Este relatório descreve um método envolvendo um script R no software de código aberto RStudio para analisar conjuntos de dados em larga escala obtidos de experimentos de séries temporais.
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Artigo de método
Uma análise R poderosa e fácil de usar de conjuntos de dados em grande escala
Neste artigo
Resumo
Resumo
Grandes conjuntos de dados são cada vez mais comuns no campo científico. É importante desenvolver ferramentas fáceis de usar para permitir que os pesquisadores analisem esses grandes conjuntos de dados com facilidade. Aqui, apresentamos um método envolvendo um script R no software de código aberto RStudio para analisar conjuntos de dados em larga escala obtidos de experimentos de séries temporais. Esse método requer entrada mínima de um usuário, permitindo que um iniciante que não tenha conhecimento prévio de R ou experiência em programação o use. As instruções detalhadas descritas aqui e no script R devem orientar ainda mais os usuários sobre como usar o método. Os dados de entrada e os resultados de saída são armazenados na mesma pasta de um computador local, tornando possível fazer a análise em qualquer lugar e a qualquer hora. Os resultados de saída são organizados em pastas para facilitar a interpretação e podem ser convenientemente processados para gerar figuras para publicações. Este método tem sido usado com sucesso para analisar dados de relógio circadiano e dados de explosão de espécies reativas de oxigênio, ambos contendo conjuntos de dados em larga escala de experimentos de séries temporais em um formato de placa de 96 poços. Acreditamos que este método fornece uma solução fácil e poderosa para pesquisadores na análise de grandes conjuntos de dados semelhantes obtidos por meio de experimentos de séries temporais.
Introdução
Com o aumento da disponibilidade de grandes conjuntos de dados no campo científico, é importante desenvolver ferramentas fáceis de usar para permitir que os pesquisadores analisem rapidamente esses grandes conjuntos de dados com precisão e facilidade. Um tipo de grande conjunto de dados comum vem do uso do gene da luciferase como repórter, o que permitiu um exame fácil, contínuo e não invasivo da expressão gênica em células e organismos vivos. A automação no registro de luminescência transformou a medição da luminescência da luciferase e levou a uma expansão da coleta de dados, em particular, no campo do relógio circadiano
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Protocolo
1. Análise do relógio circadiano baseada em luciferase
- Configuração experimental para o ensaio de luciferase
NOTA: O ensaio de luciferase é um método comum usado para medir a atividade do relógio circadiano em tempo real. A luminescência, emitida pelo repórter de luciferase transportada por organismos e/ou células transgênicas vivas, pode ser registrada automaticamente, levando à produção de conjuntos de dados de séries temporais em larga escala. Nosso laboratório usa principalmente mudas de Arabidopsis thaliana que expressam o gene da luciferase como repórter. A Figura 1 e a Figura 2
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Resultados
Estudo de caso 1. Ensaio de luminescência para atividade do relógio circadiano com mudas de Arabidopsis
Mostramos anteriormente que o gene da PROTEÍNA DE LIGAÇÃO AO RNA 7 rico em glicina (GRP7) foi controlado pela proteína do relógio mestre CIRCADIAN CLOCK-ASSOCIATED 1 (CCA1) e a expressão circadiana de GRP7 é importante por seu papel na defesa da planta, usando plantas transgênicas Col-0 expressando o repórter de lu.......
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Discussão
Apresentamos aqui o uso de scripts R no RStudio para fornecer um método amigável para analisar dados em larga escala obtidos de experimentos de séries temporais no formato de 96 poços. Este método nos permitiu analisar de forma rápida e fácil os dados de registro de luminescência obtidos de milhares de amostras em experimentos de séries temporais para medir a atividade do relógio circadiano de mudas de plantas a culturas de células de mamíferos, além de dados de ensaios de ROS.
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Divulgações
Os autores não têm conflitos de interesse a divulgar.
Agradecimentos
Agradecemos aos membros do laboratório Lu por sua assistência neste trabalho. Agradecemos a Min Gao e Matthew Fabian pelo uso de seus dados não processados e a Benjamin Harris pela assistência e/ou orientação na criação deste script R. Agradecemos a John B. Hogenesch, do Cincinnati Children's Hospital Medical Center, por fornecer dados de luminescência de células de mamíferos para o estudo de caso 2. Agradecemos ainda a John B. Hogenesch, Andrew Millar, da Universidade de Edimburgo, e Mary Harrington, do Smith College, pelas discussões úteis durante o desenvolvimento deste método. Este trabalho foi parcialmente apoiado por doações da ....
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| R | O Projeto R | https://www.r-project.org/ | Uma plataforma gratuita e de código aberto que pode ser baixada online e usada para programar, especialmente para estatísticas. |
| Rstudio | Posit Software | https://posit.co/download/rstudio-desktop/ | Um software gratuito que pode ser baixado online para um acesso mais fácil ao R. |
| MetaCycle | Gang Wu, Xavier Li, Matthew Carlucci, Ron Anafi, Michael Hughes, Karl Kornacker e John Hogenesch | https://cran.r-project.org/web/packages/MetaCycle/vignettes/implementation.html | O algoritmo ARSER do pacote MetaCycle é usado para avaliar parâmetros de clock, período, fase e amplitude. |
| ggplot2 | Posit Software | https://cran.r-project.org/web/packages/ggplot2/index.html | Cria visualizações de dados, especialmente para gráficos estatísticos. |
| dplyr | Posit Software | https://cran.r-project.org/web/packages/dplyr/index.html | Uma biblioteca fundamental de R para manipulação eficiente de dados. |
| magrittr | Posit Software | https://cran.r-project.org/web/packages/magrittr/index.html | Fornece um conjunto de operadores para melhorar a legibilidade do código e facilitar um fluxo mais natural das operações de dados. |
| stringr | Posit Software | https://cran.r-project.org/web/packages/stringr/index.html | Fornece um conjunto consistente, simples e fácil de usar de funções para trabalhar com cadeias de caracteres. |
| filestrings | Rory Nolan e Sergi Padilla-Parra | https://cran.r-project.org/web/packages/filesstrings/index.html | Oferece funções convenientes para manipular arquivos e strings, especialmente aqueles relacionados a nomes e caminhos de arquivos. |
| circular | Ulric Lund, Claudio Agostinelli, Hiroyoshi Arai, Alessando Gagliardi, Eduardo Garcí a-Portugué s, Dimitri Giunchi, Jean-Olivier Irisson, Matthew Pocernich e Federico Rotolo | https://cran.r-project.org/web/packages/circular/index.html | Fornece análise estatística e representação gráfica de dados circulares. |
| AICcmodavg | Marc J. Mazerolle | https://cran.r-project.org/web/packages/AICcmodavg/index.html | Cria tabelas de seleção de modelos baseadas no critério de informação (AIC) de Akaike e informações relacionadas. |
| vassoura | Posit Software | https://cran.r-project.org/web/packages/broom/index.html | Converte a saída de vários modelos estatísticos e objetos em tibbles "limpos" (um formato moderno de data frame), facilitando o trabalho, análise e visualização dos resultados dos modelos. |
| Máquina de autoclave | Steris Amsco Eagle Century SG120 Scientific, Inc. | 8901400012 | Mídia autoclave |
| Exaustor químico | Design de Laboratório & Suprimento & nbsp; | esterilizar sementes | |
| Leitor de Luminescência Ômega | BMG LABTECH, Inc. | Leitor de placas | |
| Gabinete de fluxo laminar | NuAire Nu-408FM-400 | Classe II/Tipo A | transferir mudas para placas de 96 poços |
| Microplacas de 96 poços | Perkin-Elmer | OptiPlate-96 | Cultive mudas para ensaio de luciferase |
| FLG22 | GenScript Inc. | RP19986 | Um elicitor da flagelina bacteriana. |
| Elf26 | Alpha Diagnostic Intl. Inc. | 2427 | Um elicitor da tradução bacteriana Fator de Elongação - Tu. |
| D-Luciferina Firefly, sal de potássio | Química Biossíntese & Biologia | L-8220 | Substrato de luciferase |
| L-012 (Luminol) | Fisher Scientific | NC0733364 | Reagente de ensaio ROS |
Referências
- Yamazaki, S., Takahashi, J. S. Real-time luminescence reporting of circadian gene expression in mammals. Methods Enzymol. 393 (10), 288-301 (2005).
- McClung, C. R., Xie, Q. Measurement of luciferase rhythms in plant circadian networks. Circadian Networks. Staiger, D. , Springer. New York. 1-11 (2014).
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Reimpressões e permissões
