Awọn anfani:
- Atunse idanwo pupọ (p-iye ti a ṣe atunṣe) ni itupalẹ ikosile iyatọ ati agbara lati tumọ iyipada agbo ni deede ati yago fun awọn idaniloju eke
- Wiwa ipa ipele ati fifi kun si awoṣe pẹlu PCA ati yiyapa ariwo imọ-ẹrọ lati iyatọ ti ẹkọ
- Agbara lati ṣopọ mọ idanimọ ipa ọna kọọkan si orisun ati ṣakoso rẹ pẹlu aitasera ti ẹda ni imudara ipa ọna ati iṣọpọ ọpọlọpọ-omics
A cell ni ko kan nikan nọmba; O jẹ eto nibiti ẹgbẹẹgbẹrun awọn Jiini, awọn ọlọjẹ ati awọn metabolites n jo ni nigbakannaa. Omics (orukọ apapọ fun awọn isunmọ ti o ṣe iwọn Layer ti ibi lapapọ) gbiyanju lati gba gbogbo ijó yii: genomics (DNA), transcriptomics (RNA — eyiti awọn Jiini ṣiṣẹ ati iye melo), awọn ọlọjẹ (awọn ọlọjẹ), metabolomics (awọn ohun elo kekere). Layer omics kọọkan ṣe agbejade ẹgbẹẹgbẹrun onisẹpo, ariwo ati data idiyele. AI jẹ alagbara ni wiwo data iwọn-giga yii ati awọn ilana isamisi; Ṣugbọn iwọ ni ẹniti o pinnu iru apẹẹrẹ wo ni otitọ ti ẹda ati eyiti o jẹ ariwo imọ-ẹrọ.
Ninu ẹyọkan yii, a yoo tẹsiwaju nipasẹ awọn iwe-kikọ, awọn itupalẹ omics ti o wọpọ julọ; Awọn ilana lo si awọn ipele miiran bi daradara. Ṣiṣan iṣẹ aṣoju: matrix ikosile lati data aise (awọn ori ila jẹ awọn Jiini, awọn ọwọn jẹ awọn apẹẹrẹ, awọn sẹẹli jẹ awọn ipele ikosile), isọdọtun (yọkuro awọn iyatọ imọ-ẹrọ), itupalẹ ikosile iyatọ (wiwa awọn Jiini ti o yipada ni pataki laarin awọn ipo meji), imudara ipa ọna (wiwa awọn ipa ọna ti ibi ti awọn jiini ti o yipada ti wa ni akopọ) ati itumọ.
Ikosile iyatọ: iyipada agbo ati atunṣe p-iye
Lati sọ boya jiini kan ti “ti yipada,” awọn nọmba meji ni a wo: iyipada agbo - iye igba ikosile pọ si / dinku, nigbagbogbo lori iwọn log2 - ati p-value ti a ṣatunṣe (padj - iṣiro ti o ṣakoso fun awọn idaniloju eke nigbati awọn idanwo pupọ ba ṣe). Kini idi ti atunṣe? Nitoripe o ṣe idanwo awọn jiini 20,000 ni akoko kanna; Paapaa nipasẹ aye, awọn ọgọọgọrun awọn Jiini le yipada lati jẹ “pataki”. Laisi atunse idanwo pupọ — diwọn oṣuwọn wiwa eke pẹlu awọn ọna bii Benjamini-Hochberg — atokọ naa jẹ ṣina. AI le kọ iwe afọwọkọ ti o ṣe iṣiro eekadẹri yii, ṣugbọn ti o ba fi atunṣe naa silẹ, abajade rẹ jẹ aibikita ti imọ-jinlẹ.
Išọra: AI kan le sọ pe “awọn Jiini 500 yipada ni pataki” da lori iye p-aise. Wiwo p-iye ti a ṣe atunṣe, nọmba naa le lọ silẹ si 30. Nigbagbogbo ṣayẹwo atunṣe idanwo pupọ funrararẹ; Eyi ni iyatọ laarin gbigba ati ijusile ti ikede naa.
Ipa ipele: ẹgẹ ti o buruju julọ
Ipa ipele (iyatọ imọ-ẹrọ ti o dide lati ṣiṣe awọn ayẹwo nipasẹ awọn ọjọ oriṣiriṣi, awọn ẹrọ tabi eniyan) jẹ orisun ti o tobi julọ ti aṣiṣe ni itupalẹ omics. Ti awọn ipo meji rẹ ba ni ilọsiwaju ni awọn ọjọ oriṣiriṣi meji, “iyatọ ti ẹda” ti o rii le jẹ iyatọ ọjọ gangan. AI le daba ṣafikun oniyipada ipele si awoṣe (fun apẹẹrẹ ~ ipele + ipo), ṣugbọn o jẹ ojuṣe rẹ lati ṣeto ni deede ati pe ko dapọ mọ ni apẹrẹ idanwo.
Imọran: Ṣaaju ki o to bẹrẹ itupale, ya PCA kan (Itupalẹ Ẹka Pataki – ọna kan ti o ṣe akopọ ati wiwo data iwọn-giga lori ọpọlọpọ awọn aake) chart. Ti awọn ayẹwo ba jẹ iṣupọ nipasẹ ipele kuku ju nipasẹ ipo ti ẹda, ipa ipele jẹ gaba lori ati pe o gbọdọ ṣe atunṣe fun akọkọ.
Multi-omics Integration
Oye gidi nigbagbogbo n wa lati fifi awọn ipele papọ: ti jiini kan ba n ṣiṣẹ takuntakun ṣugbọn amuaradagba rẹ ko pọ si, ilana wa ni ipele itumọ. Multi-omics Integration-pipapọ o yatọ si omics Layer sinu kan nikan awoṣe-ni ibi ti AI n ni okun sugbon tun ibi ti o ti ṣina julọ; nitori awọn irẹjẹ, ariwo ati awọn ere-kere ti awọn fẹlẹfẹlẹ yatọ. AI ni imọran iṣan-iṣẹ iṣọpọ kan, ṣugbọn o ṣakoso aitasera ti ibi ti awọn abajade.
mẹta mini igba
Ọran 1 - Imudara onikiakia. Awọn jiini iyatọ 1,240 ni a rii ni iṣẹ akanṣe kan. AI ṣe ipilẹ wọn fun imudara ipa ọna, ti n ṣe afihan ọna sẹẹli ati awọn ọna atunṣe DNA; Ẹgbẹ naa ṣẹda maapu ile-aye kan ni awọn wakati 2. Ṣugbọn wọn tun ṣe idanwo ọna kọọkan pẹlu ohun elo ominira (g: Profiler) ati rii pe ọna kan jẹ aṣiṣe nipasẹ AI.
Ọran 2 - Pakute Batch. Ile-iwosan kan rii iyatọ “idaṣẹ” 900-jiini laarin awọn ẹgbẹ itọju meji. Nigbati wọn ṣe PCA, wọn rii pe awọn ayẹwo ti yapa nipasẹ ipele tito lẹsẹsẹ. Lẹhin atunse ipele, iyatọ gangan dinku si awọn Jiini 60. AI ti yọ oniyipada ipele kuro lairotẹlẹ ni itupalẹ akọkọ.
Irú 3 - Ṣe-soke ipa ọna orukọ. Ọmọ ile-iwe kan fun atokọ jiini si AI o beere, “Ọna KEGG wo?” AI pese ID ipa ọna ati orukọ bi ẹnipe o jẹ gidi. Nigbati ọmọ ile-iwe wa lori KEGG, o rii pe ID yẹn ko si; ijerisi ṣe idilọwọ abajade ti a ṣẹda.
Mẹrin daakọ awọn awoṣe
1) DESeq2 ilana iṣan-iṣẹ:
Ipa rẹ: onimọ-jinlẹ iṣiro. Kọ iwe afọwọkọ igbese-nipasẹ-igbesẹ fun itupalẹ ikosile iyatọ RNA-seq pẹlu R/DESeq2: kika kika matrix, agbekalẹ apẹrẹ (~ ipele + majemu), isọdọtun, tabili abajade. LÁYÀN lo atunse idanwo pupọ (BH) ati lo padjcolumn. Ṣe alaye kini igbesẹ kọọkan ṣe ni laini asọye.
2) Didara / iṣakoso ipele:
Fun mi ni atokọ ayẹwo RNA-seq QC kan: iṣakoso ipele pẹlu PCA, iwọn ile-ikawe, nọmba awọn iwari jiini, wiwa jade. Fun metiriki kọọkan, pato “ohun ti Mo rii jẹ ki n ṣe aibalẹ” ala. Ṣe alaye ohun ti MO yẹ ki n ṣe ti ipele ati ipo ti ẹkọ ba dapọ.
3) Ijerisi abajade imudara:
Emi yoo fun ọ ni atokọ ipa ọna imudara (nọmba awọn ipa ọna, padj, awọn Jiini). Kọ idanimọ ti oju-ọna kọọkan (KEGG/GO ID) ni otitọ ati maṣe ṣe soke. Ṣe àlẹmọ awọn abajade pẹlu padj <0.05. Pato iru awọn ipa ọna biologically ṣe atilẹyin fun ara wọn, ṣugbọn samisi idanimọ kọọkan bi “a gbọdọ rii daju ni ibi ipamọ data.”
4) Ṣiṣayẹwo aitasera olona-omics:
Transcriptomic ati ikore proteomic awọn itọnisọna ikosile ti o fi ori gbarawọn fun jiini/amuaradagba bata. Ṣe atokọ awọn ohun elo ti o ṣeeṣe (atunṣe atunṣe lẹhin-itumọ) ati imọ-ẹrọ (ariwo wiwọn, ibaamu ayẹwo) awọn idi fun eyi ki o sọ fun mi bi o ṣe le ṣe idanwo ọkọọkan.
Ailagbara kiakia / Alagbara kiakia
Ibere ailagbara:
Darukọ awọn ipa ọna pataki ninu atokọ apilẹṣẹ yii.
Ko si awọn orisun, ko si awọn iṣiro, eewu giga ti awọn ipa ọna ti a ṣe.
Ibere ti o lagbara:
Ipa rẹ: onimọ-jinlẹ iṣiro. Ninu tabili jiini iyatọ ti o somọ (gene, log2FC, padj) mu awọn jiini nikan pẹlu padj <0.05. Sọ fun mi awọn igbesẹ ti itupalẹ imudara GO lati ṣe pẹlu awọn Jiini ati irinṣẹ (g: Profiler) Emi yoo lo. Orukọ ọna naa jẹ FAKE; Emi yoo ṣiṣẹ ọpa naa ki o ṣe itupalẹ, o kan ṣapejuwe ilana ti o pe ati atunṣe idanwo pupọ.
Iyatọ: àlẹmọ kedere, idojukọ ilana, wiwọle lori iṣelọpọ ati fifi ijẹrisi silẹ si olumulo.
Omics onínọmbà awọn igbesẹ
igbese
Idi
wọpọ asise
AI ipa
deede
Imukuro imọ iyato
Yiyan ọna ti ko tọ
Akosile + idi
PCA/QC
Ipele ati outlier erin
fo igbese mi
Aworan + asọye
ikosile iyato
Wiwa awọn jiini iyipada
Ti ko ṣe atunṣe p
Afọwọkọ iwe afọwọkọ
imudara
wa ọna kan
ipa ọna ti a ṣe
ilana
Integration
dapọ fẹlẹfẹlẹ
Aṣiṣe iwọn / baramu
Iṣeduro iṣan-iṣẹ
Nikan cell omics: a titun asekale
Ni awọn ọdun aipẹ, ilana-ẹyọ-ẹyọ-ẹyọkan — wiwọn profaili ikosile ti ọkọọkan ẹgbẹẹgbẹrun awọn sẹẹli lọtọ - ti mu awọn omics si iwọn tuntun. Ni bayi, dipo “ifihan apapọ ti ara”, a le rii iru sẹẹli kọọkan laarin ara yẹn lọtọ. Agbara yii ṣafihan awọn ọfin tuntun: data naa ko fọnka pupọ (ọpọlọpọ awọn jiini ni awọn kika odo ni ọpọlọpọ awọn sẹẹli — yiyọ kuro), iwọn naa jẹ ẹgbẹẹgbẹrun awọn sẹẹli × ẹgbẹẹgbẹrun awọn jiini, ati pipin awọn iru sẹẹli jẹ pupọ julọ nipasẹ ikojọpọ. AI jẹ alagbara ni iṣelọpọ iṣupọ ati awọn ilana isamisi iru sẹẹli lori data sẹẹli kan; ṣugbọn o rii daju pẹlu awọn Jiini asami ti a mọ boya iṣupọ kọọkan jẹ iru sẹẹli gidi kan tabi ohun elo imọ-ẹrọ (fun apẹẹrẹ awọn sẹẹli ti o ku, awọn sẹẹli meji ti a mu papọ). Maṣe gba aami iru sẹẹli ti AI daba laisi ifẹsẹmulẹ awọn jiini asami ti iṣupọ yẹn ninu iwe gidi.
Imọran: Ninu itupalẹ sẹẹli-ẹyọkan, ti AI ba daba aami “T cell” kan si iṣupọ kan, ṣayẹwo fun ararẹ pe awọn asami T sẹẹli (fun apẹẹrẹ CD3) jẹ afihan gaan nitootọ ninu iṣupọ yẹn. Ti aami naa ko ba ni atilẹyin nipasẹ aami, o jẹ arosọ, kii ṣe ipari.
Awọn aṣiṣe ti o wọpọ
- Foju ọpọlọpọ atunṣe idanwo. Awọn akojọ swells pẹlu aise p-iye; padj yẹ ki o lo.
- Asise ipele ipa fun isedale. O yẹ ki o ṣayẹwo ni akọkọ pẹlu PCA.
- Ṣiṣe awọn pakà ayipada awọn nikan ami. Iyipada agbo giga le jẹ ṣinilọna ni ikosile kekere, awọn jiini alariwo.
- Gbigba ipa ọna ti a ṣe / GO idanimọ. Gbogbo idanimọ gbọdọ jẹri ni ibi ipamọ data.
- Underestimating awọn ayẹwo iwọn. Agbara iṣiro jẹ kekere ni apẹrẹ 2 nipasẹ 2; Awọn abajade yẹ ki o tumọ pẹlu iṣọra.
Ni soki
Itupalẹ Omics n ṣiṣẹ pẹlu iwọn-giga, data ariwo, ati AI mu data yii pọ si nipa ṣiṣe ayẹwo rẹ, kikọ awọn iwe afọwọkọ, ati awọn ilana isamisi. Ṣugbọn atunṣe idanwo pupọ ni ikosile iyatọ, iṣakoso ipele pẹlu PCA ati iṣeduro orisun ni imudara jẹ pataki. Multi-omics Integration jẹ alagbara sugbon sinilona; Ṣayẹwo abajade kọọkan pẹlu aitasera ti ibi, ni akiyesi iwọn ati awọn iyatọ ariwo ti awọn fẹlẹfẹlẹ.
Ohun elo iṣẹ-ṣiṣe
Wa matrix kika RNA-seq ti o wa ni gbangba (fun apẹẹrẹ lati GEO). Jẹ ki AI kọ iwe afọwọkọ onínọmbà kan pẹlu awoṣe “ṣiṣan iṣẹ DESeq2” ati ṣayẹwo ni koodu pe atunṣe idanwo pupọ ti lo ni otitọ. Lẹhinna beere AI fun asọye imudara ati rii daju gbogbo awọn ID ipa-ọna ti o pada ni ọkọọkan lodi si data data KEGG tabi GO; Ṣe akiyesi iye melo ni gidi.
akojọ ayẹwo
- [] Mo lo padj (atunse) ni itupalẹ iyatọ, kii ṣe p-iye aise.
- [] Mo ṣayẹwo ipa ipele pẹlu PCA ati fi kun si awoṣe ti o ba jẹ dandan.
- [] Mo tumọ awọn Jiini pẹlu iyipada agbo giga ṣugbọn ikosile kekere pẹlu iṣọra.
- [] Mo ti wadi kọọkan ipa ọna/GO ID lodi si awọn gidi database.
- [] Mo ṣe iṣiro agbara iṣiro ti iwọn ayẹwo.
- [] Mo pin awọn itakora-ọpọ-omics si awọn okunfa ti isedale ati imọ-ẹrọ.