Масштабируемая система для интегративного анализа доступности хроматина на уровне одной клетки

Исследователи из Стэнфордского университета совместно с коллегами из Института науки о данных и биотехнологии Гладстоуна и Университета короля Абдель-зиза разработали программную систему для интегративного анализа доступности хроматина на уровне одной клетки. Описание системы, платформ для её запуска и потенциального применения представлено в журнале Nature Genetics.

Современные технологии позволяют генерировать огромные наборы данных о хроматине (материале хромосом, включающем ДНК и РНК) отдельных клеток. Однако инструменты для анализа таких данных ограничены. Ключевая проблема — объём промежуточных данных, который растёт настолько быстро, что перегружает память компьютера. В новой работе исследователи решили эту проблему, создав программный продукт ArchR.

Новое ПО ориентировано на изучение регуляции генов через физическую организацию ДНК. ArchR анализирует данные по доступности хроматина в отдельных клетках, показывая, как ДНК может быть вовлечена в процесс транскрипции. Конкретно система может выполнять:

• кластеризацию одиночных клеток,
• удаление дублетов,
• идентификацию клеточных траекторий,
• генерацию унифицированных пиковых наборов.

Программа не требует высокопроизводительных компьютеров для работы. Разработчики заявляют, что она имеет удобный интерфейс для различных сценариев анализа, выполняет те же типы анализов, что и другие системы, но быстрее. Главное — благодаря архитектуре проблемы с памятью больше не возникают. Тестирование показало способность ArchR работать с гораздо бо́льшими наборами данных, чем текущие системы.

Исследователи отмечают, что новая система упрощает комбинирование транскриптомного и эпигеномного анализов. Они считают, что ArchR имеет практическую ценность для учёных в этой области. В дальнейшем планируется добавить в систему больше функций.