Фоновая поправка в анализе ДНК-микрочипов
Материал из MachineLearning.
(→MAS 5.0) |
(→MAS 5.0) |
||
Строка 25: | Строка 25: | ||
где <tex>d_k\left(x.y\right)</tex> - евклидово расстояние между пробой и центром <tex>k</tex>-й ячейки, <tex>s_0</tex> - сглаживающий коэффициент (значение по умолчанию 100). | где <tex>d_k\left(x.y\right)</tex> - евклидово расстояние между пробой и центром <tex>k</tex>-й ячейки, <tex>s_0</tex> - сглаживающий коэффициент (значение по умолчанию 100). | ||
- | Скорректированное значение интенсивности рассчитывается по формуле <tex>A\left(x,y\right)=\max(\max(I(x,y),0.5)-b(x,y), NoiseFrac | + | Скорректированное значение интенсивности рассчитывается по формуле <tex>A\left(x,y\right)=\max(\max(I(x,y),0.5)-b(x,y),\:NoiseFrac\prod n(x,y)),</tex> где <tex>I(x,y)</tex> - исходное значение интенсивности, <tex>NoiseFrac</tex> - параметр, соответствующий доле учитываемой вариации фоновой интенсивности (значение по умолчанию 0.5). |
[[Категория:Биоинформатика]] | [[Категория:Биоинформатика]] | ||
{{Stub}} | {{Stub}} |
Версия 16:23, 11 мая 2010
Фоновая поправка - важный предварительный этап в анализе ДНК-микрочипов. Его необходимость связана с наличием таких мешающих факторов, как шум оптической системы распознавания и неспецифическая гибридизация.
Ideal mismatch
Изначально для анализа фонового эффекта была разработана система так называемых PM-MM проб. Помимо нуклеотидных зондов, в точности соответствующих последовательности каждого рассматриваемого гена (Perfect Match probes), на микрочипах Affymetrix GeneChip размещались зонды, в которых средний (тринадцатый) олигонуклеотид был заменён на комплементарный (Mismatch probe). Предполагалось, что по интенсивности MM-проб можно будет оценить эффект неспецифической гибридизации и вычесть его из интенсивности PM-проб. Этот подход сразу же продемонстрировал свою несостоятельность - было показано, что в среднем для ДНК-микрочипа интенсивность около 30% MM-проб превышает интенсивность соответствующих им PM-проб[1]. Из-за этого вычитание интенсивностей MM-проб приводит к бессмысленному результату, поскольку экспрессия гена оказывается отрицательной.
Чтобы нейтрализовать этот эффект, компанией Affymetrix была разработана концепция Ideal Mismatch[1]. Идея заключается в том, чтобы делать обычную PM-MM коррекцию там, где это возможно, а в остальных случаях вычитать из интенсивности PM-проб некоторую величину, меньшую интенсивности MM-проб. Для каждого множества проб, соответствующих одному участку ДНК, вычисляется значение специфической фоновой интенсивности , представляющее собой устойчивое к выбросам среднее по каждой паре проб в множестве логарифмов отношений PM-интенсивностей к MM-интенсивностям. Если
- номер пробы, а
- номер подмножества проб, то фоновый эффект оценивается следующим выражением:
Здесь
RMA-свёртка
Данный метод фоновой коррекции является частью комплекса RMA методов для предобработки данных ДНК-микрочипов [1]. Используются только данные PM-проб. Значения интенсивности по ним корректируются отдельно по каждому микрочипу с использованием следующей модели распределения интенсивностей проб. Нескорректированное значение интенсивности представляется в виде суммы нормально распределённого шума
со средним
и дисперсией
и экспоненциально распределённого сигнала
со средним значением
. Чтобы исключить возможность получения отрицательных значений интенсивности, рассматривается только неотрицательная часть нормального распределения. Корректировка производится согласно следующей формуле:
где
,
и
- соответственно функция распределения и плотность стандартного нормального распределения.
MAS 5.0
Данный метод делит каждый ДНК-микрочип на (по умолчанию 16) прямоугольных областей одинаковой площади, в каждой из которых фоновая поправка оценивается с помощью 2%-квантиля (наименьших значений) интенсивности
; оценивается также дисперсия наименьших 2% значений интенсивности
. Затем фоновая поправка для каждой пробы с координатами
рассчитывается как взвешенное среднее всех
оценок:
.
По аналогичной формуле с заменой на
рассчитывается дисперсия фоновой поправки для каждой пробы.
Веса зависят от расстояния между пробой и центрами прямоугольных областей:
где - евклидово расстояние между пробой и центром
-й ячейки,
- сглаживающий коэффициент (значение по умолчанию 100).
Скорректированное значение интенсивности рассчитывается по формуле где
- исходное значение интенсивности,
- параметр, соответствующий доле учитываемой вариации фоновой интенсивности (значение по умолчанию 0.5).