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。 2011年6月24日,12 (6):R60。
doi: 10.1186 / gb - 2011 - 12 - 6 - r60。

宏基因组生物标志物的发现和解释

尼古拉Segata1, 雅克·伊泽德, 李维沃尔德伦, Gevers德克, 拉里萨Miropolsky, 温迪年代加勒特, 柯蒂斯Huttenhower
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宏基因组生物标志物的发现和解释

尼古拉Segataet al。 基因组医学杂志。 。
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文摘

本研究描述了宏基因组生物标志物的发现和验证新方法的类比较,测试生物一致性和效果评估。这解决的挑战,寻找生物,基因,或通路一致解释两个或两个以上的微生物群落之间的差异,这是一个宏基因组研究的核心问题。一些微生物和广泛验证我们的方法提供了一个方便的网络接口的方法:http://huttenhower.sph.harvard.edu/lefse/。

数据

图1
图1
LEfSe矿山广泛的高通量基因数据找到相关生物学特性描述一个或多个实验条件。输入到系统的规范生物假说进行调查(条件和inter-condition样本分组),试验得到的高维数据,从文学或数据库,可选地,先验知识用于定义已知特性之间的关系(用于有意义的层次组织的发现生物标志物)或样品(用于测试生物潜在生物标志物)的一致性。LEfSe是一个三步算法(详细情况见图6)。(一)LEfSe第一次提供的列表功能之间的微分条件感兴趣的统计和生物意义,排名根据效果。(b)为已知的层次结构问题,系统或功能,然后提供一个映射分类或功能树的区别。(c)最后,系统生成一个柱状图可视化中的原始数据指定为每个相关特性问题结构。虽然LEfSe开发主要是为宏基因组数据包含分类单元或基因丰度,可以用于生物标志物发现之前在任何环境中,生物知识有关的结构比较,再加上在统计上有显著差异的高维基因特性。KEGG京都基因和基因组的百科全书;WGS,全基因组鸟枪。
图2
图2
人类微生物组LEfSe结果。(两者)粘膜身体网站分析。粘膜微生物群落是多样化的,而身体non-mucosal网站的特点是几个演化支,包括放线菌。这里的分析报告进行初始数据从人类微生物组计划(55岁,56)分配主体网站粘膜和non-mucosal类,并使用身体网站子类。这些图形输出生成的公开LEfSe可视化模块应用于微生物分类分析结果和整合先验知识[58]。LDA分数计算的(a)直方图特性不同粘膜和non-mucosal身体之间丰富的网站。LEfSe分数可以解释为一致的程度之间的相对丰度差异特性分析微生物群落的两类。直方图从而确定演化支在所有这些发现统计学和生物微分解释社区之间最大的差异。(b)分类的统计和生物粘膜和non-mucosal身体网站之间的差异一致。不同的颜色也代表着最丰富的类(红色指示non-mucosal、黄色非重要)。每个圆的直径的分类单元的数量成正比。 This representation, here employing the Ribosomal Database Project (RDP) taxonomy [58], simultaneously highlights high-level trends and specific genera - for example, multiple differentially abundant sibling taxa consistent with the variation of the parent clade. (c) Histogram of the Actinomycetales relative abundances (in the 0[1] interval) in mucosal and non-mucosal body sites. Subclasses (specific body sites) are differentially colored and the mean and median relative abundance of the Actinomycetales are indicated with solid and dashed lines, respectively.(d, e)好氧生活分析。类群的进化分枝图报告(由小圆和阴影突出显示)显示不同的丰度值(根据LEfSe)的三个O2端依赖类描述的结果;对于每一个分类单元,颜色表示的类高值两个小圆圈和阴影。(d)的严格(所有类微分)版本LEfSe 13生物标志物检测而(e)的非严格的(至少有一个类微分)版本LEfSe检测60微生物生物丰度微分在有氧,厌氧或microaerobic条件。额外的文件2报告的非严格版本LEfSe集中在厚壁菌门的门,突出几个low-O2具体属Ruminococcaceae和Lachnospiraceae内。
图3
图3
对比Rag2- / -(控制)和T-bet- / -×Rag2- / -老鼠(case)强调,在门级,厚壁菌门丰富T-bet- / -×Rag2- / -老鼠,而放线菌是丰富的Rag2- / -老鼠。在协议与以前培养的研究中,双歧杆菌属物种underabundant在T-bet - / -×Rag2 - / -老鼠[68],LEfSe强调几个额外的genus-level演化支,包括专门耗尽Roseburia和Papillibacter否则内过多的厚壁菌门。
图4
图4
LEfSe凸显出细菌微生物之间的通路持续微分和viromes内各种环境子类。(一)使用种子[71]目录功能通路,LEfSe报告之间的核苷和核苷酸代谢和呼吸不同细菌微生物和viromes环境样品中描述[70]。前者是重要的使用严格的子类测试,后者更宽容的一个子类的测试。(b)两级进化分枝图报告的重要途径差异可视化使用种子等级为三级(见附加文件3进化分枝图和详细的差异)。(c)Metastats[45]报告四个额外的通路微分在这些数据(碳水化合物、DNA代谢、膜运输和氮代谢)。只使用千瓦测试部分LEfSe(α= 0.05),我们得到的结果符合Metastats(不含氮代谢)。然而,如下所示,这些子系统的丰度直方图的概述表明他们不太一致的环境(例如,珊瑚和Hyper-saline子类的碳水化合物,膜运输和氮代谢)和失去意义在各个子类(如DNA代谢的子系统)。
图5
图5
比较LEfSe千瓦单独试验假阳性和负率合成数据。这两个测试α= 0.05在所有情况下,和三个人工数据集包括100个样本,其中每一个都可以在两个类中,两个基数25的子类。的样本包括1000合成功能微生物类群,途径,等等;一半是消极的(而不是生物标记)和其他积极的一半。(一)LEfSe千瓦假积极的和消极的利率增加的值类方法之间的区别。消极的特性与参数正态分布(μ= 10000,σ= 100)类;积极特性包含类越来越多不同的意思。(b)性能标准偏差类内变化(而不是意味着之间的区别,固定在2000年)。(c)性能随着标准差增加内不一致的子类。负面特性有子类样本来自同一正态分布(因此不代表一致的生物标记)。(b)的积极特性分布。在所有情况下,LEfSe牺牲一小部分为了实现假阳性假阴性率接近于零的水平,确保生物标记的目标大效果将可再生和生物可判断的。
图6
图6
统计和计算步骤的示意图表示LEfSe中实现。输入数据包含的集合米样品(列)组成n数值特性(行,通常归一化样品,红色代表高值和绿色低)。这些样品都贴有类(以两个或两个以上可能的值),代表了主要生物比较接受调查;他们也可能有一个或多个子类标签反映在课堂分组。(一)第一步分析所有功能,测试值是否在不同的类分布不同。(b)功能违反了零假设进一步分析在步骤2中,哪些测试是否所有子类之间的两两比较不同类别显著同意类级别的趋势。(c)由此产生的子集向量用于构建一个LDA模型类间的相对差异是用来等级特性。最终的输出从而歧视包括一组特性对类,符合分组内类、子类和排名根据他们的效果区分类。
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    1. Golub TR。癌症的分子分类:类发现和类预测通过基因表达的监控。科学。1999;286:531 - 537。doi: 10.1126 / science.286.5439.531。- - - - - -DOI- - - - - -PubMed
    1. Petricoin EF, Ardekani,希特BA,莱文PJ, Fusaro VA,斯坦伯格SM,米尔斯GB,西蒙·C, Fishman哒,科恩EC,李欧塔。利用蛋白质组血清中的模式识别卵巢癌术语表。《柳叶刀》杂志。2002;359:572 - 577。doi: 10.1016 / s0140 - 6736 (02) 07746 - 2。- - - - - -DOI- - - - - -PubMed
    1. Tothill RW,修补AV,乔治J,布朗R,福克斯某人,舀出,约翰逊DS, Trivett可,Etemadmoghadam D, Locandro B, Traficante N, Fereday年代,挂着是的,卫生,介入即澳大利亚卵巢癌研究小组。Gertig D,看来,Bowtell弟弟。小说的分子亚型浆液性卵巢癌和endometrioid与临床结果。癌症研究杂志2008;14:5198 - 5208。doi: 10.1158 / 1078 - 0432. - ccr - 08 - 0196。- - - - - -DOI- - - - - -PubMed
    1. 李魏X, c。探索在——对肿瘤分类和类间相关性分布。《美国国家科学院刊。2010;107:6737 - 6742。doi: 10.1073 / pnas.0910140107。- - - - - -DOI- - - - - -PMC- - - - - -PubMed
    1. 德菲利波C, Cavalieri D, Di Paola M, Ramazzotti M, Poullet JB,设计学院年代,Collini年代,Lionetti Pieraccini G、p .饮食在塑造人类肠道微生物群的影响揭示了来自欧洲和非洲农村的儿童进行比较研究。《美国国家科学院刊。2010;107:14691 - 14696。doi: 10.1073 / pnas.1005963107。- - - - - -DOI- - - - - -PMC- - - - - -PubMed

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