Microarray VS RNA_seq 둘의 차이점은?

Microarray와 RNA_seq의 차이를 알아보자!!

 

안녕하세요 이번 포스팅에서는 보다 전문적인 내용을 다루어 볼까 합니다. RNA_seq과 Microarray는 생물정보분석 분야에서 사용하는 유전자 발현을 탐색하는 기법입니다. 생물정보분석에 관심 있는 분이시거나 앞으로 배우시고 싶은 분들에게는 아주 도움이 될만한 내용이지만 비전공자 분들에게는 다소 이해하기 어려운 내용이 포함되어 있을 수 있어 양해의 말씀 올려드리고 싶습니다.

 

그럼 바로 시작해 보도록 하겠습니다.

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Microarray와 RNA_seq의 차이

 

 

RNA-seq와 microarray는 게놈 전반의 transcriptome profiling을 위해 사용되는 두 가지 대표적인 방법입니다. microarray는 연구대상 sample에서 대량의 유전자 발현 상황을 총체적으로 탐색하는 방법으로, 전사된 전사체(trancriptome)을 빠르게 분석하여 특정 mRNA의 증가 또는 감소량을 파악할 수 있습니다. 연구대상 샘플을 준비하여 RNA를 추출하고 RT-PCR을 통하여 cDNA를 합성합니다. DNA를 준비하는 것은 DNA안정성 때문이기도 한데 이렇게 준비된 단일가닥 DNA(ssDNA)이 준비된 마이크로칩의 상보적인 염기서열과 혼성화(hybridization)되는 원리를 기본으로 하고 있습니다. microarray는 형광 dye가 발현되는 양으로 측정하며 droplet에 떨어지는 양을 control 하기 까다롭기 때문에 실험에 따른 오차가 존재합니다. 이로 인하여 실험의 재현성이 떨어지기 때문에 반복수를 높여야 하지만 이는 시간과 비용이 많이 요구됩니다.

 

 

microarray는 특정 유전자와 hybridization이 일어났다는 것은 알 수 있지만, 정확하게 어느 위치에서 혼성화가 일어났는지 알 수 없고 그렇기 때문에 RNA의 염기서열을 알 수 없습니다. 또한 기존에 디자인되어진 유전자만 볼 수 있어 활용이 제약적이며 밝혀지지 않은 유전자는 보지 못합니다. 이를 극복한 것이 RNA-seq이다. RNA-seqs는 동일한 데이터에서 매우 다양한 종류의 결과를 얻을 수 있습니다. 즉, 하나의 RNA-seq 데이터로 유전자의 발현량을 비교하는 분석을 수행하거나, SNP, InDel, alternative splicing과 같은 유전자 구조에 대한 분석도 가능하며 이러한 결과를 통합하여 해석합니다.

 

RNA-seq은 microarray와 다르게 mRNA만 뽑는 것이 아닌, 발현되는 전체적인 RNA를 뽑은 후 cDNA로 전환시켜 shotgun방식으로 분석합니다. 이를 전체 RNA를 분석함으로써 밝혀지지 않은 것도 볼 수 있으며 RNA level에서 몇몇 molecular features(Alternative isoforms, fusion transcripts, RNA editing)등을 관찰 가능하게 합니다. 이뿐만 아니라 mRNA의 6배 정도 크기의 훨씬 넓은 범위를 제공하며 증폭 단계가 없기 때문에 적은 RNA 시료만를 필요로 합니다. 따라서 현재 RNA-Seq은 유전자 발현을 연구하고 새로운 RNA 종을 확인하기 위한 가장 좋은 방법입니다.

 

 

 

DNA와 비교해서 RNA_seq이 중요한 이유

 

1. genome은 일정하지만 실험 조건은 유전자 발현에 영향을 매우 많이 미친다.

2. 일부 분자의 특징들은 RNA 수준에서만 관찰할 수 있다.

3. genome sequence로부터 transcript sequene를 예측하는 것은 어렵다.

4. 단백질 서열에 명백한 영향을 미치지 않는 ‘regulatory’ mutation – mRNA의 발현 양에 영향을 미친다.

5. 체세포 mutation(종종 이형 접합체(heterozygous))을 코딩하는 단백질을 우선하기 때문에