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手头有组学和生信分析数据,如何用好才能实现文章突破?

猫头鹰教室  · 公众号  ·  · 2025-03-11 11:00

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不管是自测还是公共数据库,测序等组学数据是大家手头上最容易拿到的数据。 先前大家通过生信分析可以批量水文章,现在组学数据和生信分析的意义正在发生改变,更重要的价值是如何从组学数据中发掘出“亮点”。 但是,组学数据的特点是又多又杂, 组学数据的解读和梳理、判断就是第一步,而后续的工作才是如何基于组学数据讲好故事。

今天我就来抛砖引玉分享一下, 当拿到组学数据的时候,如何从千头万绪的结果中挑选到线头并把故事讲好,步骤大致分为四步

1 质控判断:从数据质量、样本、分组等整体情况看结果是否可信和可靠。

比如常见的 2 3 样本( 3vs3 )细胞的 RNA 测序结果,如果没有特殊情况下, 组内差异( 比如三个 Con 对照、三个药物组之 间)一般小于组间差异的(药物组 vs Con ),这一点可以从样本 PCA 聚类等结果看出来 ,如果三个 Con 之间的差异要比组间差异还大, 下一步筛选差异基因的时候用 P <0.05 大概率很难筛选到很多差异基因( P 值太大不符合 <0.05 的情况)。

当然, 与均一性比较好的细胞相比,临床样本的异质性要大很多,特别是样本量比较大的情况下,出现离群样本很正常,这才是临床真实的情况, 那离群样本如何处理呢? 有的团队做法是舍弃这个样本,让数据看起来更好;有的则保留这个样本,但在讨论中说明可能的原因。

总体来说,这个步骤是质控步骤,也是后续分析的基石。 另外一个例子就是单细胞 RNA-Seq 分析完成后需要看整个 UMAP (或者 TSNE )是否“干净”,如果在 Cluster 周围有很多散点、分叉等,后续分析得到的结论有时候会似是而非,所以很多团队会在质控这一步骤不断调整,直到 Cluster 清楚干净。 这一步非常重要,需要先排除样本弄反、分组弄错、样本收集储存等过程的问题,然后才是对数据进行分析和解读。

2 结论判断:初步看一下结果是否大致符合预期。

我们在看数据之前可以先思考一下: 我关注的这个基因、药物或者疾病,如果差异基因、功能富集分析的通路和生物学过程出来后,我期待看到什么结果?

这个怎么判断呢?有两个参考: a 是数据库和文献中关于基因、药物或者疾病的报道 ,比如 A 基因可能与细胞周期有关,那大致可以预期看到 A 基因沉默后的差异基因和通路与细胞周期有关; b. 是前期开展的功能实验 ,比如我们看到 A 基因沉默后细胞凋亡比较明显,那总要看到一些跟凋亡或者细胞死亡有关的通路吧。如果我们看到这个基因 A 在沉默后有对应的基因、通路富集(活化或者抑制),就可以在文章里面说明: 如我们预期的( As expected , RNA-Seq 测序(或者其它组学结果)显示 A 基因沉默后导致了细胞周期(或者凋亡)通路或者基因的富集和改变,这与先前……的报道一致(或者与我们功能实验的结果一致,一般是 Consistent with ……)。

当然,另外一种情况就是: 结果越看越奇怪 比如本来实验是 A 基因沉默(并且用 qPCR WB 验证过了)的细胞做的测序,怎么这个沉默组里面 A 基因表达比对照组还高表达呢, A 本来是促进细胞死亡的,怎么 A 沉默后细胞死亡有关的通路活性都升高了,是不是分组弄反了?!

另外, 怎么这个数据呈现出来的差异基因和通路,与我关注的疾病没什么关系啊? 明明做的是炎症和损伤的疾病,怎么连细胞因子都没差异啊?差异的基因跟疾病的病理特点都对不上啊? 这个时候就要核实一下是不是分组、数据弄反了,或者样本的问题了。

3 思考和查询:哪些结果是“超出预期”的?

第三步是在第二步的基础上进一步看数据: 除了符合预期的结果外,哪些是没有想到的? 就像文章里面经常出现的词:







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