माइक्रोएरे-आधारित अभिव्यक्ति प्रोफाइलिंग

एक डीएनए माइक्रोएरे एक नमूने से लेबल किए गए न्यूक्लिक एसिड को एक ठोस सतह पर स्थिर पूरक जांचों के एक सघन, व्यवस्थित ग्रिड में संकरण करके जीन अभिव्यक्ति को मापता है; प्रत्येक जांच पर प्रतिदीप्ति यह दर्शाती है कि संबंधित प्रतिलेख कितना मौजूद है। माइक्रोएरे ने 1990 के दशक के अंत और 2000 के दशक में जीनोम-स्केल अभिव्यक्ति प्रोफाइलिंग को नियमित बना दिया और एक परिभाषित, लागत प्रभावी मंच बने हुए हैं जहां मापे जाने वाले प्रतिलेखों का सेट पहले से ज्ञात होता है।

Definition

माइक्रोएरे-आधारित अभिव्यक्ति प्रोफाइलिंग लेबल किए गए नमूना न्यूक्लिक एसिड के एक निश्चित पूरक डीएनए या ओलिगोन्यूक्लियोटाइड जांचों की सरणी में संकरण संकेत को मापकर प्रतिलेख प्रचुरता को निर्धारित करती है, जिससे प्रत्येक जांच किए गए जीन के लिए एक सापेक्ष अभिव्यक्ति मूल्य प्राप्त होता है।

Scope

यह विषय अभिव्यक्ति माइक्रोएरे के डिजाइन और उपयोग को शामिल करता है: जांच लेआउट, नमूना लेबलिंग और संकरण, छवि-आधारित सिग्नल अधिग्रहण, और कच्चे जांच तीव्रताओं को तुलनीय अभिव्यक्ति मूल्यों में बदलने के लिए आवश्यक सामान्यीकरण और सारांश। यह ट्रांसक्रिप्टोमिक्स के भीतर एक पद्धतिगत संदर्भ है और कोई नैदानिक मार्गदर्शन प्रदान नहीं करता है।

Core questions

• रुचि के जीनों का प्रतिनिधित्व करने के लिए जांचों को कैसे डिज़ाइन और सरणीबद्ध किया जाता है?
• संकरण संकेत प्रतिलेख प्रचुरता से कैसे संबंधित है?
• कच्ची जांच तीव्रताओं को प्रति-जीन अभिव्यक्ति मूल्यों में कैसे सामान्यीकृत और सारांशित किया जाता है?
• प्रतिलेखों के प्रत्यक्ष अनुक्रमण की तुलना में एक निश्चित-जांच सरणी कब बेहतर होती है?

Key concepts

• जांच और सरणी डिजाइन
• संकरण और प्रतिदीप्ति लेबलिंग
• दो-रंग बनाम एकल-चैनल सरणियाँ
• पृष्ठभूमि सुधार और सामान्यीकरण
• जांच-स्तर सारांश (उदाहरण के लिए, आरएमए)
• क्रॉस-संकरण और संतृप्ति
• निश्चित जांच सेट (बंद माप)

Mechanisms

एक नमूने से तैयार किए गए लेबल किए गए पूरक डीएनए या आरएनए को एक सरणी पर लगाया जाता है जिस पर हजारों ज्ञात अनुक्रमों की जांचें पता योग्य स्थितियों पर स्थिर होती हैं। पूरक अणु अपनी जांचों से संकरण करते हैं, और एक स्कैनर प्रत्येक स्थान पर प्रतिदीप्ति तीव्रता को रिकॉर्ड करता है, जिसे मिलान प्रतिलेख की प्रचुरता के सापेक्ष माप के रूप में लिया जाता है। चूंकि तीव्रता पृष्ठभूमि, जांच आत्मीयता और सरणी-से-सरणी भिन्नता से प्रभावित होती है, इसलिए कच्चे संकेतों को पृष्ठभूमि-सुधारित किया जाना चाहिए, सरणियों में सामान्यीकृत किया जाना चाहिए, और प्रति जीन कई जांचों से एक एकल अभिव्यक्ति अनुमान में सारांशित किया जाना चाहिए; इरिज़ारी और सहयोगियों की रोबस्ट मल्टी-एरे एवरेज (RMA) विधि एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला सारांश ढांचा है। शेना और सहयोगियों ने सीडीएनए माइक्रोएरे पेश किया, और लॉकहार्ट और सहयोगियों ने उच्च-घनत्व ओलिगोन्यूक्लियोटाइड सरणियों को एक मात्रात्मक अभिव्यक्ति-निगरानी मंच के रूप में स्थापित किया।

Clinical relevance

माइक्रोएरे ने रोग के प्रभावशाली आणविक वर्गीकरण का उत्पादन किया और अनुसंधान और अनुवाद संबंधी सेटिंग्स में उपयोग किए जाने वाले कई शुरुआती जीन-अभिव्यक्ति हस्ताक्षरों के पीछे का मंच था। एक संदर्भ विषय के रूप में यह प्रविष्टि बताती है कि सरणी-आधारित अभिव्यक्ति साक्ष्य कैसे उत्पन्न और सामान्यीकृत होते हैं; यह व्यक्तिगत निदान या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

पद्धतिगत आधार शेना और सहयोगियों (सीडीएनए सरणियाँ) और लॉकहार्ट और सहयोगियों (ओलिगोन्यूक्लियोटाइड सरणियाँ) के मंच पत्र हैं, साथ ही आरएमए (इरिज़ारी और सहयोगी) जैसे सामान्यीकरण और सारांश विधियाँ भी हैं। ये नैदानिक दिशानिर्देशों के बजाय पद्धतिगत संदर्भ हैं।

History

अभिव्यक्ति माइक्रोएरे 1990 के दशक के मध्य में पेश किए गए थे, जिसमें शेना और सहयोगियों ने 1995 में एक सीडीएनए माइक्रोएरे का प्रदर्शन किया और लॉकहार्ट और सहयोगियों ने 1996 में उच्च-घनत्व ओलिगोन्यूक्लियोटाइड सरणियों का वर्णन किया। अगले दशक में सरणियाँ जीनोम-स्केल अभिव्यक्ति अध्ययनों के लिए प्रमुख उपकरण बन गईं, और सामान्यीकरण और जांच सारांश के लिए सांख्यिकीय विधियाँ परिपक्व हुईं। 2000 के दशक के अंत से, आरएनए अनुक्रमण ने खोज कार्य के लिए सरणियों को उत्तरोत्तर विस्थापित कर दिया, हालांकि सरणियाँ वहां बनी रहीं जहां एक परिभाषित जांच सेट और कम लागत फायदेमंद थी।

Debates

माइक्रोएरे बनाम आरएनए अनुक्रमण

सरणी केवल उन प्रतिलेखों को मापती हैं जो उनकी निश्चित जांचों द्वारा दर्शाए जाते हैं और उनकी गतिशील सीमा संकीर्ण होती है, जबकि अनुक्रमण सीधे प्रतिलेखों को मापता है और उपन्यास वाले की खोज कर सकता है; एक परिभाषित, सस्ते बंद परख और एक खुले खोज मंच के बीच का व्यापार-बंद मंच के चुनाव को सूचित करता रहता है।

Key figures

• Patrick O. Brown
• Mark Schena
• David J. Lockhart
• Rafael Irizarry

Seminal works

• schena-1995
• lockhart-1996
• irizarry-2003

Frequently asked questions

एक माइक्रोएरे केवल उन प्रतिलेखों को क्यों माप सकता है जिनके लिए इसे डिज़ाइन किया गया था?

संकेत ज्ञात अनुक्रम की जांचों से संकरण से उत्पन्न होता है जो सरणी पर स्थिर होते हैं, इसलिए बिना मिलान वाली जांच के किसी भी प्रतिलेख का पता नहीं लगाया जा सकता है। यह माइक्रोएरे को एक बंद परख बनाता है, अनुक्रमण के विपरीत, जो सीधे प्रतिलेखों का नमूना लेता है।

माइक्रोएरे डेटा में सामान्यीकरण किस लिए सुधार करता है?

यह तकनीकी भिन्नता जैसे कि भिन्न पृष्ठभूमि, लेबलिंग दक्षता और सरणी-से-सरणी तीव्रता अंतर के लिए समायोजित करता है, ताकि परिणामी अभिव्यक्ति मूल्य प्रयोगात्मक कलाकृतियों के बजाय जैविक अंतर को दर्शाते हैं।