1.檢測原理
在測序未普及前,芯片是最常使用的大規(guī)模篩查工具变隔,如人基因表達(dá)譜芯片,一次實驗就可以對人類已知的2~3萬個基因進(jìn)行篩查蟹倾,找出關(guān)鍵差異基因匣缘。我們知道,芯片是基于探針與目標(biāo)序列雜交結(jié)合的原理進(jìn)行檢測鲜棠。由于探針序列是根據(jù)目標(biāo)序列進(jìn)行設(shè)計孵户,是確定的,因此岔留,芯片是個相對封閉的系統(tǒng)夏哭。換句話說,芯片只能對已知的序列進(jìn)行檢測献联。
①芯片探針與目標(biāo)序列雜交
在整個芯片實驗過程竖配,目標(biāo)序列未經(jīng)歷PCR擴增(見上圖),因而檢測到的雜交信號與目標(biāo)序列的豐度保持良好的線性相關(guān)性里逆,更適合做定量分析进胯。
測序顧名思義是測定序列信息。因此原押,測序是個相對開放的系統(tǒng)胁镐,測序過程既會測到數(shù)據(jù)庫已報道的序列,也會獲得尚未被報道的序列诸衔。換句話說盯漂,不管被檢測物種是否有參考序列信息,都可以開展測序?qū)嶒灡颗y序是目前快速獲取物種序列最有效的方式就缆。
②Illumina邊合成邊測序
在整個測序?qū)嶒炛校繕?biāo)序列需要經(jīng)歷多次的PCR信號放大(如建庫谒亦,如生成cluster竭宰,見上圖)空郊,因此靈敏度更高,但也由于PCR過程的不均衡性切揭,使得基于測序數(shù)據(jù)進(jìn)行定量與真實豐度存在偏差狞甚。
2.檢測場景
通過了解檢測原理,我們可以知道廓旬,芯片和測序有相同也有不同的檢測場景哼审。比如研究參考序列較豐富物種的表達(dá)譜,雖然用芯片和測序都可以嗤谚,但是用芯片進(jìn)行定量會更為準(zhǔn)確。又比如參考序列較少的物種怔蚌,要做定量分析巩步,選擇測序就更為合適,既能測定序列又能做定量分析桦踊。如果想發(fā)現(xiàn)新的轉(zhuǎn)錄本椅野,或者研究基因表達(dá)的可變剪接等,選擇測序準(zhǔn)沒錯籍胯。也有一些研究竟闪,會將兩者結(jié)合,先用測序獲得序列信息杖狼,再用芯片進(jìn)行定量分析炼蛤,發(fā)揮兩種手段各自的優(yōu)勢。
3.實驗周期
相比于測序蝶涩,無論是實驗過程還是數(shù)據(jù)分析過程理朋,芯片都更為成熟和簡單。因而芯片的實驗周期通常約為測序的一半時間或者更短绿聘。
4.數(shù)據(jù)易用度
大多數(shù)研究者比起實驗過程嗽上,更關(guān)心是否能拿到所需的實驗數(shù)據(jù),以及這些數(shù)據(jù)是否能馬上上手使用熄攘。
做過測序的朋友兽愤,還記得你第一次看測序報告和數(shù)據(jù)的感受嗎?當(dāng)時是不是整個人都不好了挪圾?沒事浅萧,大家都是這樣過來的。因為測序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)實在是太多哲思,報告中有一半甚至更多的篇幅惯殊,是在說序列本身的故事。而這些對不是以研究序列結(jié)構(gòu)為主的大部分研究者而言也殖,無異于天書土思∥袢龋花一周甚至幾周理解測序報告和數(shù)據(jù)的含義是常有的事。如果遇到科研時間有限的研究者己儒,可能幾個月過去了崎岂,報告都沒翻上幾頁。當(dāng)然一旦你花了功夫闪湾,摸清了測序結(jié)果的門路冲甘,以后再做就會輕車熟路。
相比于測序途样,能用芯片做研究的朋友江醇,簡直是幸福到?jīng)]朋友『蜗荆看芯片結(jié)果陶夜,我們不用在序列上糾結(jié),因為這些序列來自數(shù)據(jù)庫裆站,是確定的条辟。即使是第一次看報告,也能馬上找到自己感興趣的數(shù)據(jù)宏胯。研究者只會把注意力放在篩選到的差異基因上羽嫡,又因為序列是來自數(shù)據(jù)庫,注釋信息詳細(xì)肩袍,參考資料豐富杭棵。當(dāng)確定了感興趣的基因,就可以馬上開展下游的功能研究氛赐,因而能明顯加快研究成果的發(fā)表颜屠。
芯片目前常用于醫(yī)學(xué)研究中,說明在醫(yī)學(xué)研究中鹰祸,芯片相比于測序是更多被采用的甫窟。這其實和醫(yī)學(xué)研究需要確定性是相關(guān)的,無論是篩選診斷標(biāo)志物還是研究調(diào)控機理蛙婴,都需要針對確定的基因展開研究粗井。
回歸研究的原點,能高效解決科學(xué)問題的街图,就是好手段浇衬。不論測序還是芯片,它倆只是兩種檢測手段餐济,研究者應(yīng)根據(jù)不同的研究需求去使用耘擂,而不是只用測序或是芯片。很多情況下絮姆,芯片因其穩(wěn)定性醉冤,更短的實驗周期秩霍,更易用的實驗結(jié)果,更有利于醫(yī)學(xué)研究者在少量的科研時間中發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵基因蚁阳,加速成果發(fā)表铃绒。
一些針對測序數(shù)據(jù)的在線數(shù)據(jù)庫是否同樣可以應(yīng)用于芯片數(shù)據(jù)。比如:IPS(免疫表觀評分)? 螺捐;GDSC(R包中的PRophetic估算半數(shù)抑制濃度IC50)颠悬;CMap(候選小分子藥物)上下調(diào)重疊基因,預(yù)測藥物誘導(dǎo)逆轉(zhuǎn)特定的基因藥物定血。