Awọn anfani:
- Agbara lati loye iṣoro lafiwe pupọ ati pẹlu FDR (oṣuwọn wiwa eke) atunse ninu itupalẹ
- Agbara lati ṣe iyatọ awọn iṣiro ati pataki ti ẹkọ nipa ṣiṣe iṣiro p-iye ati iwọn ipa (iyipada folda log2) papọ
- Agbara lati ṣe idanimọ ati yago fun awọn ẹgẹ data iwọn-giga gẹgẹbi ipa ipele ati fo idii
Ọrọ naa “omics” ṣapejuwe awọn isunmọ ti o wọn gbogbo kilasi ti awọn ohun elo inu sẹẹli kan: genomics (gbogbo DNA), transcriptomics (gbogbo RNA / ikosile pupọ), proteomics (gbogbo awọn ọlọjẹ), metabolomics (gbogbo awọn ohun elo kekere). Ẹya ti o wọpọ ti awọn wiwọn wọnyi ni iwọn giga wọn: ẹgbẹẹgbẹrun tabi paapaa ẹgbẹẹgbẹrun awọn oniyipada (awọn Jiini, awọn ọlọjẹ) ni wọn ni iwọn kanna ni apẹẹrẹ kan, ṣugbọn nọmba awọn ayẹwo jẹ igbagbogbo kekere (fun apẹẹrẹ awọn alaisan 20). Ipo “ọpọlọpọ awọn oniyipada, awọn apẹẹrẹ diẹ” jẹ orisun ti awọn italaya alailẹgbẹ si isedale ati awọn agbegbe nibiti AI le ṣe iranlọwọ julọ.
Ninu ẹyọ yii, a yoo jiroro lori itupalẹ ikosile iyatọ (wiwa awọn jiini ti ikosile wọn yipada ni pataki laarin awọn ẹgbẹ meji) ati ipa ti oye atọwọda ninu ṣiṣan iṣẹ yii nipasẹ apẹẹrẹ ti transcriptomics (RNA-seq).
Iṣoro akọkọ ti data onisẹpo giga
Ti o ba ṣe idanwo ẹgbẹẹgbẹrun awọn Jiini ni ẹẹkan, iwọ yoo rii awọn jiini ti o dabi “pataki” nipasẹ aye, paapaa ti ko ba si awọn iyatọ gidi. Ti o ba ṣe idanwo awọn jiini 20,000 pẹlu ala 5% aṣiṣe, ~ 1,000 awọn jiini le jẹ “pataki” nipasẹ aye. Eyi ni a pe ni iṣoro lafiwe pupọ ati pe o jẹ ọfin to ṣe pataki julọ ti itupalẹ omics. Ojutu ni lati ṣe atunṣe awọn iye p-fun apẹẹrẹ iṣiro FDR - oṣuwọn wiwa eke pẹlu ọna Benjamini-Hochberg). AI ṣe iranlọwọ pupọ ni ṣiṣe alaye ero yii ati kikọ koodu to tọ; ṣugbọn o jẹ ojuṣe rẹ lati ranti lati lo atunṣe naa.
Imọran: Ti o ba rii nọmba kan bii “awọn Jiini 3,000 ti yipada ni pataki” ninu abajade omics kan, ma bẹru. Eyi nigbagbogbo jẹ ami kan pe atunṣe lafiwe pupọ ko ti ṣe. Atokọ ojulowo yoo jẹ mewa si ọpọlọpọ awọn jiini ọgọrun ni idanwo ti a ṣe apẹrẹ daradara.
RNA-seq iyatọ ikosile: igbese nipa igbese
- Awọn iṣiro aise: Tabili ti o ni iye kika melo ni o ṣubu ni ayẹwo kọọkan fun jiini kọọkan.
- Didara ati sisẹ: Jabọ awọn jiini pẹlu ikosile kekere pupọ.
- Iṣe deede: Iyatọ iwọn ile-ikawe ti o tọ laarin awọn ayẹwo (nọmba iro kii ṣe afiwera).
- Awoṣe iṣiro: Iyatọ ẹgbẹ idanwo pẹlu DESeq2 tabi EdgeR (awọn ile-ikawe R) tabi pyDESeq2 ni Python.
- Atunse lafiwe pupọ: Ṣe iṣiro FDR; nigbagbogbo iloro ti FDR <0.05.
- Iwọn ipa: Ṣe iṣiro pẹlu log2 iyipada agbo: iye igba ti ikosile naa pọ si / dinku.
- Ọrọìwòye: Darapọ mọ awọn jiini pataki pẹlu awọn ipa ọna ibi.
Oríkĕ itetisi 3-6. O ṣe koodu awọn igbesẹ, ṣe alaye awọn imọran, o si ṣe iranlọwọ fun ọ lati tumọ iṣẹjade. Bibẹẹkọ, awoṣe ko le sọ “aini wo ni o yipada” laisi ri data aise rẹ; Awọn koodu ati awọn iṣiro sọ eyi fun ọ.
Awọn awoṣe kiakia idakọ
Ipa: Iwọ ni oluranlọwọ itupalẹ transcriptomic. Ọrọ: Mo ni tabili kika aise RNA-seq (CSV) lati iṣakoso 12, awọn ayẹwo itọju 12. Iṣẹ-ṣiṣe: Ṣe atokọ awọn igbesẹ ti itupalẹ ikosile iyatọ pẹlu pyDESeq2, ṣalaye idi ti igbesẹ kọọkan jẹ pataki. Gbero akọkọ, koodu keji. Rii daju pe o ni atunṣe lafiwe pupọ.
Iṣẹjade onínọmbà mi ṣe afihan awọn jiini 4,200 bi “p<0.05”. Kini idi ti eyi le jẹ ifura? Ṣe alaye atunṣe lafiwe pupọ (Benjamini-Hochberg FDR) ati fun koodu Python ti o ṣe sisẹ to tọ.
Kọ koodu ti o fa idite onina lati tabili abajade ikosile iyatọ mi (aini, log2FC, awọn ọwọn padj). Ṣe awọ awọn jiini pẹlu FDR<0.05 ati |log2FC|>1, ṣe aami si oke 10.
Bawo ni MO ṣe ṣe itupalẹ atokọ jiini pataki yii fun imudara ipa ọna? Ṣe alaye gseapy tabi g:Profiler awọn igbesẹ. Ma ṣe beere idi ti o daju ninu asọye, lo ede ibamu. Akojọ Gene: [akojọ]
Ailagbara kiakia / Alagbara kiakia
Alailagbara: "Sọ fun mi iru awọn Jiini ṣe pataki ni ikore RNA-seq."
Alagbara: "Mo ni pyDESeq2 o wu lati iṣakoso 12, awọn ayẹwo itọju 12: tabili pẹlu jiini, log2FoldChange, awọn ọwọn padj. Fun koodu ti o ṣe apejuwe awọn Jiini pataki pẹlu awọn ipele ti FDR <0.05 ati | log2FC|> 1, ṣe iroyin awọn nọmba wọn, ati awọn ipo 20 awọn Jiini ti o lagbara julọ nipasẹ iwọn ipa.
Iyatọ: Itọkasi ti o lagbara ni awọn ọwọn ti o wu jade, awọn ala ati ibeere afọwọsi. Awoṣe naa ṣe ilana data rẹ dipo ti ipilẹṣẹ orukọ jiini ti a ṣe.
mẹta mini igba
Ọran 1 - Ajalu laisi atunṣe: Ẹgbẹ kan rii awọn jiini 3,800 “pataki” pẹlu p<0.05 laisi atunṣe ati firanṣẹ si atẹjade kan. Nigbati agbẹjọro naa beere fun atunṣe FDR, atokọ naa lọ silẹ si awọn Jiini 47. Ti itetisi atọwọda ti ṣafikun koodu Benjamini-Hochberg lati ibẹrẹ, iruju yii kii yoo ti ṣẹlẹ. Ẹkọ: atunṣe kii ṣe idunadura.
Ọran 2 - Ipa ipele: Ninu iwadi kan, awọn ayẹwo ni a ṣe ilana ni awọn ọjọ oriṣiriṣi meji. Ohun ti wọn ro pe iyatọ “alaisan vs. iṣakoso” jẹ iyatọ “ọjọ 1st vs. 2nd ọjọ” (ipa ipele: iyatọ imọ-ẹrọ nitori ẹgbẹ iṣapẹẹrẹ). AI ṣe iranlọwọ fun igbo jade ifihan agbara apanirun nipa didaba fifi oniyipada ipele kun awoṣe (~ ipele + ipo ninu agbekalẹ awoṣe).
Ọran 3 - Aibikita iyipada agbo: Ọmọ ile-iwe kan sọ “pataki julọ” jiini kan ti ikosile rẹ yipada nipasẹ 2% ṣugbọn wọn wọn lati jẹ iduroṣinṣin pupọ, o kan nipa wiwo p-iye. Lakoko ti iwọn ipa (log2FC) ti fẹrẹẹ jẹ odo; iṣiro iṣiro kii ṣe pataki ti ibi. Awoṣe ṣe alaye iyatọ yii o si daba wiwo rẹ pẹlu aworan onina.
Lafiwe tabili: wípé Erongba
ero
Itumo
Kini idi ti o ṣe pataki?
p-iye
Awọn iṣeeṣe ti awọn iyato jije a lasan
nikan le jẹ sinilona
FDR (padj)
Oṣuwọn aṣiṣe atunṣe ni idanwo pupọ
Idiwọn eke rere
log2 agbo ayipada
Iwọn ipa
Tọkasi ti ibi lami
ipa ipele
Imọ ipele iyato
Ṣẹda iro ifihan agbara
deede
Inter-ayẹwo asekale atunse
Mu ki lafiwe itẹ
Awọn aṣiṣe ti o wọpọ
- Rekọja atunṣe lafiwe pupọ: Aṣiṣe ti o wọpọ julọ ati pataki julọ.
- Kan wo p-iye: Rii daju lati ro iwọn ipa (log2FC) papọ.
- Ko pẹlu ipa ipele ninu awoṣe: Aṣiṣe iyatọ imọ-ẹrọ fun iyatọ ti ibi.
- Ngbagbe deede: Ṣe afiwe awọn nọmba aise taara.
- Ede idi: Wipe "Apilẹṣẹ yii nfa arun"; Awọn data Omics ṣe afihan ibaramu, idinamọ nilo idanwo afikun.
Išọra: Ninu data iwọn-giga, “pataki ni iṣiro” ati “pataki nipa biologically” jẹ ohun ti o yatọ meji. Akojọ apilẹṣẹ ti a ṣe nipasẹ itetisi atọwọda jẹ arosọ akọkọ; Jiini oludije kọọkan ko yẹ ki o gbero ni pataki laisi ijẹrisi nipasẹ ọna ominira (qPCR, wiwọn amuaradagba).
Idinku iwọn ati iṣakoso didara
Ohun akọkọ lati ṣe ni data iwọn-giga ni lati rii eto gbogbogbo ti awọn apẹẹrẹ. PCA (itupalẹ paati akọkọ: idinku ẹgbẹẹgbẹrun awọn oniyipada sinu awọn aake akopọ diẹ ati fifi wọn han ni awọn iwọn 2) jẹ ohun elo boṣewa fun eyi. Ti awọn ẹgbẹ ti o reti (Iṣakoso/itọju) ti yapa ninu chart PCA, o dara; ṣugbọn ti awọn ayẹwo ba jẹ iṣupọ nipasẹ “ti a ṣe ilana ọjọ” dipo ẹgbẹ, eyi jẹ ikilọ ipa ipele kan. Aworan kanna tun fihan lẹsẹkẹsẹ apẹẹrẹ ti o jade (kuna) kan.
Fa PCA lati tabili ikosile deede mi (jiini ila, ayẹwo iwe). Awọn ayẹwo awọ nipasẹ ẹgbẹ (iṣakoso / itọju), apẹrẹ nipasẹ ipele processing. Ọrọìwòye lori boya ipa ipele kan tabi ilana itujade ni a rii ninu iyaya naa.
Igbesẹ heuristic yii n ṣe awakọ iyokù ti itupalẹ: o dara lati yẹ alaja ni kutukutu ju ki o jafara awọn oṣu lori abajade asan.
Awọn data sẹẹli ẹyọkan: iwọn tuntun
Ni awọn ọdun aipẹ, titele RNA sẹẹli-ẹyọkan (ẹyin-ẹyin RNA-seq: wiwọn profaili ikosile ti ẹgbẹẹgbẹrun awọn sẹẹli kọọkan) ti di ibigbogbo. Nibi data n paapaa tobi sii: ẹgbẹẹgbẹrun awọn sẹẹli, ẹgbẹẹgbẹrun awọn jiini kọọkan. Awọn irinṣẹ bii Scanpy (Python) ṣe ilana data yii; awọn sẹẹli iṣupọ ati ṣe idanimọ awọn iru sẹẹli. AI kọ koodu fun ṣiṣiṣẹsẹhin iṣẹ yii, ṣugbọn nomenclature ti ibi ti awọn iru sẹẹli (boya iṣupọ kan jẹ “T cell” tabi “macrophage”) da lori awọn jiini asami ati imọ-iwé. Rii daju lati jẹrisi aami iru sẹẹli ti awoṣe ti o fi si iṣupọ pẹlu awọn ami ami ti a mọ; Eyi jẹ igbesẹ ti a ko loye julọ julọ ni itupalẹ sẹẹli kan.
Ṣii data ati atunṣe
Pupọ awọn ijinlẹ omics ṣe agbejade data wọn si awọn ibi ipamọ ti gbogbo eniyan: GEO (Gene Expression Omnibus) ati ArrayExpress fun ikosile pupọ, SRA (Ile-ipamọ Ka-tẹle) fun awọn ilana aise, PRIDE fun awọn ọlọjẹ. Eyi ṣe pataki ki awọn miiran le rii daju awọn abajade rẹ ati ki o le tun ṣe itupalẹ data lati awọn ẹkọ miiran. AI le kọ koodu (pẹlu awọn irinṣẹ bi GEOparse) ti o ṣe igbasilẹ ati ṣeto data lati nọmba iforukọsilẹ GEO (fun apẹẹrẹ nọmba GSE); Ṣugbọn rii daju lati ka ati jẹrisi apẹrẹ ti data ti o gba lati ayelujara (awọn ẹgbẹ melo, awọn atunwi melo, eyiti ilana) lati igbasilẹ atilẹba. Ti awoṣe ba nperare lati "ranti" apẹrẹ ti iwadi kan, eyi jẹ fere nigbagbogbo amoro ti o nilo lati jẹrisi.
Ni soki
Awọn data Omics ṣe iwọn ẹgbẹẹgbẹrun awọn oniyipada ni iwọn ayẹwo kekere; Eyi ṣẹda awọn ẹgẹ ti awọn afiwera pupọ, awọn ipa ipele, ati itumọ apọju. Oye atọwọda; O kọ koodu naa fun itupalẹ ikosile iyatọ, ṣalaye awọn imọran, ati iranlọwọ fun ọ lati tumọ awọn abajade. Sibẹsibẹ, o jẹ ojuṣe rẹ lati lo atunṣe FDR, ṣe iṣiro iwọn ipa, ati yago fun ede ti idi. Awọn Jiini oludije jẹ awọn idawọle titi ti a fi rii daju nipasẹ ọna ominira.
Ohun elo iṣẹ-ṣiṣe
Gba tabi ṣẹda apẹẹrẹ tabili awọn abajade ikosile iyatọ (gen, log2FC, padj). Ṣe koodu AI kọ ti o ṣe asẹ nipasẹ FDR<0.05 ati |log2FC|>1, ṣe ijabọ nọmba awọn jiini pataki, ti o si ṣe agbekalẹ awọn aworan onina. Ṣiṣe koodu naa. Lẹhinna jẹ ki awoṣe ṣe iṣiro iye awọn Jiini yoo han “pataki” ti atunṣe ko ba ti ṣe, ki o tumọ iyatọ naa.
akojọ ayẹwo
- [] Mo lo atunṣe lafiwe pupọ (FDR).
- Mo ṣe iṣiro iwọn ipa (log2FC) bakanna bi [] p-iye.
- [] Mo ṣayẹwo ipele/awọn oniyipada imọ-ẹrọ.
- [] Emi ko foju ipele isọdọtun.
- [] Mo lo ede ti ibamu ju idii.
- [] Mo samisi awọn jiini oludije bi awọn idawọle ti o nilo lati jẹrisi.