Method Article

Три метода дифференциального экспрессионного анализа для секвенирования РНК: limma, EdgeR, DESeq2

DOI:

10.3791/62528

September 18th, 2021

In This Article

Summary

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

Приведен подробный протокол методов дифференциального экспрессионного анализа для секвенирования РНК: limma, EdgeR, DESeq2.

Abstract

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

Секвенирование РНК (RNA-seq) является одной из наиболее широко используемых технологий в транскриптомике, поскольку оно может выявить связь между генетическим изменением и сложными биологическими процессами и имеет большое значение в диагностике, прогностике и терапии опухолей. Дифференциальный анализ данных RNA-seq имеет решающее значение для выявления аберрантных транскрипций, а limma, EdgeR и DESeq2 являются эффективными инструментами для дифференциального анализа. Однако дифференциальный анализ RNA-seq требует определенных навыков владения языком R и умения выбирать соответствующий метод, чего не хватает в учебной программе медицинского образования.

Здесь мы предоставляем подробный протокол для идентификации дифференциально экспрессированных генов (DEG) между холангиокарциномой (CHOL) и нормальными тканями через limma, DESeq2 и EdgeR, соответственно, и результаты показаны на графиках вулканов и диаграммах Венна. Три протокола limma, DESeq2 и EdgeR похожи, но имеют разные этапы среди процессов анализа. Например, линейная модель используется для статистики в лимме, в то время как отрицательное биномиальное распределение используется в edgeR и DESeq2. Кроме того, нормализованные данные о количестве РНК-seq необходимы для EdgeR и limma, но не нужны для DESeq2.

Здесь мы предоставляем подробный протокол для трех методов дифференциального анализа: limma, EdgeR и DESeq2. Результаты применения трех методов частично перекрываются. Все три метода имеют свои преимущества, и выбор метода зависит только от данных.

Introduction

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

РНК-секвенирование (RNA-seq) является одной из наиболее широко используемых технологий в транскриптомике со многими преимуществами (например, высокой воспроизводимостью данных) и значительно расширило наше понимание функций и динамики сложных биологических процессов1,2. Идентификация аберратных транскриптов в различных биологических контекстах, которые также известны как дифференциально экспрессированные гены (ДЭГ), является ключевым шагом в анализе РНК-seq. RNA-seq позволяет получить глубокое понимание молекулярных механизмов и биологических функций, связанных с патогенезом. Поэтому дифференциальный анализ бы....

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

Protocol

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

ПРИМЕЧАНИЕ: Откройте программу R-studio и загрузите R файл "DEGs.R", файл можно получить из Дополнительных файлов/Скриптов.

1. Загрузка и предварительная обработка данных

  1. Загрузите данные о количестве высокопроизводительного секвенирования (HTSeq) холангиокарциномы (CHOL) из Атласа генома рака (TCGA). Этот шаг может быть легко достигнут с помощью следующего кода R.
    1. Нажмите кнопку Выполнить, чтобы установить пакеты R.
    2. Нажмите кнопку Выполнить, чтобы загрузить пакеты R.
      if(!requireNamespace("BiocManager", quietly=TRUE))
      + install.packages("BiocManager")
      BiocManager::insta....

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

Results

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

Существуют различные подходы к визуализации результата дифференциального экспрессионного анализа, среди которых особенно используются график вулкана и диаграмма Венна. Лимма идентифицировала 3323 ДЭГ между CHOL и нормальными тканями с |logFC|≥2 и adj. P.Val <0,05 в качестве пороговых значений, среди которых 1880 были понижены в тканях CHOL и 1443 были отрегулированы(рисунок 1a). Между тем, edgeR идентифицировал 1578 пониженных ДЭГ и 3121 ДЭГ с пониженным регулированием

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

Discussion

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

Обильные аберратные транскрипты при раке могут быть легко идентифицированы с помощью дифференциального анализа RNA-seq5. Однако применение дифференциального экспрессивного анализа RNA-seq часто ограничено, поскольку оно требует определенных навыков владения языком R и способности выбирать соответствующие методы. Для решения этой проблемы мы предоставляем подробное введение в три наиболее известных метода (limma, EdgeR и DESeq2) и учебные пособия по применению дифференциального экспрессивного анали.......

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

Disclosures

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

Рукопись не была опубликована ранее и не рассматривается для публикации в другом месте. Все авторы внесли свой вклад в создание этой рукописи для важного интеллектуального содержания и прочитали и одобрили окончательную рукопись. Мы заявляем, что конфликта интересов нет.

Acknowledgements

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

Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (грант No 81860276) и Ключевыми проектами Специального фонда Национальной ключевой программы НИОКР (грант 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
Rверсия 3.6.2свободное программное обеспечение
Rstudioсвободное программное обеспечение

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