一、Gatech發(fā)現(xiàn)優(yōu)于單細(xì)胞RNA測序新方法

　　在最新的研究中，Gatech(佐治亞理工學(xué)院)研究人員介紹了scDisInFact，這是一個(gè)深度學(xué)習(xí)框架，可以對scRNA-seq數(shù)據(jù)中的批次效應(yīng)和條件效應(yīng)進(jìn)行建模，它的測試優(yōu)勢優(yōu)于傳統(tǒng)的單細(xì)胞RNA測序方法。

　　據(jù)悉，scDisInFact學(xué)習(xí)將條件效應(yīng)與批次效應(yīng)分開的潛在因素，使其能夠同時(shí)執(zhí)行三項(xiàng)任務(wù)：批次效應(yīng)去除、條件相關(guān)關(guān)鍵基因檢測和擾動(dòng)預(yù)測。

　　研究人員在模擬和真實(shí)數(shù)據(jù)集上評(píng)估 scDisInFact，并將其性能與每個(gè)任務(wù)的基線方法進(jìn)行比較。結(jié)果表明，scDisInFact 優(yōu)于專注于單個(gè)任務(wù)的現(xiàn)有方法，為集成和預(yù)測多批次多條件單細(xì)胞 RNA 測序數(shù)據(jù)提供了更全面、更準(zhǔn)確的方法。

　　例如：對于消除批次效應(yīng)，scDisInFact 僅消除批次效應(yīng)并保留數(shù)據(jù)矩陣之間的生物學(xué)差異。對于與病情相關(guān)的關(guān)鍵基因檢測，scDisInFact不僅可以高水平輸出CKG，而且擾動(dòng)預(yù)測結(jié)果還可以用于尋找在特定細(xì)胞或細(xì)胞類型中從一種條件組合到任何其他條件組合差異表達(dá)的基因。

　　該研究以「scDisInFact: disentangled learning for integration and prediction of multi-batch multi-condition single-cell RNA-sequencing data」為題，于 2024 年 1 月 30 日發(fā)布在《Nature Communications》。

　　二、知識(shí)點(diǎn)科普：單細(xì)胞RNA測序是什么?

　　單細(xì)胞 RNA 測序 (scRNA-seq) 能夠測量實(shí)驗(yàn)批次中每個(gè)細(xì)胞中基因的表達(dá)水平。這項(xiàng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于疾病研究，從疾病不同階段或接受不同藥物治療的捐贈(zèng)者身上收集樣本。

　　因此，每個(gè)樣本的 scRNA-seq 計(jì)數(shù)矩陣與供體的一種或多種生物學(xué)狀況相關(guān)，這些生物學(xué)狀況可以是年齡、性別、藥物治療、疾病嚴(yán)重程度等。同時(shí)，研究同一疾病的數(shù)據(jù)集通常是在不同批次中獲得的，這會(huì)引入跨批次的技術(shù)差異(也稱為批次效應(yīng))。

　　實(shí)際上，疾病研究數(shù)據(jù)集中的可用樣本可能來自不同的條件和批次。研究人員將此類數(shù)據(jù)集稱為多批次多條件數(shù)據(jù)集。在此類數(shù)據(jù)集中，同一批次生成的不同生物條件的數(shù)據(jù)矩陣之間存在由條件效應(yīng)引起的生物變異，而同一條件但不同批次的數(shù)據(jù)矩陣之間存在批次效應(yīng)引起的技術(shù)變異。

　　因此，這些數(shù)據(jù)矩陣之間的差異是批次效應(yīng)(技術(shù)變異)和條件效應(yīng)(生物變異)的混合體，這使得充分利用這些數(shù)據(jù)集潛力的過程變得復(fù)雜。

　　單細(xì)胞RNA測序雖然被廣泛運(yùn)用，但是在計(jì)算方面存在三個(gè)挑戰(zhàn)：

　　(1)消除批次效應(yīng)，同時(shí)保留生物條件效應(yīng);

　　(2)檢測與生物狀況相關(guān)的關(guān)鍵基因;

　　(3)預(yù)測對應(yīng)于一定條件的未見數(shù)據(jù)矩陣，也稱為擾動(dòng)預(yù)測任務(wù)。

　　以上是關(guān)于Gatech發(fā)現(xiàn)優(yōu)于單細(xì)胞RNA測序新方法的全部新聞，如果您對美國留學(xué)感興趣，歡迎您在線咨詢托普仕留學(xué)老師(添V：Tops6868)。托普仕留學(xué)采用5v1服務(wù)模式，21步精細(xì)服務(wù)流程，硬性四維標(biāo)準(zhǔn)+六維背景提升等留學(xué)服務(wù)體系，為學(xué)生出國留學(xué)申請名校提供保障。