Single cell RNA-seq data-driven method for cell type identification by information theoretic analysis

单细胞 RNA-seq 数据驱动的信息论分析细胞类型识别方法

• 批准号: 22K15091
• 负责人: 和田 卓巳
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15091/
• 关键词: 1細胞; RNAseq; 情報理論; 擬時間解析; 細胞分化; システム生物学; シングルセル; RNA-seq; 情報理論解析

細胞分化過程における細胞種同定を行うために、1細胞RNAseqデータの公開データを取得し解析を行った。擬時間解析と遺伝子発現量の情報理論解析を組み合わせて、分解段階の進行に伴って遺伝子発現プロファイルが何段階に変化するかを解析することが本研究の流れであり、本年は擬時間の推定については実施し、現在は情報理論解析を進めているところである。遺伝子発現量の情報理論解析にあたり、全遺伝子発現プロファイルを使用すること及び主成分分析を用いて縮約したプロファイルを使用して、発現プロファイルが分化過程で何段階に変化するのかを解析することを当初検討していたが、全遺伝子については推定誤差のために、主成分については擬時間推定に主成分を用いる場合があることから理論的な循環性のために断念した。そこで、擬時間変化に伴う発現量変化に伴う遺伝子発現量変化パターンを1遺伝子ごとに求め、そのパターンでクラスタリング解析などでグルーピングして各グループ代表の遺伝子のみを用いることで縮約する方法と1遺伝子から始めて貪欲法などで遺伝子を追加していく方法を新たに考案して検討を進めている。これは遺伝子発現の変化パターンが似ている遺伝子どうしの組ばかり集めても、新しく区別できる細胞腫が増えないであろうという仮定に基づく。これらの方法について検討を進めつつ、データの正規化の方法や計算誤差の出にくい情報理論解析の推定方法の検討、多数の遺伝子、細胞を扱う解析であるために重要となる計算の高速化、省メモリ化の検討などの基礎的な検討も並行して実施している。

Cell differentiation process: cell species identification, 1 cell RNAseq identification, and open access analysis The analysis of pseudo-time and information theory of genetic generation is combined, and the analysis of the evolution of genetic generation is carried out at different stages. The information theory analysis of gene expression and the principal component analysis of gene expression are used to reduce gene expression and to analyze gene expression in different stages of gene differentiation. The principal component is estimated in time. For example, if the time is different, the amount of information is different. If the time is different, the amount of information is different. This is the first time that a cell has been identified. It is the first time that a cell has been identified. The method includes the following aspects: the method of normalization of data, the method of calculation error, the method of estimation of information theory analysis, the method of majority analysis, the method of cell analysis, the method of calculation speed, the method of calculation normalization, the method of calculation error, the method of calculation error, the method of calculation error