ezSingleCell:一站式单细胞和空间 omics 分析平台

文摘   2024-07-05 22:53   荷兰  
单细胞RNA测序(scRNA-seq)可以在单细胞水平上获取基因表达谱,帮助我们更好地理解生物系统的异质性。单细胞分析已经扩展到其他组学领域,如单细胞ATAC-seq和CITE-seq,分别用于测量染色质的可及性和蛋白质表达。
单细胞技术的迅速发展产生了大量数据,同时也推动了新分析工具的开发,以便从中提取新的生物学见解。截至2021年,scRNA工具数据库中有超过一千种单细胞工具目前,Seurat和Scanpy是单细胞分析领域的主要软件平台,分别在R和Python中使用
然而,这些工具需要一定的生物信息学专业知识和编码能力,对大部分人来说仍有一定的门槛。相较之下,具有直观图形用户界面的工具能更好地帮助实验室科学家进行单细胞实验的分析。
近日,新加坡国立大学陈金妙教授团队在《Nature Communication》上发表题为“ezSingleCell: an integrated one-stop single-cell and spatial omics analysis platform for bench scientists”的文章,这是集成一站式单细胞和空间分析网络服务工具

ezSingleCell 有两种形式:1-免安装的 Web 应用程序(https://immunesinglecell.org/ezsc/)和 2-软件包(https://github.com/JinmiaoChenLab/ezSingleCell2),用于离线分析。

ezSingleCell接受多种格式的数据输入,并返回可用于发布的图表。ezSingleCell在以下方面改进了现有的单细胞数据分析平台:首先,ezSingleCell涵盖了更广泛的单细胞数据分析,包括单细胞多组学、单细胞ATAC-seq和空间转录组学。其次,
ezSingleCell提供了超出基本分析流程的高级分析功能,如差异基因表达分析、基因集富集、细胞类型相似性和细胞间通讯。

此外,ezSingleCell还提供了特定的模块分析功能,如scATAC-seq模块中的Peak2GeneLinkage和空间数据集的细胞类型反卷积。第三,ezSingleCell能够分析scATAC-seq数据,这是大多数Web服务器所缺乏的功能。第四,ezSingleCell可以扩展到大型数据集,通过几何草图对跨越百万细胞的大型scRNA-seq数据集进行子采样,同时保留稀有细胞状态。


最后,ezSingleCell允许不同分析模块之间的串扰,例如经过处理和分析的带注释的scRNA-seq数据可用于对空间数据中的细胞类型进行反卷积或执行标签转移以对scATAC-seq数据进行细胞类型注释。

ezSingleCell由五个模块组成:scRNA-seq、单细胞数据整合、空间转录组学、单细胞多组学和scATAC-seq。每个模块都提供多种工具,用于完整的数据分析工作流程,从数据预处理到交互式结果可视化。我们选择了基于我们和其他基准研究表现最佳的方法,并提供了适合大多数分析的默认参数。用户可以执行基本分析,如聚类和差异基因表达分析,也可以进行高级分析,如使用新算法CELLiD或CellTypist进行细胞类型识别、基因集富集分析和细胞间通讯。scIntegration模块提供了四种性能最佳的数据整合算法,并提供定量指标评估批量整合性能。

空间转录组学模块配备了Seurat的空间转录组学分析功能和GraphST算法,可对不同技术平台获取的空间数据进行空间聚类和细胞类型反卷积。scMultiomics模块评估了所有可用方法,并选择了Seurat WNN和MOFA+,用于处理多模态数据。scATAC-seq模块提供了Signac的功能,用于端到端分析单细胞染色质可及性数据,包括峰值调用、量化、质量控制、降维、聚类、与单细胞基因表达数据集的集成、DNA基序分析和交互式可视化。

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