Unterschied zwischen Microarray- und RNA-Sequenzierung
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Hauptunterschied - Microarray vs. RNA-Sequenzierung
Das Transkriptom repräsentiert den gesamten Gehalt an RNA, die in einer Zelle vorhanden ist, einschließlich mRNA, rRNA, tRNA, abgebaute RNA und nicht abgebaute RNA. Das Transkriptom-Profiling ist ein wichtiger Prozess, um die Erkenntnisse der Zelle zu verstehen. Es gibt mehrere fortgeschrittene Methoden für das Transkriptom-Profiling. Microarray- und RNA-Sequenzierung sind zwei Technologien, die zur Analyse des Transkriptoms entwickelt wurden. Der Hauptunterschied zwischen Microarray- und RNA-Sequenzierung ist der Microarray basiert auf dem Hybridisierungspotenzial von vordefinierten markierten Sonden mit Ziel-cDNA-Sequenzen, während die RNA-Sequenzierung auf der direkten Sequenzierung von cDNA-Strängen durch fortschrittliche Sequenzierungstechniken wie NGS basiert. Microarray wird mit dem vorherigen Wissen über die Sequenzen durchgeführt und die RNA-Sequenzierung wird ohne das vorherige Wissen über Sequenzen durchgeführt.
INHALT
1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist Microarray?
3. Was ist RNA-Sequenzierung?
4. Side-by-Side-Vergleich - Microarray vs. RNA-Sequenzierung
5. Zusammenfassung
Was ist Microarray??
Microarray ist eine robuste, zuverlässige Methode mit hohem Durchsatz, die von Wissenschaftlern zur Transkriptom-Profilierung verwendet wird. Es ist der populärste Ansatz für die Transkriptanalyse. Es ist eine kostengünstige Methode, die von den Hybridisierungssonden abhängt.
Die Technik beginnt mit der Extraktion von mRNA aus der Probe und dem Aufbau einer cDNA-Bibliothek aus Gesamt-RNA. Dann wird es mit fluoreszenzmarkierten, vorgefertigten Sonden auf einer festen Oberfläche (Spotmatrix) gemischt. Komplementäre Sequenzen hybridisieren mit den markierten Sonden im Microarray. Dann wird der Microarray gewaschen und gesiebt, und das Bild wird quantifiziert. Die gesammelten Daten sollten analysiert werden, um die relativen Ausdrucksprofile zu erhalten.
Es wird angenommen, dass die Intensität der Microarray-Sonden proportional zur Menge der Transkripte in der Probe ist. Die Genauigkeit der Technik hängt jedoch von den entworfenen Sonden, der Kenntnis der Sequenz und der Affinität der Sonden für die Hybridisierung ab. Daher hat die Microarray-Technologie Einschränkungen. Die Microarray-Technik kann nicht mit Transkripten mit geringer Häufigkeit durchgeführt werden. Es kann keine Isoformen unterscheiden und genetische Varianten identifizieren. Da dieses Verfahren von der Hybridisierung von Sonden abhängt, treten bei der Mikroarray-Technik einige Probleme auf, die mit der Hybridisierung zusammenhängen, wie Kreuzhybridisierung, nicht-spezifische Hybridisierung usw..
Abbildung 01: Microarray
Was ist RNA-Sequenzierung??
RNA-Schrotflinten-Sequenzierung (RNA seq) ist eine kürzlich entwickelte vollständige Transkriptom-Sequenzierungstechnik. Es ist eine schnelle und durchsatzstarke Methode der Transkriptom-Profilierung. Es quantifiziert direkt die Expression von Genen und führt zu einer gründlichen Untersuchung des Transkriptoms. RNA seq hängt nicht von vorgefertigten Sonden oder der Kenntnis der Sequenzen ab. Daher hat das RNA-Seq-Verfahren eine hohe Empfindlichkeit und Fähigkeit zum Nachweis neuer Gene und genetischer Varianten.
Das RNA-Sequenzierungsverfahren wird in mehreren Schritten durchgeführt. Die Gesamt-RNA der Zelle muss isoliert und fragmentiert werden. Dann muss unter Verwendung der reversen Transkriptase eine cDNA-Bibliothek hergestellt werden. Jeder cDNA-Strang muss mit Adaptern ligiert werden. Dann müssen die ligierten Fragmente amplifiziert und gereinigt werden. Schließlich muss mit einer NGS-Methode die Sequenzierung der cDNA durchgeführt werden.
Abbildung 02: RNA-Sequenzierung
Was ist der Unterschied zwischen Microarray- und RNA-Sequenzierung??
Microarray vs. RNA-Sequenzierung | |
| Microarray ist eine robuste, zuverlässige Methode mit hohem Durchsatz. | RNA-Sequenzierung ist eine genaue Methode mit hohem Durchsatz. |
| Kosten | |
| Dies ist eine kostengünstige Methode. | Dies ist eine teure Methode. |
| Analyse einer großen Anzahl von Proben | |
| Dies erleichtert die Analyse einer großen Anzahl von Proben gleichzeitig. | Dies erleichtert die Analyse einer großen Anzahl von Proben. |
| Datenanalyse | |
| Die Datenanalyse ist komplex. | Bei dieser Methode werden mehr Daten generiert. Daher ist der Prozess komplexer. |
| Vorkenntnisse von Sequenzen | |
| Diese Methode basiert auf Hybridisierungssonden, so dass Vorkenntnisse über Sequenzen erforderlich sind. | Diese Methode hängt nicht von den vorherigen Sequenzkenntnissen ab. |
| Strukturvariationen und neuartige Gene | |
| Diese Methode kann keine strukturellen Variationen und neue Gene nachweisen. | Dieses Verfahren kann strukturelle Variationen wie Genverschmelzung, alternatives Spleißen und neue Gene erkennen. |
| Empfindlichkeit | |
| Dies kann keine Unterschiede in der Expression von Isoformen feststellen, daher ist die Empfindlichkeit begrenzt. | Dies hat eine hohe Empfindlichkeit. |
| Ergebnis | |
| Dies kann nur zu relativen Ausdrucksebenen führen. Dies gibt keine absolute Quantifizierung der Genexpression. | Es gibt absolute und relative Ausdrucksstufen. |
| Daten-Reanalyse | |
| Dies muss wiederholt werden, um eine erneute Analyse durchzuführen. | Sequenzierungsdaten können erneut analysiert werden. |
| Bedarf an spezifischem Personal und Infrastruktur | |
| Für Microarray ist keine spezielle Infrastruktur und kein Personal erforderlich. | Spezifische Infrastruktur und Personal, die für die RNA-Sequenzierung erforderlich sind. |
| Technische Probleme | |
| Die Microarray-Technik weist technische Probleme auf, wie Kreuzhybridisierung, nichtspezifische Hybridisierung, begrenzte Detektionsrate einzelner Sonden usw. | Die RNA-Seq-Technik vermeidet technische Probleme wie Kreuzhybridisierung, unspezifische Hybridisierung, begrenzte Nachweisrate einzelner Sonden usw. |
| Vorurteile | |
| Dies ist eine voreingenommene Methode, da sie von der Hybridisierung abhängt. | Die Abweichung ist im Vergleich zum Microarray gering. |
Zusammenfassung - Microarray vs RNA Sequencing
Microarray- und RNA-Sequenzierungsmethoden sind Hochdurchsatz-Plattformen, die für die Transkriptom-Profilierung entwickelt wurden. Beide Methoden liefern Ergebnisse, die stark mit Genexpressionsprofilen korrelieren. Die RNA-Sequenzierung bietet jedoch Vorteile für die Genexpressionsanalyse gegenüber Microarrays. RNA-Sequenzierung ist eine empfindlichere Methode zum Nachweis von Transkripten mit geringer Häufigkeit als Mikroarray. RNA-Sequenzierung ermöglicht auch die Unterscheidung zwischen Isoformen und die Identifizierung von Genvarianten. Microarray ist jedoch die häufigste Wahl der meisten Forscher, da RNA-Sequenzierung eine neue und kostenintensive Technik ist, bei der das Speichern von Daten schwierig ist und eine komplexe Datenanalyse erforderlich ist.
Verweise:
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2. Rogler, Charles E., Tatjana Tschaikowskaja, Raquel Norel, Aldo Massimi, Christopher Plescia, Eugeny Rubashevsky, Paul Siebert und Leslie E. Rogler. "RNA-Expressions-Microarrays (REMs), eine Hochdurchsatzmethode zur Messung von Unterschieden in der Genexpression in verschiedenen biologischen Proben." Nucleic Acids Research. Oxford University Press, 01. Januar 2004. Web. 15. März 2017
3. Zhao, Shanrong, Wai-Ping Fung-Leung, Anton Bittner, Karen Ngo und Xuejun Liu. "Vergleich von RNA-Seq und Microarray beim Transkriptom-Profiling aktivierter T-Zellen." PLOS ONE. Öffentliche Bibliothek der Wissenschaften, Jan. 2014. Web. 15. März 2017
Bildhöflichkeit:
1. "Journal.pcbi.1004393.g002" Von Malachi Griffith, Jason R. Walker, Nicholas C. Spies, Benjamin J. Ainscough und Obi L. Griffith - (CC BY 2.5) über Commons Wikimedia
2. "Microarray" Von Bill Branson (Fotograf) - National Cancer Institute (Public Domain) über Commons Wikimedia
