生物界的豐富多彩很大程度上取決于嚴格調控下的基因的選擇性表達。高等生物的細胞內約含有105個不同的基因，而主 基因在某個特定的細胞中，只有占15％的一小部分表達。而且在不同的細胞中，選擇性表達的基礎也是不同的。正是這些基因的選擇不同決定了整個生命的過程：如細胞的生長分化，激素和細胞困子對細胞的作用、細胞周期的調控以及衰老、死亡等。和細胞的正常生理一樣，一些病理的反應如腫瘤等也是由基因表達的改變引起的。所以，這種基因的選擇性表達，是細胞生物學要研究的核心問題之一，而對于這一問題的研究方法也是分析生物發育和調控機制的一種重要方法。
以往，研究基因表達差異的主要方法是雙向蛋白質電泳指紋圖譜和依賴雜交的篩選技術。這兩種技術各有自己的適用范圍和優點。蛋白質指紋技術具有很高的靈敏度，可以很方便地區分出不同的表達產物，但往往得不到足夠的量來分析和克隆它們的基因；而雜交技術則需要較長的周期和繁瑣的步驟，也易發生基因的丟失。所以多年以來，人們一直想找出一種更方便有效的替代方法。
哈佛大學醫學院的Ｐeng Ｌiang和Ａrthur Ｂ．Ｐardee博士發明的mＲＮＡ差別顯示即ＤＤ法（differential display of mＲＮＡ by ＰＣＲ）， 是一種新的研究基因差異表達的有力工具。這個方法的離要程序是將細胞內的m ＲＮＡ抽提出來，反復錄成cＤＮＡ，爾后經ＰＣＲ隨機擴增， 通過在測序凝膠上電泳條帶的比較篩選出不同的表達的基因，并回收這些ＤＮＡ片段，經擴增后作為探針，在c ＤＮＡ或基因組ＤＮＡ庫中掃描找到相關基因。原則上如果選用不同的引物組合，這個方法可以檢測到細胞中約15000種不同基因的表達情況， 這就給出了一個類似于蛋雙向電泳的指紋圖譜，基因表達的不同馬上就可以知道，并因此分離到該基因。
由于這種方法主要依賴于ＰＣＲ技術，所以選擇合知的引物是這一方法成功的關鏈。用于逆轉錄合成單鏈cＤＮＡ和ＰＣＲ擴增的３'引物設計得益于許多真m ＲＮＡ共有的polyＡ尾巴，所以oligo dＴ作引物就可錨定在polyＡ上。 加之又在引物的３'端加了兩個堿基，它們將隨機地與mＲＮＡ的polyＡ上游兩個堿基配對，由于這兩個堿基有12種不同的組合，從而將有的mＲＮＡ分成12個組。 這樣就減少了每次分析的mＲＮＡ數量，提高了分辨率。后來這一引物的設計又得到了改進， 將倒數第二個堿基改成了一個簡并堿基，從而將３'引物的數量減少到４個， 分別是５'Ｔ12ＮＡ３'、５'12ＮＧ３'、５'Ｔ12ＮＴ３'和５'12ＮＣ３'（其中Ｎ是d Ａ、dＧ或dＣ），這樣就將所有mＲＮＡ分成了４組， 這一改進既減少了引物的用量和需要分析的次數，又保證了足以靈敏地檢測到所有可能的表達產物。
在獲得cＤＮＡ以后進行的ＰＣＲ擴增中，５'所用的引物是一組隨機引物，引物的選擇關鍵在于它們的長度。理論上這個長度要滿足兩個條件：一是要和m ＲＮＡ有合適的配對效率，其次則是必須符合ＰＣＲ引物的要求。從為了獲得較高的配對概率來講，這個引物應足夠短，以具有更高的靈敏度，６到７個堿基被認為是合適的長度。但是很明顯，這樣一個引物用于ＰＣＲ擴增是太短的，雖說在用ＰＣＲ研究 ＤＮＡ多態性的實驗中，8￣10個堿基長的引物也被應用，但一般ＰＣＲ所用的上物往往有20個堿基或更長。經過選擇不同長度引物是適宜的，下表是實驗的結果：
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隨相引物的長度 配對幾率 陳列的mＲＮＡ數
（個）
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（堿基數） （千堿基/配對位點） 理論值 實際結果
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6 4 150 0
7 16 38 0
8 65 10 0
9 262 2 20￣80
10 1049 <1 50￣100
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從表中可以看出，實驗結果和理論值有很大的差別。其原因可能是短的引物雖然具有較啟的配對幾率，卻困為退火溫度太低而使實際擴增數降低。相反地，10個堿基的引物具有足夠高的退火溫度，其實際擴增出來的數目出人意料地高，可能是因為ＰＣＲ開始幾輪，相物和mＲＮＡ配對時，５'端是松散的，使得實際配對的堿基數少于10，所以大大地增加了配對的幾率。這一設想可通過只改變５' 端的堿基會得到同樣的擴增結果來證明10個堿基長度的這些引物，擴增出來的條帶的長度一般為100￣500個堿基，更適合于后來的凝膠電泳分析。從概率上來講，在500 個堿基長的序列中存在任何一個這樣的引物序列的幾率是0.05，所以，有20個這樣的引物就可以覆蓋所有的mＲＮＡ順序。 當然這里的ＰＣＲ條件和一般的反應條件有所不同，同時要用35Ｓ的dＡＴＰ或dＣＴＰ標記，以便在電泳后進行放射自顯影檢測。
mＲＮＡ的擴增產物可以在４％和ＤＮＡ測序膠上電泳，然后作放射自顯影。如果將不同的細胞可不同條件下處理過細胞的擴增產物并排走一起，我們就很容易辨別出它們的表達差異。而且，這些條帶可發言人人凝膠中回收，經第二輪ＰＣＲ特異性擴增后獲得卟夠的量，用于制成相應的探針，來找出未知的差異表達的基因。
由此可見，這一方法可以替代80年代就已發展起來的差減基因克隆的方法。那么，它和差減法相比有什么優點呢？歸納起來有以下幾個方面：
1．簡單易行：這一方法主要依靠的技術只有兩種，ＰＣＲ的ＤＮＡ測序凝膠電泳，而這兩種方法都是非常成熟的。
2．靈敏度高：用這種mＲＮＡ差別顯示技術，只需要20μg的mＲＮＡ， 而差減法則需要至少200μg的mＲＮＡ或細胞總ＲＮＡ。
3．重復性好：90％￣95％的mＲＮＡ可以被重復顯示。
4．多能性：一次實驗可以比較很多個不同的種類，而且它可以進行細胞間的雙向比較，所以不僅能顯示例如癌基因的表達，而且可以檢測到諸如抑癌基因一類基因的表達。
5．快速：應用這一方法，兩天之內可以檢到mＲＮＡ的差異， 從重新擴增到Ｎorthern雜交一般只需一周的時間。而且，這一方法從頭至尾， 我們都可以監測它的進行情況，而不象其它方法那樣要到最后才能知道系統是否工作。
正是這些顯著的優點，使得這一方法得到了格外的重視，在很多場合加以應用。首先是用來快速分析細胞在不同條件下基因的表達差異，其次是用于快速克隆有表達差異的基因。這里最典型的例子是腫瘤細胞和下沉細胞的表達差異的研究，如α-integrin從乳腺癌細胞中的克隆即是用了這一方法。 隨著越來越多的人知道并動用它，這一方法在細胞內信號傳導、細胞周期調控和發育等方面的研究中也將是非常有應用前途的。