[发明专利]一种联合分析单细胞scRNA-seq和scATAC-seq的流程方法

说明书

本发明公开了一种联合分析单细胞scRNA‑seq和scATAC‑seq的流程方法，包括scRNA‑seq分析、scATAC‑seq分析、scRNA‑seq和scATAC‑seq联合分析；本发明结构科学合理，使用安全方便，分析流程具有简便新颖性，先对scRNA‑seq数据做，基因差异分析和细胞聚类分析，再对scATAC‑seq数据做染色质可及性分析，转录因子的足迹分析和细胞聚类分析最后我们将两者数据通过coupledNMF联合分析，另外我们将coupledNMF原始要求输入五个文件简化为三个必须文件，简化操作流程，使之能够成为可操作运行的语言程序进行数据分析。

技术领域

本发明涉及单细胞技术领域，具体为一种联合分析单细胞scRNA-seq和scATAC-seq的流程方法。

背景技术

临床或实验研究中感兴趣的生物样本通常是不同类型细胞的异质混合物，组学研究对于细胞关键基因的挖掘和基因网络调控的深入分析具有重要作用，单细胞测序是对单个细胞进行大规模平行测序方法，是研究肿瘤异质性，免疫细胞群体和胚胎发育的优秀方法，为我们提供了最大的肿瘤组学测序平台，在解释涉及人类癌症遗传途径改变和早期胚胎发育方面发挥了重要作用；

单细胞RNA-seq测序在mRNA水平上获得细胞的基因表达谱,构建了新确定的亚型分类，使得以前未知的细胞亚型及其基因标志得到识别和表征，为病理机制的研究和疾病的诊断及治疗提供帮助，近期文献报道，采用单细胞RNA-Seq技术构建骨髓单核细胞的基因表达谱，比较捐献者与被捐献者的嵌合情况，绘制了在移植手术免疫过程中免疫细胞基因表达谱，并发现了新免疫细胞亚群，单细胞ATAC-seq测序在染色质水平上分析染色质的可及性，并绘制参与转录调控的转录因子调控网络，可揭示转录因子与反式作用元件的关系，这种基于高通量测序的开放染色质位点发掘分析可以在基因组水平上揭示不同的调控因子位点，打破单个基因上下游及染色体间的分析界线，对人类造血系统分化细胞类型中染色质可接近性进行scATAC-seq分析，构建造血细胞分化中染色质可接近性状态的变化轨迹并挖掘关键的转录调控因子，scRNA-seq和scATAC-seq的联合分析提供单细胞的基因动态和染色质可接近性状态的变化轨迹，在染色质水平和表达基因水平上全面解析基因转录调控的过程，尽管单细胞scRNA-seq和scATAC-seq的研究较多，但可用于scRNA-seq和scATAC-seq联合分析的方法较少，尤其是差异表达的mRNA与相应的转录调控因子的靶标位点及在染色质可及区域的对应关系的分析方法目前还没有出现。

发明内容

本发明提供一种联合分析单细胞scRNA-seq和scATAC-seq的流程方法，可以有效解决上述背景技术中提出scRNA-seq和scATAC-seq的联合分析提供单细胞的基因动态和染色质可接近性状态的变化轨迹，在染色质水平和表达基因水平上全面解析基因转录调控的过程，尽管单细胞scRNA-seq和scATAC-seq的研究较多，但可用于scRNA-seq和scATAC-seq联合分析的方法较少，尤其是单细胞分析中，scRNA-seq反映的是细胞质基质中mRNA水平，scATAC反应的是细胞核中染色质的可及性水平，两者在生理学上存在一定的时间差，用于统一差异表达的mRNA和染色质可及区域两者的分析方法仍有待研究。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种联合分析单细胞scRNA-seq和scATAC-seq的流程方法，包括scRNA-seq分析、scATAC-seq分析、scRNA-seq和scATAC-seq联合分析；

所述scRNA-seq分析包括如下步骤：

A1、原始数据处理；

A2、差异分析和细胞聚类；

A3、TF的查找；

所述scATAC-seq分析包括如下步骤：

B1、原始数据处理；

B2、信号峰的位置和强度的寻找；