilare transcriptomică a celulelor T activate." PLOS ONE. Biblioteca publică a științei, ianuarie 2014. Web. 15 martie 2017

Datorită fotografiei:
1. „Journal.pcbi.1004393.g002“ De Malachi Griffith, Jason R. Walker, Nicholas C. Spies, Benjamin J. Ainscough, Obi L. Griffith - (CC de 2,5) prin intermediul Commons Wikimedia
2. "Microarray" de Bill Branson (Fotograf) - Institutul National al Cancerului (Domeniul Public) prin Commons Wikimedia