Skillnad mellan Microarray och RNA Sequencing

Huvudskillnad - Microarray vs RNA Sequencing
 

Transkriptom representerar hela innehållet av RNA närvarande i en cell innefattande mRNA, rRNA, tRNA, nedbruten RNA och icke-graderad RNA. Profilerande transkriptom är en viktig process för att förstå cellinsikten. Det finns flera avancerade metoder för transkriptomprofilering. Microarray och RNA-sekvensering är två typer av tekniker utvecklade för att analysera transkriptom. Den viktigaste skillnaden mellan microarray och RNA-sekvensering är det mikroarray är baserad på hybridiseringspotentialen hos förutformade märkta prober med mål-cDNA-sekvenser medan RNA-sekvensering är baserad på direkt sekventering av cDNA-strängar genom avancerade sekvenseringstekniker, såsom NGS. Microarray utförs med förkunskap om sekvenserna och RNA-sekvensering utförs utan förkunskaper om sekvenser.

INNEHÅLL
1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är Microarray
3. Vad är RNA-sekvensering
4. Side vid sida-jämförelse - Microarray vs RNA-sekvensering
5. Sammanfattning

Vad är Microarray?

Microarray är en robust, pålitlig och hög genomströmningsmetod som används för transkriptomprofilering av forskare. Det är den mest populära metoden för transkriptanalys. Det är en billig metod, som beror på hybridiseringsproberna.

Tekniken börjar med extraktion av mRNA från provet och konstruktionen av cDNA-biblioteket från totalt RNA. Därefter blandas det med fluorescensmärkta förutformade prober på en fast yta (spotmatris). Komplementära sekvenser hybridiserar med de märkta proberna i mikroarrayen. Därefter tvättas och skärs mikroarray, och bilden kvantifieras. Samlad data ska analyseras för att få de relativa expressionsprofilerna.

Intensiteten hos mikroarrayproberna antas vara proportionell mot mängden av transkript i provet. Noggrannheten i tekniken beror emellertid på de konstruerade sonderna, förkännandet av sekvensen och affiniteten för prober för hybridisering. Därför har mikroarraytekniken begränsningar. Microarray teknik kan inte utföras med låg överflödig transkript. Det misslyckas med att skilja isoformer och identifiera genetiska varianter. Eftersom denna metod beror på hybridisering av sonder, förekommer vissa problem relaterade till hybridisering, såsom tvärhybridisering, icke-specifik hybridisering etc. i mikroarrayteknik.

Figur 01: Microarray

Vad är RNA-sekvensering?

RNA hagelgevärssekvensering (RNA sekv) är en nyligen utvecklad hel-transkriptom-sekvenseringsteknik. Det är en snabb och hög genomströmningsmetod för transkriptomprofilering. Det kvantifierar direkt uttrycket av gener och resulterar i djup undersökning av transkriptomen. RNA seq beror inte på förutformade prober eller tidigare kännedom om sekvenserna. Därför har RNA seq-metoden hög känslighet och förmåga att detektera nya gener och genetiska varianter.

RNA-sekvenseringsmetoden utförs via flera steg. Totalt RNA i cellen måste isoleras och fragmenteras. Sedan måste man använda ett omvänd transkriptas, ett cDNA-bibliotek. Varje cDNA-sträng måste ligeras med adaptrar. Sedan måste de ligerade fragmenten amplifieras och renas. Slutligen med användning av en NGS-metod måste sekvensering av cDNA utföras.

Figur 02: RNA-sekvensering

Vad är skillnaden mellan Microarray och RNA-sekvensering?

Microarray vs RNA Sequencing
Microarray är en robust, pålitlig, hög genomströmningsmetod.	RNA-sekvensering är en exakt och hög genomströmningsmetod.
Kosta
Detta är en billig metod.	Detta är en dyr metod.
Analys av ett stort antal prov
Detta underlättar analys av ett stort antal prover samtidigt.	Detta underlättar analys av ett stort antal prover.
Dataanalys
Dataanalys är komplex.	Mer data genereras i denna metod; processen är följaktligen mer komplex.
Tidigare kännedom om sekvenser
Denna metod är baserad på hybridiseringsprober, såkänd kännedom om sekvenser vid behov.	Denna metod beror inte på tidigare sekvenskunskap.
Strukturella variationer och nya gener
Denna metod kan inte detektera strukturella variationer och nya gener.	Denna metod kan detektera strukturella variationer som gengenerering, alternativ splitsning och nya gener.
Känslighet
Detta kan inte detektera skillnader i uttryck av isoformer, så detta har begränsad känslighet.	Detta har hög känslighet.
Resultat
Detta kan bara resultera i relativa uttrycksnivåer. Detta ger inte absolut kvantifiering av genuttryck.	Det ger absoluta och relativa uttrycksnivåer.
Datareanalys
Detta måste återhämta sig för att kunna analysera.	Sekvenseringsdata kan omanalyseras.
Behov av särskild personal och infrastruktur
Särskild infrastruktur och personal behövs inte för microarray.	Särskild infrastruktur och personal som krävs genom RNA-sekvensering.
Tekniska problem
Microarray teknik har tekniska problem som t ex hybridisering, icke-specifik hybridisering, begränsad detekteringsgrad av enskilda sonder, etc.	RNA-seq-teknik undviker tekniska problem, såsom tvärhybridisering, icke-specifik hybridisering, begränsad detekteringshastighet för enskilda sonder, etc.
fördomar
Detta är en partisk metod eftersom det beror på hybridisering.	Bias är låg jämfört med mikroarray.

Sammanfattning - Microarray vs RNA Sequencing

Mikroarray och RNA-sekvenseringsmetoder är plattformar med hög genomströmning utvecklad för transkriptomprofilering. Båda metoderna ger resultat som är högt korrelerade med genuttrycksprofiler. RNA-sekvensering har emellertid fördelar jämfört med mikroarray för genuttrycksanalys. RNA-sekvensering är en mer känslig metod för detektering av låg överflödstranscript än mikroarray. RNA-sekvensering möjliggör också differentieringen mellan isoformer och identifiering av genvarianter. Microarray är emellertid det vanliga valet av de flesta forskare, eftersom RNA-sekvensering är en ny och dyr teknik med datalagring av utmaningar och komplex dataanalys.

referenser:
1.Wang, Zhong, Mark Gerstein och Michael Snyder. "RNA-Seq: ett revolutionerande verktyg för transkriptomik." Naturrecensioner. Genetik. U.S. National Library of Medicine, jan 2009. Web. 14 mars 2017
2.Rogler, Charles E., Tatyana Tchaikovskaya, Raquel Norel, Aldo Massimi, Christopher Plescia, Eugeny Rubashevsky, Paul Siebert och Leslie E. Rogler. "RNA-expressionsmikroarrays (REMs), en hög genomströmningsmetod för att mäta skillnader i genuttryck i olika biologiska prover." Nukleinsyra-forskning. Oxford University Press, 01 jan 2004. Web. 15 mars 2017
3.Zhao, Shanrong, Wai-Ping Fung-Leung, Anton Bittner, Karen Ngo och Xuejun Liu. "Jämförelse av RNA-Seq och Microarray i transkriptomprofilering av aktiverade T-celler." PLOS ONE. Public Library of Science, jan. 2014. Web. 15 mars 2017

Image 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