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单细胞测序的分析方法2021-09-24 08:59:09

目前, 对单细胞进行的测序主要是基于高通量测序技术, 日渐发展且成熟的二代、三代测序技术保证了单细胞测序的准确性和效率。相比传统测序手段, 单细胞测序数据通常存在较高的噪声和假阴性率, 因此需要优化分析工具和算法来改善此类问题。在干细胞领域, 研究人员利用无偏聚类和差异基因表达分析的方法从数据集中发现了不同的细胞类型和亚群体, 以及它们的标记基因。ZEISEL等最近描述了一种基于双向聚类的算法, 称为BackSPIN, 它提高了从单细胞测序数据中识别细胞类型的准确性。

GRUN等基于单细胞测序技术的特点, 在应用独特的分子标识符来防止交叉污染, 开发出了RaceID的算法, 这种算法可以最大程度地降低假阳性错误率, 虽然, 不能有效降低假阴性率, 导致忽略了个别基因在细胞中的表达。但是显著地改善了对干细胞或胚胎中单细胞测序数据分析结果。此外, 已经应用的一些基于“拟时间”概念的生物信息分析算法, 如Monocle算法和Waterfall算法显示出其优势。这些方法可通过单细胞测序的数据, 对发育或分化过程按照时间序列进行重建, 通过计算最小生成树, 再将数据降维产生“拟时间”轨迹。
 
“拟时间”分析方法能够更加直观地体现细胞分化的线性状态, 这种方法是将整个分化过程中分为几个时间间隔, 分别对这些时间间隔内的细胞进行测序得到表达数据, 形成一组体现细胞状态的连续“快照”, 将“快照”整合后, 便能把整个细胞分化和表达状态以线性的方式展现出来。“拟时间”分析方法仍存在不足之处, 比如整个细胞的分化过程有待更加精确, 个别细胞会出现分化延迟的现象, 这些都会影响最终的分析结果。我们认为可以通过缩短细胞采样时间间隔的方式来提高准确度; 而对于细胞分化延迟的问题, 则可以通过对测序结果添加阈值从而提高结果的可靠性。
 
出自《单细胞测序技术在干细胞领域的研究进展》作者刘芳远,苏秀兰。