Method Article

Três métodos diferenciais de análise de expressão para sequenciamento de RNA: limma, EdgeR, DESeq2

DOI:

10.3791/62528

September 18th, 2021

In This Article

Summary

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Foi fornecido um protocolo detalhado de métodos de análise de expressão diferencial para sequenciamento de RNA: limma, EdgeR, DESeq2.

Abstract

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O sequenciamento de RNA (RNA-seq) é uma das tecnologias mais utilizadas em transcriptômica, pois pode revelar a relação entre a alteração genética e os processos biológicos complexos e tem grande valor em diagnósticos, prognósticos e terapêuticas de tumores. A análise diferencial dos dados do RNA-seq é crucial para identificar transcrições aberrantes, e limma, EdgeR e DESeq2 são ferramentas eficientes para análise diferencial. No entanto, a análise diferencial do RNA-seq requer certas habilidades com linguagem R e a capacidade de escolher um método adequado, que está faltando no currículo da educação médica.

Aqui, fornecemos o protocolo detalhado para identificar genes expressos diferencialmente (DEGs) entre o cholangiocarcinoma (CHOL) e os tecidos normais através de limma, DESeq2 e EdgeR, respectivamente, e os resultados são mostrados em parcelas vulcânicas e diagramas de Venn. Os três protocolos de limma, DESeq2 e EdgeR são semelhantes, mas têm etapas diferentes entre os processos da análise. Por exemplo, um modelo linear é usado para estatísticas em limma, enquanto a distribuição binomial negativa é usada em edgeR e DESeq2. Além disso, os dados de contagem de RNA-seq normalizados são necessários para EdgeR e limma, mas não é necessário para o DESeq2.

Aqui, fornecemos um protocolo detalhado para três métodos de análise diferencial: limma, EdgeR e DESeq2. Os resultados dos três métodos são parcialmente sobrepostos. Todos os três métodos têm suas próprias vantagens, e a escolha do método depende apenas dos dados.

Introduction

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O RNA-sequenciamento (RNA-seq) é uma das tecnologias mais utilizadas em transcriptômicas com muitas vantagens (por exemplo, reprodutibilidade de dados elevados), e aumentou drasticamente nossa compreensão das funções e dinâmicas dos processos biológicos complexos1,2. A identificação de transcrições aberratas em diferentes contextos biológicos, também conhecidos como genes expressos diferencialmente (DEGs), é um passo fundamental na análise do RNA-seq. O RNA-seq torna possível obter uma compreensão profunda dos mecanismos moleculares relacionados à patogênese e funções biológicas. Portanto, a análise diferencia....

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Protocol

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NOTA: Abra o programa R-studio e carregue o arquivo R "DEGs.R", o arquivo pode ser adquirido a partir de arquivos suplementares/Scripts.

1. Download e pré-processamento de dados

  1. Baixe os dados da contagem de colhidos (HTSeq) de cholangiocarcinoma (CHOL) do Atlas do Genoma do Câncer (TCGA). Esta etapa pode ser facilmente alcançada pelo seguinte código R.
    1. Clique em Executar para instalar pacotes R.
    2. Clique em Executar para carregar pacotes R.
      se(!requeroospace("BiocManager", silenciosamente=TRUE))
      + install.packages("BiocManager")
      BiocManager::install(c("TCGAbiolinks", "Su....

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Results

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Existem várias abordagens para visualizar o resultado da análise de expressão diferencial, entre as quais o enredo do vulcão e o diagrama de Venn são particularmente utilizados. limma identificou 3323 DEGs entre o CHOL e tecidos normais com o |logFC|≥2 e adj. P.Val <0,05 como limiares, entre os quais 1880 foram regulados em tecidos CHOL e 1443 foram regulados(Figura 1a). Enquanto isso, o edgeR identificou os 1578 DEGs para baixo regulados e 3121 DEGs up-regulated(Figu.......

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Discussion

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Transcrições abundantes de aberrate em cânceres podem ser facilmente identificadas pela análise diferencial RNA-seq5. No entanto, a aplicação da análise de expressão diferencial RNA-seq é muitas vezes restrita, pois requer certas habilidades com linguagem R e a capacidade de escolher métodos apropriados. Para resolver esse problema, fornecemos uma introdução detalhada aos três métodos mais conhecidos (limma, EdgeR e DESeq2) e tutoriais para a aplicação da análise de expressão diferencial RNA-seq. .......

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Disclosures

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O manuscrito não foi publicado antes e não está sendo considerado para publicação em outros lugares. Todos os autores contribuíram para a criação deste manuscrito para conteúdo intelectual importante e leram e aprovaram o manuscrito final. Declaramos que não há conflito de interesses.

Acknowledgements

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Este trabalho foi apoiado pela National Natural Science Foundation of China (Grant No. 81860276) e key Special Fund Projects of National Key P&D Program (Grant No. 2018YFC1003200).

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Rversão 3.6.2software livre
Rstudiosoftware livre

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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