Awọn anfani:
- Agbara lati loye iṣan-iṣẹ RNA-seq, itupalẹ ikosile iyatọ ati atunṣe idanwo pupọ (FDR) ati ni oye itetisi atọwọda gbejade koodu itupalẹ idaniloju
- Agbara lati ṣe itumọ asọye awọn abajade imudara ipa-ọna ni iṣiro ati biologically
- Agbara lati lo ibawi ti ṣiṣayẹwo awọn arosinu iṣiro ati awọn ọfin idanwo pupọ ati ni idaniloju idaniloju pataki ti ibi.
"Omics" jẹ orukọ apapọ fun awọn isunmọ ti o wọn gbogbo awọn ohun elo ti sẹẹli tabi tisọ papọ: genomics (gbogbo DNA), transcriptomics (gbogbo RNA / ikosile), awọn ọlọjẹ (gbogbo awọn ọlọjẹ), metabolomics (gbogbo awọn metabolites). Data yii tobi - idanwo RNA-seq kan pẹlu awọn wiwọn ti ẹgbẹẹgbẹrun awọn jiini. Ninu ẹyọkan yii, iwọ yoo kọ ẹkọ bii o ṣe le lo oye atọwọda (AI) bi oluranlọwọ ninu itupalẹ omics ti o kọ koodu, yan awọn iṣiro, ati awọn asọye itumọ ti ibi; ṣugbọn iwọ yoo kọ idi ti o gbọdọ rii daju iṣiro ati abajade ti ibi.
Ikilọ pataki: Ni Omics, awọn aṣiṣe ti o lewu julọ jẹ iṣiro ati airi. AI le kọ koodu ti o kọja atunṣe lafiwe pupọ (isalẹ), yan idanwo ti ko tọ, tabi ṣe agbejade awọn atokọ jiini “rere eke”. Ni afikun, AI le ṣe awọn iṣeduro ti ẹda bii “jiini yii pọ si ni arun yẹn” laisi orisun eyikeyi. Ọna ti o tọ: lati ṣe itupalẹ pẹlu executable, koodu ifọwọyi ati jẹrisi ẹtọ ti ibi kọọkan ninu awọn iwe.
Awọn agbekale ipilẹ
- Ikosile: Elo ni a tumọ si RNA; odiwon ti "akitiyan".
- Ikosile iyatọ (DE): Awọn Jiini ti ikosile wọn yipada ni pataki laarin awọn ẹgbẹ meji (fun apẹẹrẹ, alaisan / ilera).
- p-iye: Awọn iṣeeṣe ti a iyato ni a lasan; ti o ba jẹ kekere, iyatọ ni a kà si "pataki".
- Atunse lafiwe pupọ: Nigbati a ba wo ẹgbẹẹgbẹrun awọn jiini ni akoko kanna, ni ayeraye awọn kan yoo wa ti o jẹ “pataki”. Lati ṣatunṣe eyi, awọn ọna bii FDR (oṣuwọn wiwa eke) / Benjamini-Hochberg ni a lo. Ti atunṣe yii ba yọkuro, awọn ọgọọgọrun awọn awari eke yoo dide.
- log2 paarọ (log2FC): Logarithm ti ipin ikosile ti jiini laarin awọn ẹgbẹ meji si ipilẹ 2; +1 tumo si ilosoke meji, -1 tumo si idinku ni ilopo meji.
- Imudara ipa ọna: Wiwa ninu eyiti awọn ipa ọna ti ibi (fun apẹẹrẹ pipin sẹẹli, ajesara) awọn jiini ti o yipada ti wa ni idojukọ; Awọn aaye data bii GO ati KEGG ni a lo.
- Ipa ipele: Iyatọ spurious ti kii ṣe ti ẹda ti o dide lati awọn ayẹwo sisẹ ni awọn ọjọ oriṣiriṣi / awọn ẹrọ.
Igbesẹ nipasẹ igbese: Itupalẹ omics agbara AI
1. Ṣe alaye apẹrẹ idanwo ati ibeere. Awọn ayẹwo melo, awọn ẹgbẹ melo, awọn atunwi melo? Ṣe agbara iṣiro to? Ṣe alaye apẹrẹ si AI.
2. Yan ọpa / ọna ti o yẹ pẹlu AI. Fun RNA-seq, yan awọn ọna boṣewa bii DESeq2/edgeR (awọn idii iṣiro ti a ṣe apẹrẹ fun kika data); Lo awọn ọna ti a fihan dipo iṣiro ti AI “ṣe”.
3. Ṣiṣe koodu naa ki o ṣayẹwo awọn abajade agbedemeji. Maṣe tẹsiwaju si itupalẹ DE laisi isọdọtun, iṣakoso ipa ipele, awọn igbero didara (PCA).
4. Fi agbara mu atunse lafiwe pupọ. Awọn abajade àlẹmọ nipasẹ iye atunṣe (padj/FDR), kii ṣe iye p-aise.
5. Jẹrisi itumọ ti ibi ni awọn iwe-iwe. Itumọ igbejade imudara ipa ọna pẹlu AI, ṣugbọn jẹrisi ibeere kọọkan ni orisun.
Imọran: Ninu itupalẹ DE, wo didara ati apapọ awọn aworan ipa ni akọkọ. Ti awọn ayẹwo ba jẹ iṣupọ nipasẹ ọjọ ti wọn ṣe ilana kuku ju nipasẹ ẹgbẹ ti ibi, pupọ julọ awọn jiini “pataki” ti o rii jẹ awọn ipa akopọ, kii ṣe isedale gidi.
mẹta mini igba
Ọran 1 - p-iye ti ko ni atunṣe. Ọmọ ile-iwe ṣe idanwo awọn Jiini 20,000 pẹlu koodu ti AI kọ ati rii “awọn Jiini pataki 540.” Nigbati o ṣe ayẹwo koodu naa, o rii pe AI ti fo atunṣe lafiwe pupọ. Nigbati atunṣe FDR ti wa ni afikun, nọmba awọn jiini pataki ti dinku si 32. Laisi atunṣe, diẹ sii ju awọn jiini eke 500 yoo da lori itan naa.
Ọran 2 - Awọn ẹtọ ti ibi ti iṣelọpọ. Fun Jiini kan lori atokọ DE, oniwadi kan beere lọwọ AI “kini Jiini yii ṣe ninu arun yii?” o beere; AI ṣe alaye ilana idaniloju ati nkan naa. Nigbati o wa lori PubMed, o rii pe kii ṣe ẹrọ yẹn tabi nkan naa ko si. A yọ ẹtọ naa kuro ninu ijabọ naa.
Irú 3 - Ìmúdájú gba. Ọmọ ile-iwe PhD kan ṣe akiyesi pe awọn ayẹwo ni a pin nipasẹ ọjọ meji ni idite PCA. Beere lọwọ AI lati ṣafikun iyipada ipa ipele kan si koodu naa; Lẹhin atunṣe, atokọ jiini ti yipada patapata o si di pataki ni biologically. Laisi chart iṣakoso didara, abajade iro le ti ṣe atẹjade.
Apeere: sisẹ pẹlu atunse p-iye
pandas gbe wọle bi pd# jẹ ki tabili 'de' jẹ awọn abajade lati ọpa DE kan (DESeq2/edgeR): # awọn ọwọn: pupọ, log2FC, pvalue, padj (FDR-corrected) de = pd.read_csv ("de_results.csv") pataki = de [(de["padj") = 2 ("padj"] & FC 0 ). 1)] titẹjade ("Raw p <0.05:", (de["pvalue").
Iyatọ laarin aise ati nọmba atunṣe ṣe afihan idi ti awọn afiwera pupọ ṣe pataki.
Mẹrin daakọ awọn awoṣe
1) Eto itupalẹ ati yiyan ọna:
Ipa rẹ: oluranlọwọ bioinformatics. Ṣeto eto itupalẹ fun idanwo RNA-seq atẹle: [nọmba awọn ẹgbẹ, nọmba awọn ayẹwo/awọn atunwi, ibeere]. Ọpa boṣewa wo (DESeq2/edgeR) ni MO yẹ ki Emi yan ati kilode, kini awọn igbesẹ iṣakoso didara (PCA, ipa ipele) ni a nilo, bawo ni MO ṣe lo atunṣe lafiwe pupọ? Kọ igbese nipa igbese.
2) Awọn koodu + dandan sọwedowo:
Kọ koodu executable ti o ṣe itupalẹ DE wọnyi: [apejuwe]. Awọn koodu gbọdọ ni deede, Idite didara PCA, iṣakoso ipa ipele, ati atunṣe FDR (Benjamini-Hochberg). Ọrọìwòye kọọkan igbese. Àlẹmọ pẹlu atunse p-iye, ko aise p-iye.
3) Ọrọ asọye imudara ipa ọna:
Ṣe iranlọwọ itumọ awọn abajade imudara ọna fun atokọ ti awọn Jiini pataki: [akojọ/jade]. Ṣe alaye iru awọn ipa-ọna jẹ olokiki, ṣugbọn sọ fun mi ni orisun wo (GO, KEGG, nkan atunyẹwo ẹlẹgbẹ) lati jẹrisi ẹtọ ti ẹda kọọkan. Mechanism / article FITTING.
4) Iṣayẹwo iṣiro:
Ṣayẹwo koodu itupalẹ atẹle fun awọn aṣiṣe iṣiro: [koodu]. Ni pataki: yiyan idanwo ti ko tọ, yiyọkuro ti atunse lafiwe pupọ, ikojukọ ipa ipele, isodipupo ti ko to. Ṣe atokọ iṣoro kọọkan ti o rii ati atunṣe rẹ.
Ailagbara kiakia / Alagbara kiakia
Alailagbara: "Wa awọn jiini pataki ninu data RNA-seq yii."
Isoro: Ọna, iṣakoso didara, ati awọn afiwera pupọ ko ni pato; AI le fun atokọ ti o kun fun awọn idaniloju eke laisi atunṣe.
Alagbara: "Kọ koodu kan ti o ṣe itupalẹ DE fun data kika RNA-seq yii pẹlu ọgbọn DESeq2, pẹlu iṣakoso didara ati iṣakoso ipa pupọ pẹlu PCA, ati awọn asẹ pẹlu atunse FDR; sọ asọye ni igbesẹ kọọkan ki o ṣalaye idi ti o fi yan ọna yii.”
Kini idi ti o lagbara: Ọna naa jẹ boṣewa, didara ati atunṣe jẹ dandan, abajade jẹ iyẹwo.
Ewu
aami aisan
iṣọra
iro rere
Ju ọpọlọpọ awọn Jiini "itumọ".
FDR/ atunse lafiwe pupọ
apapọ ipa
Awọn ayẹwo ti wa ni akojọpọ nipasẹ ọjọ
PCA + ipele oniyipada
igbeyewo ti ko tọ
Idanwo deede lati ka data
Ọna ti o yẹ bi DESeq2/edgeR
ṣe soke isedale
Weldless siseto
Litireso ìmúdájú
insufficient agbara
1-2 atunṣe
To atunwi ni oniru
Awọn aṣiṣe ti o wọpọ
- Foju ọpọ atunse lafiwe. Aṣiṣe iṣiro ti o wọpọ julọ ati ipalara julọ.
- Fojusi ipa apapọ. O fun awọn eke ti ibi iyato.
- Nbere idanwo ti ko tọ lati ka data. RNA-seq nilo awọn ọna pataki.
- Gbigba awọn ẹtọ ti ibi laisi orisun. AI le ṣe awọn ilana ati awọn nkan.
- Generalizing pẹlu insufficient atunwi. Laisi agbara iṣiro, abajade ko ni igbẹkẹle.
Išọra: “Iṣiro ti o ṣe pataki” kii ṣe ohun kan naa pẹlu “pataki nipa biologically.” Iyipada agbo ti o kere pupọ ṣugbọn imọ-ẹrọ pataki le jẹ aibikita nipa biologically; Ni awọn ayẹwo nla ohun gbogbo le tan lati jẹ "pataki". Ṣe iṣiro log2FC ati p-iye papọ.
Ijinle: abẹlẹ ati awọn ọfin kika-meji ni imudara ipa ọna
Awọn abajade imudara ipa-ọna dale lori awọn arosinu meji ti o farapamọ ti ọpọlọpọ eniyan ko mọ, ati pe AI le dakẹjẹ fun wọn. Ni igba akọkọ ti isale/aṣayan agbaye: imudara ṣe afiwe eto “awọn Jiini ti o yipada” pẹlu eto “eyi ti awọn Jiini wo”. Ti o ba gba abẹlẹ lati gbogbo jiini ṣugbọn idanwo rẹ nikan ṣe iwọn panẹli àsopọ kan pato, awọn abajade yoo han ni “imudara” ni atọwọda. Ipilẹ ti o tọ jẹ awọn Jiini ti o le ṣe afihan / wiwọn ni idanwo naa. Ẹgbẹ kan rii “imudara ti o ṣe pataki pupọ ti ipa ọna ajẹsara” nipa ṣiṣapẹrẹ ipilẹṣẹ gbogbo jiini; Nigbati a ba tun ṣe itupalẹ naa pẹlu ẹhin ti o pe (awọn Jiini ti a ṣe iwọn), imudara naa sọnu — wiwa jẹ ohun-ara ọna.
Ẹlẹẹkeji, titobi ṣeto pupọ ati kika meji: awọn ọna ti o tobi pupọ ati gbogbogbo (fun apẹẹrẹ "awọn ilana iṣelọpọ", awọn ẹgbẹẹgbẹrun awọn jiini) han "pataki" ni fere gbogbo akojọ; kekere, awọn ipa ọna pato jẹ alaye diẹ sii. Ni afikun, nitori jiini kanna ni a rii ni awọn ipa ọna lọpọlọpọ, o jẹ ṣinilọna lati tọju awọn ipa ọna agbekọja bi ẹri ominira. Koko kẹta: ko ṣe afihan itọsọna ti imudara; Ona kan le ni idarato, ṣugbọn idaji awọn Jiini ti o wa ninu rẹ le pọ si ati idaji miiran le dinku. Lati wo eyi, o jẹ dandan lati ṣe ayẹwo lọtọ alaye itọnisọna (gẹgẹbi GSEA).
pakute
aami aisan
iṣọra
ti ko tọ lẹhin
Ohun gbogbo dabi idarato
Gba abẹlẹ awọn jiini tiwọn
Ọna gbogbogbo pupọ
"Metabolism" nigbagbogbo wa soke
Fojusi lori awọn ipa ọna kekere, pato
ilọpo meji
agbekọja awọn ipa ọna
Maṣe gba bi ẹri ominira
foo itọsọna
adalu gòkè / sokale
Iṣakoso itọnisọna pẹlu GSEA
Ni akojọpọ
- AI ni itupalẹ omics; jẹ oluranlọwọ ti o yan awọn ọna, kọ koodu, ati awọn asọye asọye; awọn iṣiro ati awọn ipinnu isedale gbọdọ jẹ idalare.
- Standard, awọn ọna ti a fihan (DESeq2 / EdgeR) yẹ ki o lo; Iṣakoso didara ati iṣayẹwo ipa apapọ ko yẹ ki o fo.
- Atunse lafiwe pupọ (FDR) jẹ dandan; awọn esi ti wa ni filtered pẹlu awọn atunse iye.
- Gbogbo ẹtọ ti ibi gbọdọ wa ni timo ninu awọn litireso; "pataki" yẹ ki o ṣe iyatọ si "pataki".
Ohun elo iṣẹ-ṣiṣe
Mu tabili awọn abajade DE apẹẹrẹ kan (tabi iwe data RNA-seq ti o ṣii). Ṣe afiwe awọn iṣiro jiini pataki ti o da lori iye p-aise ati atunse awọn iloro padj pẹlu snippet loke. Ọrọìwòye lori iyatọ ninu gbolohun kan. Lẹhinna beere fun itumọ imọ-jinlẹ pẹlu awoṣe 3 fun jiini ifihan ati ṣayẹwo ẹtọ naa funrararẹ ni PubMed.
akojọ ayẹwo
- [] Mo ṣe ayẹwo apẹrẹ idanwo ati agbara iṣiro.
- [] Mo ti yan boṣewa, ọna ti o rọrun.
- [] Mo ti ṣe PCA ati ipele ipa didara iṣakoso.
- [] Mo lo ọpọ lafiwe (FDR) atunse.
- [] Mo ṣe àlẹmọ awọn abajade pẹlu atunṣe p-iye.
- [] Mo timo awọn ti ibi nperare ni litireso.