Oligonucleotide arrays can provide a broad picture of the state of the cell, by monitoring the expression level of thousands of genes at the same time. It is of interest to develop techniques for extracting useful information from the resulting data sets. Here we report the application of a two-way clustering method for analyzing a data set consisting of the expression patterns of different cell types. Gene expression in 40 tumor and 22 normal colon tissue samples was analyzed with an Affymetrix oligonucleotide array complementary to more than 6,500 human genes. An efficient two-way clustering algorithm was applied to both the genes and the tissues, revealing broad coherent patterns that suggest a high degree of organization underlying gene expression in these tissues. Coregulated families of genes clustered together, as demonstrated for the ribosomal proteins. Clustering also separated cancerous from noncancerous tissue and cell lines from in vivo tissues on the basis of subtle distributed patterns of genes even when expression of individual genes varied only slightly between the tissues. Two-way clustering thus may be of use both in classifying genes into functional groups and in classifying tissues based on gene expression.

Oligonucleotide microarrays were employed to quantitate mRNA levels from a large number of genes regulated by the p53 transcription factor. Responses to DNA damage and to zinc-inducible p53 were compared for their transcription patterns in cell culture. A cluster analysis of these data demonstrates that genes induced by gamma radiation, UV radiation, and the zinc-induced p53 form distinct sets and subsets with a few genes in common to all these treatments. Cell type- or cell line-specific p53 responses were detected. When p53 proteins were induced with zinc, the kinetics of induction or repression of mRNAs from p53-responsive genes fell into eight distinct classes, five different kinetics of induction, and three different kinetics of repression. In addition, low levels of p53 in a cell induced or repressed only a subset of genes observed at higher p53 levels. The results of this study demonstrate that the nature of the p53 response in diverse mRNA species depends on the levels of p53 protein in a cell, the type of inducing agent or event, and the cell type employed. Of 6000 genes examined for p53 regulatory responses, 107 induced and 54 repressed genes fell into categories of apoptosis and growth arrest, cytoskeletal functions, growth factors and their inhibitors, extracellular matrix, and adhesion genes.

Human immunodeficiency virus (HIV) has been associated with acquired immunodeficiency syndrome and related disorders. Assays to detect antibodies to HIV proteins have been developed and used to screen sera for the identification of individuals who have been exposed to the virus. Although these serological tests have significant sensitivity and specificity for detecting exposure to the virus, they do not provide direct identification of HIV. We report here the application of recently developed nucleic acid amplification and oligonucleotide-based detection procedures for the identification of HIV sequences in established infected cell lines and in cells cultured from infected individuals.