Genomeeting 2016 Mexico

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recount: facilitando el análisis de miles de muestras de RNA-seq Leonardo Collado-Torres @fellgernon Genomeeting 2016

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Problema inicial: identificar regiones del genoma cuya expresión cambia a lo largo de la vida en los cerebros de los humanos

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Línea de investigación - annotation-agnostic - análisis reproducibles - datos accesibles - herramientas estadísticas para la comunidad genómica

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lecturas RNA-seq Genoma (ADN) Transcritos ARN (muchas posibles variantes) Midiendo expresión: RNA-seq Adaptado de @jtleek

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Genoma (ADN) Alineamiento de lecturas Adaptado de @jtleek Tipos de análisis comunes: • Conteo(genes, exones) • Ensamblado del transcriptoma

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Dificultades con conteo http://www-huber.embl.de/users/anders/HTSeq/doc/count.html

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Complicaciones del transcriptoma Frazee et al, Biostatistics, 2014

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Tamaño de proyectos ha aumentado 2009 (11) 2010 (46) 2011 (121) 2012 (235) 2013 (408) 2014 (625) 2015 (548) 2016 (18) 7 8 9 10 11 12 Project size in base−pairs over the years log10 base−pairs per project https://jhubiostatistics.shinyapps.io/recount/

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Genoma (ADN) Lecturas alineadas Adaptado de @jtleek

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DER finder approach • Find contiguous base pairs with Differential Expression signal  DE Regions or DERs • Find nearest annotated feature

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Vector de covertura 2 6 0 11 6 Genoma (ADN) Covertura de lecturas Adaptado de @jtleek

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Identificando DERs del cerebro a través del desarrollo Fetal Infant Child Teen Adult 50+ 6 / grupo, N = 36 Datos iniciales Null: Alt: Modelos Resultados iniciales Jaffe et al, Nat. Neuroscience, 2015 50,650 DERs replicaron 63,135 DERs Resultados finales

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Jaffe et al, Nat. Neuroscience, 2015

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Gran cantidad de DERs fuera del transcriptoma conocido Jaffe et al, Nat. Neuroscience, 2015

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DERs asociadas a la edad no son específicas del DLPFC BrainSpan data Jaffe et al, Nat. Neuroscience, 2015

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Proportion of Cells Cambios de expresión podrían ser por un cambio de la población de células Jaffe et al, Nat. Neuroscience, 2015 Estimation method: Houseman et al, BMC Bioinformatics, 2012

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Chromatin immunoprecipitation seq. http://assets.illumina.com/content/dam/illumina-marketing/images/techniques/large/web-graphic-chipseq-workflow-large.jpg

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Análisis típico de ChIP-seq

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Datos de ChIP-seq del cerebro EpiMap project

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Variación modelada H3K4me3 data: all regions with binding signal

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Differentially bound regions

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Collado-Torres et al, F1000Research, 2015 regionReport

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Collado-Torres et al, F1000Research, 2015 regionReport

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Collado-Torres et al, F1000Research, 2015 Reportes interactivos en formato HTML

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Collado-Torres et al, F1000Research, 2015 Reportes interactivos en formato HTML

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Adaptado de @BenLangmead

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Adaptado de @BenLangmead

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Adaptado de @BenLangmead

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Adaptado de @BenLangmead

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Adaptado de @BenLangmead

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Adaptado de @BenLangmead

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recount: desde el Internet https://jhubiostatistics.shinyapps.io/recount/

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http://bioconductor.org/packages/recount

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http://www.sciserver.org

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bit.ly/recount-sciserver

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bit.ly/recount-sciserver

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Problema inicial: identificar regiones del genoma cuya expresión cambia a lo largo de la vida en los cerebros de los humanos 1. derfinder permite descubrir regions diferencialmente expresadas y pegadas 2. Identificamos regiones que cambian su expresión en el cerebro 3. Creamos herramientas para compartir reportes reproducibles 4. Vía recount se pueden usar estas herramientas para analizar 2,040 projectos públicos

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Agradecimientos Asesores Jeffrey Leek Andrew Jaffe Colaboradores Alyssa Frazee Abhinav Nellore Michael Love Ben Langmead Rafael Irizarry EpiMap project SciServer Apoyo NIH LIBD JHU-Biostats CONACyT México

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Referencías + software + código: @fellgernon • Collado-Torres, et al. Nucleic Acids Research (2016) doi: 10.1093/nar/gkw852 – http://bioconductor.org/packages/derfinder – http://leekgroup.github.io/derSupplement/ • Collado-Torres, et al. F1000Research (2015) doi:10.12688/f1000research.6379.1 - http://www.bioconductor.org/packages/regionReport - http://leekgroup.github.io/regionReportSupp/ • Collado-Torres and Nellore, et al. bioRxiv (2016) doi: 10.1101/068478 – http://bioconductor.org/packages/recount – https://jhubiostatistics.shinyapps.io/recount • Nellore, Collado-Torres, et al. Bioinformatics (2016) doi:10.1093/bioinformatics/btw575 - rail.bio •Nellore, …, Collado-Torres, et al. bioRxiv (2016) doi:10.1101/038224 -intropolis.rail.bio • Jaffe, Shin, Collado-Torres, et al. Nat. Neurosci. (2015) doi:10.1038/nn.3898 – https://github.com/lcolladotor/libd_n36 – https://github.com/leekgroup/enrichedRanges