如何找到标记基因在细胞集群

成千上万的细胞生物样品都是不同的,可以单独分析,细胞通过细胞。基于他们的基因活性,它们可以分为集群。但基因特别给定集群的特征,即它的“标记基因”是什么?一个名为协会策划的新统计方法促进这些标记基因的测定和分析。

哪些基因是特定为特定的细胞类型,即“马克”他们的身份?随着数据集的大小现在回答这个问题通常是具有挑战性的。通常,标记基因只是基因被发现在特定的细胞群。然而,更多的基因可能是一个特定的细胞类型的特征但仍未被发现的。

“协会的情节(APL)”,一种新的统计方法在细胞集群可视化基因活动使它更容易找到自己的标记基因。给定的情节比较基因的活动与其他集群的集群数据集。此外,他们可以很容易地看到哪些基因与其他集群共享。

“协会情节不仅使我们能够识别新的标记基因。反过来也是成立的,我们能够匹配的不明身份的细胞类型的数据集,根据提供的列表标记基因,“说Elzbieta Gralinska马克斯-普朗克研究所的分子遗传学在柏林。

马丁Vingron的生物在这个团队工作,开发技术,展示了其功能在两个公开的数据集,并公布结果。此外,APL已经发布的免费模块统计环境r . APL包允许研究人员直观地检查他们的单细胞数据并选择单个基因与光标学习更深入的细节。

分析和分组单个细胞

为什么要在第一时间识别标记基因?现代测序技术能够解释个体在单个细胞RNA分子。从血液样本,例如,每个单元可以被分离和细胞的rna样品可以解码。这些单细胞数据代表了活跃的基因转录成RNA分子。

优势:苦思的细胞类型而不是一个特定的RNA属于,这可以追溯到其起源的细胞。缺点:测序成千上万的每一个细胞中rna的成千上万的细胞产生的大量的数据。

出路之一是根据细胞RNA含量。“单细胞数据是由野生的许多不同的细胞类型。我们感兴趣的细胞相同的细胞类型,都应该有类似的表现,”马丁Vingron解释道。因此,它是有意义的组细胞计算相似,他说。“对我们来说,标记定义一个细胞类型的基因。”

探索细胞集群交互

利用白细胞的公开数据,研究小组证明新算法是如何工作的。许多不同类型的白细胞t细胞、b细胞、单核细胞都是在单独的集群分组。研究人员证实已知的标记基因,能够表明近亲中血细胞也分享相似的基因活动。

“每个标记基因与APL我们发现可能已经发现了至少一个其他现有方法的识别标记基因,“Gralinska说。但APL的现有算法的优点是它的图形表示的结果,她说。“现有工具提供长列表的基因和评分值。通常,用户通过列表和停止在任意切断,”Gralinska说。

相比之下,新方法提供了一种方法来可视化这些基因,点击每一个,仔细看看它的活动,她说。“我们不只是提供列表的标记基因,我们允许用户查看这些基因是如何表现的,”研究人员说。与协会的阴谋”,他们可以深入他们的数据来了解更多关于每个细胞类型。“另外,她说,很容易分解的生物作用最有趣的基因通过基因本体术语富集分析后续步骤,APL兼容的软件——她认为“一个非常有用的功能。”

底层的数学模型

包含活动在基因信息的高维数据不能代表视觉上没有信息丢失。这同样适用于集群数据,所有这些复杂的分析。“我们的技巧是,我们考虑更多的不仅仅是两个或三个维度,但最终创建一个二维图,“Gralinska说。

协会情节来源于数学技术,同时嵌入基因和细胞常见,高维空间。测量给定细胞基因和集群之间的距离在这个空间导致双值反映了给定集群和协会的基因给洞察其协会其他集群。

“APL的一个缺点是,我们依靠pre-clustered数据,这意味着我们必须依靠其他技术集群,”马丁Vingron说。“尽管如此,我们希望我们的新方法将发现许多新用户。我们发现一个视觉和互动过程简单地使一个更好的分析。”

参考:Gralinska E、C科尔,Sokhandan Fadakar B, Vingron m .可视化提供集群范围内的基因从单细胞转录组数据使用协会的阴谋。J杂志。2022,434 (11):167525。doi:10.1016 / j.jmb.2022.167525

本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。