이 보고서는 시계열 실험에서 얻은 대규모 데이터 세트를 분석하기 위해 오픈 소스 소프트웨어 RStudio의 R 스크립트를 사용하는 방법을 설명합니다.
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이 보고서는 시계열 실험에서 얻은 대규모 데이터 세트를 분석하기 위해 오픈 소스 소프트웨어 RStudio의 R 스크립트를 사용하는 방법을 설명합니다.
대규모 데이터 세트는 과학 분야에서 점점 더 보편화되고 있습니다. 연구자가 이러한 대규모 데이터 세트를 쉽게 분석할 수 있도록 사용자 친화적인 도구를 개발하는 것이 중요합니다. 여기에서는 오픈소스 소프트웨어 RStudio에서 R 스크립트를 사용하여 시계열 실험에서 얻은 대규모 데이터 세트를 분석하는 방법을 소개합니다. 이 방법은 사용자의 입력이 최소화되어 사전 R 지식이나 프로그래밍 경험이 없는 초보자도 사용할 수 있습니다. 여기와 R 스크립트에 설명된 자세한 지침은 사용자에게 메서드 사용 방법을 추가로 안내합니다. 입력 데이터와 출력 결과는 로컬 컴퓨터의 동일한 폴더에 저장되므로 언제 어디서나 분석을 수행할 수 있습니다. 출력 결과는 쉽게 해석할 수 있도록 폴더로 구성되며, 간행물용 그림을 생성하기 위해 편리하게 처리할 수 있습니다. 이 방법은 일주기 시계 데이터와 활성 산소종 버스트 데이터를 분석하는 데 성공적으로 사용되었으며, 둘 다 96웰 플레이트 형식의 시계열 실험에서 얻은 대규모 데이터 세트를 포함합니다. 우리는 이 방법이 시계열 실험을 통해 얻은 유사한 대규모 데이터 세트를 분석하는 데 있어 연구자에게 쉽고 강력한 솔루션을 제공한다고 믿습니다.
과학 분야에서 대규모 데이터 세트의 가용성이 높아짐에 따라 연구자가 이러한 대규모 데이터 세트를 정확하고 쉽게 신속하게 분석할 수 있도록 사용자 친화적인 도구를 개발하는 것이 중요합니다. 일반적인 대규모 데이터 세트의 한 가지 유형은 루시페라아제 유전자를 리포터로 사용하여 살아있는 세포와 유기체의 유전자 발현을 쉽고 지속적이며 비침습적으로 검사할 수 있게 해줍니다. 발광 기록의 자동화는 루시페라아제 발광 측정을 변화시켰고 특히 일주기 시계분야 1,2에서 데이터 수집의 확장으로 이어졌습니다. 96웰 마이크로플레이트와 스태커가 있는 자동 플레이트 리더를 사용하여 루시페라아제 유전자를 발현하는 수천 개의 샘플을 시계열로 개별적으로 분석할 수 있으며, 때로는 며칠 동안 1시간 간격으로 한 번의 실험에서 분석할 수 있습니다. 이러한 고처리량 실험은 손 샘플 수집 후 RNA 처리를 사용하는 전통적인 유전자 발현 실험으로는 달성할 수 없는 대규모 데이터 세트를 생산하는 결과를 가져왔습니다. 이러한 대규모 데이터 세트를 적시에 분석하는 것은 중요하지만 어려울 수 있습니다.
리듬성에 대한 데이터를 분석하는 도구가 많이 존재하지만, 많은 도구는 발광 리포터 발현 3,4,5,6,7이 아닌 동물 행동 기반 분석을 분석합니다(보충 표 S1). 일부 도구에서는 연구자가 Python 기술 또는 MATLAB에 대한 액세스와 같은 사전 컴퓨터 프로그래밍 기술을 보유해야 합니다. 다른 도구는 소프트웨어 구매가 필요하며 비용이 많이 들 수 있습니다. 실행 가능한 일부 무료 솔루션은 온라인에서 사용할 수 있습니다. 그러한 도구 중 하나는 리듬 데이터를 분석하는 다양한 방법을 제공하는 BioDare28입니다. BioDare2는 사용자 친화적인 온라인 도구이며 최소한의 계산 전문 지식이 필요합니다. 사용자는 추가 처리를 위해 입력된 데이터를 온라인으로 업로드하고 온라인 인터페이스에서 데이터 출력을 다운로드해야 합니다.
여기에서는 대규모 데이터 세트를 쉽게 분석할 수 있는 다양한 기능을 갖춘 사용자 친화적인 R 스크립트를 제시합니다. 우리는 R 및 Python용 인터페이스인 무료 오픈 소스 소프트웨어 RStudio9를 사용하여 스크립트를 실행합니다. RStudio는 Windows, Mac 및 Linux를 포함한 다양한 컴퓨터 시스템에서 사용할 수 있습니다. 이 보고서에서는 특히 프로토콜 섹션 1 및 2에서 R 스크립트를 사용하는 방법을 사용자에게 안내하는 자세한 단계별 지침이 제공됩니다. 이 방법을 사용하려면 사용자의 입력이 최소화됩니다. 사전 R 지식이 없고 프로그래밍 경험이 없는 초보자는 이 방법을 사용하여 루시페라아제 분석의 대규모 데이터 세트 또는 시계열 데이터가 있는 다른 유형의 데이터 세트를 분석할 수 있어야 합니다. 모든 입력 및 출력 데이터는 로컬 컴퓨터에 저장되므로 모든 관련 R 패키지를 처음으로 다운로드하면 인터넷 액세스의 제한 없이 어디서나 분석을 수행할 수 있습니다. 출력 데이터는 잘 구성된 폴더로 정렬되며 결과는 게시용으로 처리할 준비가 되어 있습니다. 통계 분석도 결과의 일부로 포함되어 샘플 간의 차이를 빠르게 평가할 수 있습니다. 따라서 R 방법은 대규모 데이터 세트를 분석하는 연구자에게 쉽고 강력한 솔루션을 제공할 수 있습니다.
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1. 루시페라제 기반 일주기 시계 분석
2. 루미놀 기반 ROS 분석
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사례 연구 1. 애기장대 묘목을 이용한 일주기 시계 활동에 대한 발광 분석
우리는 이전에 GLYCINE-RICH RNA-BINDING PROTEIN 7(GRP7) 유전자가 마스터 시계 단백질 CIRCADIAN CLOCK-ASSOCIATED 1(CCA1)에 의해 제어되고 GRP7의 일주기 발현이 야생형 GRP7 프로모터(pGRP7wt:LUC)의 제어 하에 루시페라아제 리포터를 발현하는 형질전환 Col-0 식물을 사용하여 식물 방어의 역할에 중요하다는 것을 보여주었습니다.21. 우리는 LUC_2025.R(프로토콜 섹션 1의 보충 파일 1)이라는 R 스크립트를 사용하여 대조 식물 CCA1:LUC/Col-0과 함께 이러한 형질전환...
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여기서는 RStudio에서 R 스크립트를 사용하여 96웰 형식 시계열 실험에서 얻은 대규모 데이터를 분석하기 위한 사용자 친화적인 방법을 제공합니다. 이 방법을 통해 ROS 분석 데이터 외에도 식물 묘목에서 포유류 세포 배양에 이르는 일주기 시계 활동을 측정하기 위해 시계열 실험에서 수천 개의 샘플에서 얻은 발광 기록 데이터를 빠르고 쉽게 분석할 수 있었습니다.
BioDare2는 일주기 데이터 분석에 매우 일반적으로 사용되는 무료 저장소입니다. BioDare2는 잘 만들어진 온라인 도구이지만 연구원은 데이터를 온라인에 업로드한 다음 각 분석 후 결과를 다운로드해야 합니다. 또한 데이터를 사용 가능한 형식으로 가져오기 위해 긴 데이터 레이블 지정 및 조작이 필요합니다. 여기에 설명된 R 메서드는 사용자 친화성을 향상시킬 수 있는 몇 가지 기능을 제공합니다. 첫째, 이 방법은 사용자의 입력을 최소화하면 됩니다. 작업 디렉토...
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저자는 공개할 이해 상충이 없습니다.
이 작업에 도움을 준 Lu 연구소 구성원들에게 감사드립니다. 처리되지 않은 데이터를 사용한 Min Gao와 Matthew Fabian, 그리고 이 R 스크립트를 만드는 데 도움을 주신 Benjamin Harris에게 감사드립니다. 사례 연구 2를 위해 포유류 세포의 발광 데이터를 제공한 Cincinnati Children's Hospital Medical Center의 John B. Hogenesch에게 감사드립니다. 이 방법을 개발하는 동안 도움이 되는 토론을 해주신 John B. Hogenesch, University of Edinburgh의 Andrew Millar, Smith College의 Mary Harrington에게도 감사드립니다. 이 작업은 국립과학재단, NSF 1456140 및 NSF 2223886의 Hua Lu에 대한 보조금으로 부분적으로 지원되었습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| R | R 프로젝트 | https://www.r-project.org/ | 온라인에서 다운로드할 수 있는 무료 오픈소스 플랫폼으로, 특히 통계 작성에 활용할 수 있습니다. |
| Rstudio | 포싯 소프트웨어 | https://posit.co/download/rstudio-desktop/ | R에 더 사용자 친화적인 접근을 위해 온라인에서 다운로드할 수 있는 무료 소프트웨어입니다. |
| 메타사이클 | 강우, 자비에 리, 매튜 칼루치, 론 아나피, 마이클 휴즈, 칼 코르나커, 존 호게네쉬 | https://cran.r-project.org/web/packages/MetaCycle/vignettes/implementation.html | MetaCycle 패키지의 ARSER 알고리즘은 클럭 매개변수, 주기, 위상 및 진폭을 평가하는 데 사용됩니다. |
| GGPLOT2 | 포싯 소프트웨어 | https://cran.r-project.org/web/packages/ggplot2/index.html | 특히 통계 그래픽을 위한 데이터 시각화를 생성합니다. |
| DPLYR | 포싯 소프트웨어 | https://cran.r-project.org/web/packages/dplyr/index.html | 효율적인 데이터 조작을 위한 기본 R 라이브러리입니다. |
| 마그리트르 | 포싯 소프트웨어 | https://cran.r-project.org/web/packages/magrittr/index.html | 코드 가독성을 높이고 데이터 연산의 보다 자연스러운 흐름을 촉진하는 연산자 세트를 제공합니다. |
| 스트링어 | 포싯 소프트웨어 | https://cran.r-project.org/web/packages/stringr/index.html | 문자열 작업을 위한 일관되고 단순하며 사용하기 쉬운 기능 집합을 제공합니다. |
| 파일스트링 | 로리 놀란과 세르지 파딜라-파라 | https://cran.r-project.org/web/packages/filesstrings/index.html | 특히 파일 이름과 경로와 관련된 파일과 문자열을 조작하는 편리한 기능을 제공합니다. |
| 원형 | 울릭 룬드, 클라우디오 아고스티넬리, 아라이 히로요시, 알레산도 가글리아르디, 에두아르도 가르치&아쿠테; 포르투구어와 고리; 디미트리 준치, 장-올리비에 아이리송, 매튜 포체르니히, 페데리코 로톨로 | https://cran.r-project.org/web/packages/circular/index.html | 순환 데이터의 통계 분석 및 그래픽 표현을 제공합니다. |
| AICcmodavg | 마크 J. 마제롤 | https://cran.r-project.org/web/packages/AICcmodavg/index.html | 아카이케 정보 기준(AIC) 및 관련 정보를 기반으로 모델 선택 테이블을 생성합니다. |
| 빗자루 | 포싯 소프트웨어 | https://cran.r-project.org/web/packages/broom/index.html | 다양한 통계 모델과 객체의 출력을 '정리된' 티블(현대 데이터 프레임 형식)로 변환하여 모델 결과를 더 쉽게 다루고, 분석하며, 시각화할 수 있게 합니다. |
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