Différence entre le microréseau et le séquençage d'ARN

Différence clé entre le microréseau et le séquençage d'ARN
 

Le transcriptome représente la totalité du contenu de l'ARN présent dans une cellule, y compris l'ARNm, l'ARNr, l'ARNt, l'ARN dégradé et l'ARN non dégradé. Le profilage du transcriptome est un processus important pour comprendre les informations relatives aux cellules. Il existe plusieurs méthodes avancées pour le profilage du transcriptome. Les biopuces et le séquençage d'ARN sont deux types de technologies développées pour analyser le transcriptome. La principale différence entre le séquençage de puces à ADN et d’ARN est que la puce à ADN repose sur le potentiel d'hybridation de sondes marquées préconçues avec des séquences d'ADNc cibles, tandis que le séquençage d'ARN repose sur le séquençage direct de brins d'ADNc au moyen de techniques de séquençage avancées telles que la NGS. La micropuce est réalisée avec les connaissances préalables sur les séquences et le séquençage de l'ARN est effectuée sans les connaissances préalables sur les séquences.

CONTENU
1. Vue d'ensemble et différence clé
2. Qu'est-ce que Microarray?
3. Qu'est-ce que le séquençage d'ARN?
4. Comparaison côte à côte - séquence de micropuces et d'ARN
5. Résumé

Qu'est-ce que Microarray??

Microarray est une méthode robuste, fiable et à haut débit utilisée par les scientifiques pour le profilage du transcriptome. C'est l'approche la plus populaire pour l'analyse des transcriptions. C'est une méthode peu coûteuse, qui dépend des sondes d'hybridation.

La technique commence par l'extraction d'ARNm de l'échantillon et par la construction d'une banque d'ADNc à partir d'ARN total. Il est ensuite mélangé avec des sondes prédéfinies marquées par fluorescence sur une surface solide (matrice ponctuelle). Les séquences complémentaires s'hybrident avec les sondes marquées dans le microréseau. Ensuite, la micropuce est lavée et criblée et l'image est quantifiée. Les données collectées doivent être analysées pour obtenir les profils d'expression relatifs.

L'intensité des sondes de microréseau est supposée être proportionnelle à la quantité de transcrits dans l'échantillon. Cependant, la précision de la technique dépend des sondes conçues, de la connaissance préalable de la séquence et de l'affinité des sondes pour l'hybridation. La technologie des puces à ADN a donc des limites. La technique de la micropuce ne peut pas être réalisée avec des transcripts de faible abondance. Il ne parvient pas à différencier les isoformes et à identifier les variants génétiques. Puisque cette méthode dépend de l'hybridation des sondes, certains problèmes liés à l'hybridation, tels que l'hybridation croisée, l'hybridation non spécifique, etc..

Figure 01: Microarray

Qu'est-ce que le séquençage d'ARN??

Séquençage de fusil de chasse à ARN (ARN seq) est une technique de séquençage complet du transcriptome récemment développée. C'est une méthode rapide et à haut débit de profilage de transcriptome. Il quantifie directement l'expression des gènes et conduit à une investigation approfondie du transcriptome. La séquence d'ARN ne dépend pas des sondes prédéfinies ni de la connaissance préalable des séquences. Par conséquent, la méthode d'ARN seq a une grande sensibilité et une grande capacité à détecter de nouveaux gènes et variants génétiques.

La méthode de séquençage d'ARN est réalisée en plusieurs étapes. L'ARN total de la cellule doit être isolé et fragmenté. Ensuite, en utilisant la transcriptase inverse, une bibliothèque d’ADNc doit être préparée. Chaque brin d'ADNc doit être ligaturé avec des adaptateurs. Ensuite, les fragments ligaturés doivent être amplifiés et purifiés. Enfin, en utilisant une méthode NGS, le séquençage de l’ADNc doit être effectué.

Figure 02: Séquençage des ARN

Quelle est la différence entre le séquençage de puces à ADN et d'ARN?

Microarray vs ARN Sequencing
Microarray est une méthode robuste, fiable et à haut débit.	Le séquençage d'ARN est une méthode précise et à haut débit.
Coût
C'est une méthode peu coûteuse.	C'est une méthode chère.
Analyse d'un grand nombre d'échantillons
Cela facilite l'analyse d'un grand nombre d'échantillons simultanément.	Cela facilite l'analyse d'un grand nombre d'échantillons.
L'analyse des données
L'analyse des données est complexe.	Plus de données sont générées dans cette méthode; par conséquent, le processus est plus complexe.
Connaissance préalable des séquences
Cette méthode est basée sur des sondes d’hybridation, donc une connaissance préalable des séquences dans.	Cette méthode ne dépend pas de la connaissance préalable de la séquence.
Variations structurelles et gènes nouveaux
Cette méthode ne permet pas de détecter les variations structurelles et les nouveaux gènes.	Cette méthode peut détecter des variations structurelles telles que la fusion de gènes, l’épissage alternatif et les nouveaux gènes..
Sensibilité
Cela ne peut pas détecter les différences d'expression d'isoformes, donc sa sensibilité est limitée.	Cela a une grande sensibilité.
Résultat
Cela ne peut aboutir qu'à des niveaux d'expression relatifs. Cela ne donne pas une quantification absolue de l'expression des gènes.	Il donne des niveaux d'expression absolus et relatifs.
Réanalyse des données
Cela doit être réexécuté pour pouvoir réanalyser.	Les données de séquençage peuvent être réanalysées.
Besoin de personnel et d'infrastructures spécifiques
Des infrastructures et du personnel spécifiques ne sont pas nécessaires pour la micropuce.	Infrastructure spécifique et personnel requis pour le séquençage d'ARN.
Problèmes techniques
La technique des puces à ADN présente des problèmes techniques tels que l'hybridation croisée, l'hybridation non spécifique, le taux de détection limité des sondes individuelles, etc..	La technique de séquençage d'ARN évite les problèmes techniques tels que l'hybridation croisée, l'hybridation non spécifique, le taux de détection limité des sondes individuelles, etc..
Les biais
C'est une méthode biaisée car elle dépend de l'hybridation.	Le biais est faible comparé au microarray.

Résumé - Microarray vs ARN Sequencing

Les méthodes de séquençage de puces à ADN et d'ARN sont des plates-formes à haut débit développées pour le profilage de transcriptome. Les deux méthodes produisent des résultats hautement corrélés aux profils d'expression génique. Cependant, le séquençage de l'ARN présente des avantages par rapport aux micropuces pour l'analyse de l'expression génique. Le séquençage de l'ARN est une méthode plus sensible que la micropuce pour la détection des transcrits de faible abondance. Le séquençage de l'ARN permet également la différenciation entre les isoformes et l'identification des variants de gène. Cependant, la plupart des chercheurs choisissent couramment les puces à ADN, car le séquençage de l'ARN est une technique nouvelle et coûteuse qui présente des difficultés de stockage des données et une analyse complexe des données..

Références:
1.Wang, Zhong, Mark Gerstein et Michael Snyder. “RNA-Seq: un outil révolutionnaire pour la transcriptomique.” Revues Nature. La génétique. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, janvier 2009. Web. 14 mars 2017
2. Rogler, Charles E., Tatyana Tchaikovskaya, Raquel Norel, Aldo Massimi, Christopher Plescia, Eugeny Rubashevsky, Paul Siebert et Leslie E. Rogler. «Les microréseaux d'expression d'ARN (REM), une méthode à haut débit permettant de mesurer les différences d'expression de gènes dans divers échantillons biologiques.» Nucleic Acids Research. Oxford University Press, 1 er janvier 2004. Web. 15 mars 2017
3. Zhao, Shanrong, Wai-Ping Fung-Leung, Anton Bittner, Karen Ngo et Xuejun Liu. «Comparaison de l'ARN-Seq et de la micropuce dans le profilage de cellules T activées dans le transcriptome.» PLOS ONE. Public Library of Science, janvier 2014. Web. 15 mars 2017

Courtoisie d'image:
1. “Journal.pcbi.1004393.g002” Par Malachi Griffith, Jason R. Walker, Nicholas C. Spies, Benjamin J. Ainscough, Obi L. Griffith - (CC PAR 2.5) via Wikimedia Commons
2. «Microarray» Par Bill Branson (Photographe) - Institut national du cancer (domaine public) via Wikimedia Commons