一种基于数据分布和连续分支点的离散方法,用于从scRNA-Seq时间序列数据中演变的基因调控网络,使用卡特西亚遗传编程
José Eduardo H da Silva1, Patrick C de Carvalho1, José J Camata1
1Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG, Brazil.
一种名为Distribution and Successive Spline Points Discretization (DSSPD) 的新方法,可以从单细胞RNA测序数据中改善基因调控网络 (GRN) 的推断. DSSPD有效地处理零膨胀数据,优于现有的算法.
科学领域:
- 系统生物学 系统生物学
- 计算生物学 计算生物学
- 生物信息学是一种生物信息学.
背景情况:
- 基因调控网络 (GRN) 的推断在系统生物学中至关重要.
- 布尔网络提供了一种简化的GRN建模方法,但需要二元化基因表达数据 (GED).
- 单细胞RNA测序 (scRNA-Seq) 提出了独特的挑战,包括高零数据频率,使传统的GED分离复杂化.
研究的目的:
- 提出一种新的离散方法,分发和连续分支点离散 (DSSPD),针对scRNA-Seq时间序列数据量身定制.
- 将DSSPD与卡特西亚遗传编程 (CGP) 整合起来,以增强GRN推断.
- 评估拟议的DSSPD-CGP方法的性能与标准方法和最先进的算法相比.
主要方法:
- 开发分布和连续分支点分离 (DSSPD) 方法,包括数据分布和预处理步骤.
- 卡特西亚遗传编程 (CGP) 的应用,用于使用DSSPD处理的数据进行GRN推断.
- 对DSSPD-CGP与CGP进行比较分析,使用标准数据处理和使用精选和实验数据集的五个既定算法.
主要成果:
- 拟议的DSSPD方法在与CGP一起使用时显著提高了GRN推理准确性.
- 在所有测试的场景中,DSSPD-CGP在标准CGP数据处理中始终表现出色.
- 在大多数评估的案例中,DSSPD-CGP方法在与五种最先进的算法相比显示出更高的性能.
结论:
- DSSPD是scRNA-Seq时间序列数据的有效分离策略,特别是解决零通货膨胀问题.
- DSSPD与CGP的整合为准确的基因调控网络推断提供了一个强大的框架.
- 这种方法为系统生物学研究提供了显著的进步,利用高维的单细胞转录组数据.
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