Method Article

Tres métodos de análisis de expresión diferencial para la secuenciación de ARN: limma, EdgeR, DESeq2

DOI:

10.3791/62528

September 18th, 2021

In This Article

Summary

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Se proporcionó un protocolo detallado de métodos de análisis de expresión diferencial para la secuenciación de ARN: limma, EdgeR, DESeq2.

Abstract

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La secuenciación de ARN (RNA-seq) es una de las tecnologías más utilizadas en transcriptómica, ya que puede revelar la relación entre la alteración genética y los procesos biológicos complejos y tiene un gran valor en el diagnóstico, pronóstico y terapéutica de tumores. El análisis diferencial de los datos de RNA-seq es crucial para identificar transcripciones aberrantes, y limma, EdgeR y DESeq2 son herramientas eficientes para el análisis diferencial. Sin embargo, el análisis diferencial RNA-seq requiere ciertas habilidades con el lenguaje R y la capacidad de elegir un método apropiado, que falta en el currículo de la educación médica.

Aquí, proporcionamos el protocolo detallado para identificar genes expresados diferencialmente (DEG) entre el colangiocarcinoma (CHOL) y los tejidos normales a través de limma, DESeq2 y EdgeR, respectivamente, y los resultados se muestran en gráficos de volcanes y diagramas de Venn. Los tres protocolos de limma, DESeq2 y EdgeR son similares pero tienen diferentes pasos entre los procesos del análisis. Por ejemplo, se utiliza un modelo lineal para la estadística en limma, mientras que la distribución binomial negativa se utiliza en edgeR y DESeq2. Además, los datos de recuento normalizado de RNA-seq son necesarios para EdgeR y limma, pero no son necesarios para DESeq2.

Aquí, proporcionamos un protocolo detallado para tres métodos de análisis diferencial: limma, EdgeR y DESeq2. Los resultados de los tres métodos se superponen en parte. Los tres métodos tienen sus propias ventajas, y la elección del método solo depende de los datos.

Introduction

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La secuenciación de ARN (RNA-seq) es una de las tecnologías más utilizadas en transcriptómica con muchas ventajas (por ejemplo, alta reproducibilidad de datos), y ha aumentado drásticamente nuestra comprensión de las funciones y dinámicas de procesos biológicos complejos1,2. La identificación de transcripciones aberrantes bajo diferentes contextos biológicos, que también se conocen como genes expresados diferencialmente (DEG), es un paso clave en el análisis de ARN-seq. RNA-seq permite obtener una comprensión profunda de los mecanismos moleculares relacionados con la patogénesis y las funciones biológicas. Por....

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Protocol

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NOTA: Abra el programa R-studio y cargue el archivo R "DEGs.R", el archivo se puede adquirir desde Archivos suplementarios / Scripts.

1. Descarga y preprocesamiento de datos

  1. Descargue los datos de recuento de secuenciación de alto rendimiento (HTSeq) de colangiocarcinoma (CHOL) del Atlas del Genoma del Cáncer (TCGA). Este paso se puede lograr fácilmente con el siguiente código R.
    1. Haga clic en Ejecutar para instalar paquetes de R.
    2. Haga clic en Ejecutar para cargar paquetes de R.
      if(!requireNamespace("BiocManager", quietly=TRUE))
      + install.packages("BiocManager")
      BiocMana....

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Results

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Existen diversos enfoques para visualizar el resultado del análisis de expresión diferencial, entre los que se utilizan particularmente la gráfica del volcán y el diagrama de Venn. limma identificó 3323 DEGs entre el CHOL y los tejidos normales con el |logFC|≥2 y adj. P.Val <0,05 como umbrales, entre los cuales 1880 fueron regulados a la baja en los tejidos CHOL y 1443 fueron regulados al pie(Figura 1a). Mientras tanto, edgeR identificó los 1578 DEG regulados a la baja y 3121 DEG regulado.......

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Discussion

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Las abundantes transcripciones aberrantes en los cánceres se pueden identificar fácilmente mediante el análisis diferencial de ARN-seq5. Sin embargo, la aplicación del análisis de expresión diferencial RNA-seq a menudo está restringida, ya que requiere ciertas habilidades con el lenguaje R y la capacidad de elegir métodos apropiados. Para abordar este problema, proporcionamos una introducción detallada a los tres métodos más conocidos (limma, EdgeR y DESeq2) y tutoriales para aplicar el análisis d.......

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Disclosures

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El manuscrito no ha sido publicado antes y no está siendo considerado para su publicación en otro lugar. Todos los autores han contribuido a la creación de este manuscrito para un contenido intelectual importante y han leído y aprobado el manuscrito final. Declaramos que no hay conflicto de intereses.

Acknowledgements

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Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (Subvención No. 81860276) y los Proyectos clave del Fondo Especial del Programa Nacional de I + D Clave (Subvención No. 2018YFC1003200).

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Rversión 3.6.2software libre
Rstudiosoftware libre

References

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  1. Tambonis, T., Boareto, M., Leite, V. B. P. Differential Expression Analysis in RNA-seq Data Using a Geometric Approach. Journal of Computational Biology. 25, 1257-1265 (2018).
  2. Wang, Z., Gerstein, M., Snyder, M. RNA-Seq: a revolutionary tool for transcriptomic....

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RNA SequencingDifferential ExpressionLimma MethodEdgeR MethodDESeq2 MethodCholangiocarcinoma AnalysisDifferentially Expressed GenesVolcano PlotVenn DiagramGene Expression Analysis

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