Eine systematische Bewertung von Analyse-Pipelines für Einzelzell-RNA-Sequenzierung

11. Oktober 2019

Beate Vieth, Swati Parekh, Christoph Ziegenhain, Wolfgang Enard & Ines Hellmann

Naturwissenschaftliche Kommunikation Band 10, Artikelnummer: 4667 (2019)

Zusammenfassung

Die kürzliche rasante Verbreitung von Methoden zur Einzelzell-RNA-Sequenzierung (scRNA-seq) hat eine große Vielfalt an experimentellen und computergestützten Pipelines geschaffen, für die noch keine Best Practices festgelegt wurden. Hier verwenden wir Simulationen, die auf fünf scRNA-seq-Bibliotheksprotokollen in Kombination mit neun realistischen Differenzierungs-Expressions- (DE) Setups basieren, um systematisch drei Mapping-, vier Imputations-, sieben Normalisierungs- und vier Ansätze zur Testung der differentiellen Expression zu bewerten, was zu etwa 3000 Pipelines führt und es uns ermöglicht, auch Wechselwirkungen zwischen den Pipeline-Schritten zu bewerten. Wir stellen fest, dass die Wahl der Normalisierung und der Bibliotheksvorbereitungsprotokolle den größten Einfluss auf scRNA-seq-Analysen hat. Insbesondere finden wir, dass die Bibliotheksvorbereitung die Fähigkeit bestimmt, symmetrische Ausdrucksunterschiede zu erkennen, während die Normalisierung die Pipeline-Leistung in asymmetrischen DE-Setups dominiert. Schließlich veranschaulichen wir die Bedeutung informierter Entscheidungen, indem wir zeigen, dass eine gute scRNA-seq-Pipeline den gleichen Einfluss auf die Erkennung eines biologischen Signals haben kann wie eine Vervierfachung der Stichprobengröße.

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