Diferença entre microarray e sequenciação de ARN | Microarray vs RNA Sequencing

Diferença-chave - Microarray vs RNA Sequencing

O transcriptoma representa o conteúdo total de ARN presente em uma célula, incluindo ARNm, rRNA, ARNt, ARN degradado e ARN não degradado. O transcriptome de perfil é um processo importante para entender os insights da célula. Existem vários métodos avançados para o perfil do transcriptome. Microarray e sequenciação de ARN são dois tipos de tecnologias desenvolvidas para analisar transcriptome. A principal diferença entre microarray e sequenciação de ARN é que o microarray é baseado no potencial de hibridação de sondas marcadas pré-descritas com sequências de cDNA alvo, enquanto a sequenciação de ARN é baseada na sequenciação direta de fios de cDNA por técnicas avançadas de seqüenciamento, como NGS. Microarray é realizado com o conhecimento prévio sobre as seqüências e a seqüência de ARN é realizada sem o conhecimento prévio sobre seqüências.

ÍNDICE

1. Visão geral e diferença de chave

2. O que é Microarray

3. O que é RNA Sequencing

4. Comparação lado a lado - Microarray vs sequenciação de ARN

5. Resumo

O que é Microarray?

O Microarray é um método robusto, confiável e de alto rendimento utilizado para o perfil de transcriptoma por cientistas. É a abordagem mais popular para análise de transcrição. É um método de baixo custo, que depende das sondas de hibridação.

A técnica começa com a extração de mRNA da amostra e a construção da biblioteca de cDNA a partir de RNA total. Em seguida, é misturado com sondas pré-designadas marcadas fluorescentemente em uma superfície sólida (matriz de pontos). As seqüências complementares se hibridam com as sondas marcadas no microarray. Então o microarray é lavado e rastreado, e a imagem é quantificada. Os dados coletados devem ser analisados para obter os perfis de expressão relativa.

A intensidade das sondas de microarray é suposto ser proporcional à quantidade de transcritos na amostra. No entanto, a precisão da técnica depende das sondas projetadas, do conhecimento prévio da seqüência e da afinidade das sondas para a hibridação. Daí a tecnologia de microarray tem limitações. A técnica de microarray não pode ser realizada com transcrições de baixa abundância. Não consegue diferenciar isoformas e identificar variantes genéticas. Uma vez que este método depende da hibridação de sondas, alguns problemas relacionados à hibridação, tais como hibridação cruzada, hibridação inespecífica, etc.ocorre na técnica de microarray.

Figura 01: Microarray

O que é a seqüenciamento de RNA?

seqüência de espingarda de ARN (RNA seq ) é uma técnica de seqüência transcriptoma completa recentemente desenvolvida. É um método rápido e de alto rendimento do perfil do transcriptome. Ele quantifica diretamente a expressão de genes e resulta em profunda investigação do transcriptome. RNA seq não depende de sondas pré-descritas ou conhecimento prévio das seqüências. Portanto, o método RNA seq possui alta sensibilidade e capacidade de detectar novos genes e variantes genéticas.

O método de sequenciação de ARN é realizado por várias etapas. O ARN total da célula deve ser isolado e fragmentado. Em seguida, usando a transcriptase reversa, uma biblioteca de cDNA deve ser preparada. Cada cadeia de cDNA deve ser ligada com adaptadores. Em seguida, os fragmentos ligados devem ser amplificados e purificados. Finalmente, usando um método NGS, o seqüenciamento do cDNA deve ser realizado.

Figura 02: Seqüenciamento de RNA

Qual a diferença entre Microarray e RNA seqüenciamento?

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Microarray vs RNA Sequencing
Microarray é um método robusto, confiável e de alto rendimento.	O sequenciamento de RNA é um método preciso e de alto rendimento.
Custo
Este é um método de baixo custo.	Este é um método caro.
Análise de um grande número de amostras
Isso facilita a análise de um grande número de amostras ao mesmo tempo.	Isso facilita a análise de um grande número de amostras.
Análise de dados
A análise de dados é complexa.	Mais dados são gerados neste método; portanto, o processo é mais complexo.
Conhecimento prévio de seqüências
Este método é baseado em sondas de hibridação, de modo que o conhecimento prévio das seqüências seja necessário.	Este método não depende do conhecimento de seqüência anterior.
Variações estruturais e genes novos
Este método não pode detectar variações estruturais e novos genes.	Este método pode detectar variações estruturais, tais como fusão de genes, splicing alternativo e novos genes.
Sensibilidade
Isso não pode detectar diferenças na expressão de isoformas, então isso tem sensibilidade limitada.	Isso tem alta sensibilidade.
Resultado
Isso só pode resultar em níveis de expressão relativa. Isso não dá quantificação absoluta da expressão gênica.	Dá níveis de expressão absolutos e relativos.
Data Reanalysis
Isso precisa ser reinicializado para reanalisar.	Os dados de sequenciação podem ser reanalisados.
Necessidade de pessoal específico e infra-estrutura
Infra-estrutura específica e pessoal não são necessários para microarray.	Infra-estrutura específica e pessoal exigido pelo seqüenciamento de RNA.
Problemas técnicos
A técnica de microarray tem problemas técnicos, tais como hibridação cruzada, hibridação inespecífica, taxa de detecção limitada de sondas individuais, etc.	A técnica RNA seq evita problemas técnicos, tais como hibridação cruzada, hibridação inespecífica, limitada taxa de detecção de sondas individuais, etc.
Bias
Este é um método tendencioso, uma vez que depende da hibridação.	O viés é baixo comparado ao microarray.

Resumo - Microarray vs RNA Sequencing

Os métodos de sequenciação de microarray e RNA são plataformas de alto nível de produção desenvolvidas para o perfil de transcriptome. Ambos os métodos produzem resultados altamente correlacionados aos perfis de expressão gênica. No entanto, o seqüenciamento de RNA tem vantagens em relação ao microarray para análise de expressão gênica. O seqüenciamento de ARN é um método mais sensível para a detecção de transcrições de baixa abundância do que o microarray. A seqüenciamento de ARN também permite a diferenciação entre isoformas e identificação de variantes genéticas. No entanto, o microarray é a escolha comum da maioria dos pesquisadores, uma vez que o seqüenciamento de RNA é uma técnica nova e onerosa com os desafios de armazenamento de dados e a análise complexa de dados.

Referências:

1. Wang, Zhong, Mark Gerstein e Michael Snyder. "RNA-Seq: uma ferramenta revolucionária para a transcriptomia. "Comentários da natureza. Genética. U. S. Biblioteca Nacional de Medicina, janeiro de 2009. Web. 14 de março de 2017

2. Rogler, Charles E., Tatyana Tchaikovskaya, Raquel Norel, Aldo Massimi, Christopher Plescia, Eugeny Rubashevsky, Paul Siebert e Leslie E. Rogler. "Microarrays de expressão de ARN (REMs), um método de alto rendimento para medir diferenças na expressão gênica em diversas amostras biológicas. "Pesquisa de Ácidos Nucleicos". Oxford University Press, 01 de janeiro de 2004. Web. 15 de março de 2017

3. Zhao, Shanrong, Wai-Ping Fung-Leung, Anton Bittner, Karen Ngo e Xuejun Liu. "Comparação de RNA-Seq e Microarray no perfil de transcriptome de células T ativadas. "PLOS ONE. Biblioteca Pública da Ciência, janeiro de 2014. Web. 15 de março de 2017

Cortesia da imagem:

1. "Diário. pcbi. 1004393. g002 "Por Malachi Griffith, Jason R. Walker, Nicholas C. Spies, Benjamin J. Ainscough, Obi L. Griffith - (CC BY 2. 5) via Commons Wikimedia

2. "Microarray" Por Bill Branson (Fotógrafo) - Instituto Nacional do Câncer (Domínio Público) via Commons Wikimedia