Tek-Hücre Seviyeli Proteomik Veri Kümelerinin Yatay Bütünleştirilmesi

Abstract

Kütle spektrometresi ve antikor tabanlı dizileme teknolojilerinin tek-hücre düzeyinde kullanılması, tek-hücre proteomik veri kümelerinin artmasını sağlamıştır. Bu veri kümelerini bütünleştirmek, dizilenen moleküllerin azlığı nedeniyle sıklıkla ortaya çıkan toplu etkiyi ortadan kaldırmak için çok önemlidir. Yüksek boyutlu tek-hücre transkriptomik veri kümelerini yatay bütünleştirmeye yönelik geliştirilen yöntemler tek-hücre proteomik veri kümelerine de uygulanabilmesine karşın, düşük boyutlu proteomik veri kümeleri için özel olarak tasarlanmış bir yaklaşım bütünleştirme işlemini geliştirebilmektedir. Bu projede, antikor tabanlı tek-hücre proteomik veri kümelerinin yatay bütünleştirilmesi amacıyla SCPRO-HI algoritması geliştirilmiştir. Bu yöntem farklı veri kümelerindeki benzer hücreleri eşleştirirken hücre kümeleri için ayırt edici proteinlerin benzerliğine dayalı hiyerarşik bir hücre eşleştirme tekniği önermektedir. Özgün bir varyasyonel otomatik kodlayıcı model kullanılarak protein bollukları daha düşük boyutlu yeni bir uzaya taşımadan üzerlerindeki toplu etkilerden arındırılmaktadır. SCPRO-HI algoritmasının performansı, sentetik ve gerçek dünya tek-hücre proteomik veri kümeleri kullanılarak test edilmiştir. Elde edilen bulgulara göre, geliştirilen algoritmanın yüksek performanslı rakip yöntemlerden daha iyi başarım göstermiştir. Deneysel sonuçlar geliştirilen yöntemin rakiplerinden %75 daha yüksek siluet skoru elde ederken önemli proteinlerin mevcudiyetini %13 daha iyi koruduğunu göstermektedir. Ayrıca, algoritma transkriptomik veri kümelerini ve kütle spektrometresi tabanlı proteomik veri kümelerini bütünleştirmede rekabetçi performans göstererek yüksek boyutlu veri kümelerini bütünleştirmede de kullanılabileceğini göstermiştir.