Method Article

Drie differentiële expressieanalysemethoden voor RNA-sequencing: limma, EdgeR, DESeq2

DOI:

10.3791/62528

September 18th, 2021

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Een gedetailleerd protocol van differentiële expressie analysemethoden voor RNA-sequencing werd verstrekt: limma, EdgeR, DESeq2.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

RNA-sequencing (RNA-seq) is een van de meest gebruikte technologieën in transcriptomics omdat het de relatie tussen de genetische verandering en complexe biologische processen kan onthullen en grote waarde heeft in diagnostiek, prognose en therapieën van tumoren. Differentiële analyse van RNA-seq-gegevens is cruciaal om afwijkende transcripties te identificeren, en limma, EdgeR en DESeq2 zijn efficiënte tools voor differentiële analyse. RNA-seq differentiële analyse vereist echter bepaalde vaardigheden met R-taal en het vermogen om een geschikte methode te kiezen, die ontbreekt in het curriculum van medisch onderwijs.

Hierin bieden we het gedetailleerde protocol om differentieel uitgedrukte genen (DEG's) tussen cholangiocarcinoom (CHOL) en normale weefsels te identificeren via respectievelijk limma, DESeq2 en EdgeR, en de resultaten worden weergegeven in vulkaanpercelen en Venn-diagrammen. De drie protocollen van limma, DESeq2 en EdgeR zijn vergelijkbaar, maar hebben verschillende stappen tussen de processen van de analyse. Een lineair model wordt bijvoorbeeld gebruikt voor statistieken in limma, terwijl de negatieve binomiale verdeling wordt gebruikt in edgeR en DESeq2. Bovendien zijn de genormaliseerde RNA-seq-tellingsgegevens noodzakelijk voor EdgeR en limma, maar niet nodig voor DESeq2.

Hier bieden we een gedetailleerd protocol voor drie differentiële analysemethoden: limma, EdgeR en DESeq2. De resultaten van de drie methoden overlappen elkaar gedeeltelijk. Alle drie de methoden hebben hun eigen voordelen en de keuze van de methode hangt alleen af van de gegevens.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

RNA-sequencing (RNA-seq) is een van de meest gebruikte technologieën in transcriptomics met veel voordelen (bijv. hoge reproduceerbaarheid van gegevens) en heeft ons begrip van de functies en dynamiek van complexe biologische processen drastisch vergroot1,2. Identificatie van aberraattranscripties onder verschillende biologische context, die ook bekend staan als differentieel uitgedrukte genen (DEG's), is een belangrijke stap in de RNA-seq-analyse. RNA-seq maakt het mogelijk om een diepgaand begrip te krijgen van pathogenese gerelateerde moleculaire mechanismen en biologische functies. Daarom is differentiële ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

OPMERKING: Open het R-studio programma en laad R bestand "DEGs.R", het bestand kan worden verkregen uit aanvullende bestanden / scripts.

1. Downloaden en voorverwerking van gegevens

  1. Download de HTSeq-count-gegevens (high-throughput sequencing) van cholangiocarcinoom (CHOL) uit The Cancer Genome Atlas (TCGA). Deze stap kan eenvoudig worden bereikt met de volgende R-code.
    1. Klik op Uitvoeren om R-pakketten te installeren.
    2. Klik op Uitvoeren om R-pakketten te laden.
      als(!requireNamespace("BiocManager", quiet=TRUE))
      + install.packages("BiocManager")
      BiocManager::install(c("TCG....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Er zijn verschillende benaderingen om het resultaat van differentiële expressieanalyse te visualiseren, waaronder het vulkaanplot en venndiagram in het bijzonder worden gebruikt. limma identificeerde 3323 DEG's tussen de CHOL en normale weefsels met de |logFC|≥2 en adj. P.Val <0,05 als drempels, waaronder 1880 in CHOL-weefsels en 1443 in CHOL-weefsels werden gereguleerd (figuur 1a). Ondertussen identificeerde edgeR de 1578 down-gereguleerde DEG's en 3121 up-regulated DEG's (

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Overvloedige afwijkende transcripties bij kankers kunnen gemakkelijk worden geïdentificeerd door RNA-seq differentiële analyse5. De toepassing van RNA-seq differentiële expressieanalyse is echter vaak beperkt omdat het bepaalde vaardigheden met R-taal vereist en het vermogen om geschikte methoden te kiezen. Om dit probleem aan te pakken, bieden we een gedetailleerde inleiding tot de drie meest bekende methoden (limma, EdgeR en DESeq2) en zelfstudies voor het toepassen van de RNA-seq differentiële .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het manuscript is nog niet eerder gepubliceerd en wordt niet elders gepubliceerd. Alle auteurs hebben bijgedragen aan de creatie van dit manuscript voor belangrijke intellectuele inhoud en hebben het uiteindelijke manuscript gelezen en goedgekeurd. Wij verklaren dat er geen sprake is van belangenverstrengeling.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit werk werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (Grant No. 81860276) en Key Special Fund Projects of National Key R&D Program (Grant No. 2018YFC1003200).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Rversion 3.6.2free software
Rstudiofree software

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

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

Related Articles