WGCNA学习笔记1

看文献看到这个技术,来详细了解一下,还是申明这也只是我的学习笔记
参考的主要教程:https://cloud.tencent.com/developer/article/1516749
这个教程写的很好了,详细且系统,很适合我们这种小白来看。

原理概念的了解

WGCNA其译为加权基因共表达网络分析,该分析方法旨在寻找协同表达的基因模块(module),并探索基因网络与关注的表型之间的关联关系,以及网络中的核心基因。

从方法上来讲,WGCNA分为表达量聚类分析和表型关联两部分,主要包括基因之间相关系数计算、基因模块的确定、共表达网络、模块与性状关联四个步骤。

第一步计算任意两个基因之间的相关系数(Person Coefficient)。为了衡量两个基因是否具有相似表达模式,一般需要设置阈值来筛选,高于阈值的则认为是相似的。但是这样如果将阈值设为0.8,那么很难说明0.8和0.79两个是有显著差别的。因此,WGCNA分析时采用相关系数加权值,即对基因相关系数取N次幂,使得网络中的基因之间的连接服从无尺度网络分布(scale-freenetworks),这种算法更具生物学意义。

第二步通过基因之间的相关系数构建分层聚类树,聚类树的不同分支代表不同的基因模块,不同颜色代表不同的模块。基于基因的加权相关系数,将基因按照表达模式进行分类,将模式相似的基因归为一个模块。这样就可以将几万个基因通过基因表达模式被分成了几十个模块,是一个提取归纳信息的过程。

基因之间不仅仅是相关与否,还记录着它们的相关性数值,数值就是基因之间的联系的权重(相关性)

模块(module):表达模式相似的基因分为一类,这样的一类基因成为模块

Eigengene(eigen + gene):基因和样本构成的矩阵

Adjacency Matrix
邻近矩阵:是图的一种存储形式,用一个一维数组存放图中所有顶点数据;用一个二维数组存放顶点间关系(边或弧)的数据,这个二维数组称为邻接矩阵;在WGCNA分析里面指的是基因与基因之间的相关性系数矩阵。 如果用了阈值来判断基因相关与否,那么这个邻近矩阵就是0/1矩阵,只记录基因相关与否。但是WGCNA没有用阈值来卡基因的相关性,而是记录了所有基因之间的相关性。

Topological Overlap Matrix (TOM)
WGNA认为基因之间的简单的相关性不足以计算共表达,所以它利用上面的邻近矩阵,又计算了一个新的邻近矩阵。一般来说,TOM就是WGCNA分析的最终结果,后续的只是对TOM的下游注释。

下游分析

得到模块之后的分析有:
1.模块的功能富集
2.模块与性状之间的相关性
3.模块与样本间的相关系数
挖掘模块的关键信息:
1.找到模块的核心基因
2.利用关系预测基因功能

教程中后面有详细的代码去做的图,一直到cytoscape之前的部分都有,需要的可以查看原教程。

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