UniFrac - UniFrac

Statistika
Fisher iris versicolor sepalwidth.svg

UniFrac a masofa metrikasi taqqoslash uchun ishlatiladi biologik jamoalar. Kabi o'xshashlik o'lchovlaridan farq qiladi Bray-Kertisning bir-biriga o'xshamasligi u hisoblashda kuzatilgan organizmlar orasidagi filogenetik masofani qo'shib, jamiyat a'zolarining nisbiy bog'liqligi to'g'risidagi ma'lumotlarni o'z ichiga oladi.

UniFrac-ning ikkala vaznli (miqdoriy) va vaznsiz (sifatli) variantlari[1] da keng ishlatiladi mikrobial ekologiya, bu erda birinchisi kuzatilgan organizmlarning ko'pligini hisobga oladi, ikkinchisi esa ularning mavjudligini yoki yo'qligini hisobga oladi. Usul tomonidan ishlab chiqilgan Ketrin Lozupone, u ishlayotganida Rob Nayt[2] ning Boulderdagi Kolorado universiteti 2005 yilda.[3][4]

Tadqiqot usullari

Masofa juft namunalar o'rtasida hisoblanadi (har bir namuna organizmlar jamoasini anglatadi). Bir yoki ikkala namunada topilgan barcha taksonlar a-ga joylashtirilgan filogenetik daraxt. Ikkala namunadagi taksonlarga olib boruvchi filial "birgalikda" va faqat bitta namunada paydo bo'lgan taksalarga olib boruvchi filiallar "taqsimlanmagan" deb belgilanadi. Keyin ikkita namuna orasidagi masofa quyidagicha hisoblanadi:



Ushbu ta'rif a talablarini qondiradi masofa metrikasi, salbiy bo'lmagan, faqat ob'ektlar bir xil, o'tuvchi va ularga mos kelganda nolga teng uchburchak tengsizligi.

Uzunliklari tomonlari bo'lgan uchburchaklar uchun uchburchak tengsizligining uchta misoli x, y, z. Yuqoridagi misolda qaerda bo'lgan holat ko'rsatilgan z yig'indidan ancha kam x + y qolgan ikki tomonning va pastki misolda tomonning holati ko'rsatilgan z dan bir oz kamroq x + y.

Agar bir nechta turli xil namunalar bo'lsa, har bir juft namuna uchun daraxt yasash va ularning UniFrac o'lchovini hisoblash orqali masofa matritsasini yaratish mumkin. Keyinchalik, standart ko'p o'zgaruvchan statistik usullar ma'lumotlar klasteri va asosiy koordinatalar tahlili foydalanish mumkin.

Ikkala namuna orasidagi UniFrac masofasining statistik ahamiyatini aniqlash mumkin Monte-Karlo simulyatsiyalari. Daraxtdagi har bir taksonning namunaviy tasnifini tasodifiy tanlash (filial tuzilishini o'zgarishsiz qoldirish) va UniFrac masofa qiymatlari taqsimotini yaratish orqali UniFrac qiymatlarining taqsimlanishini olish mumkin. Shundan, namunalar orasidagi haqiqiy masofaga p qiymati berilishi mumkin.

Bundan tashqari, UniFrac metrikasining vaznli versiyasi mavjud bo'lib, u jamoalar tarkibidagi taksonlarning har birining nisbatan ko'pligini hisobga oladi. Bu odatda ishlatiladi metagenomik metagenomik o'qishlar soni o'n minglab bo'lishi mumkin bo'lgan tadqiqotlar va ushbu o'qishlarni "bin" qilish maqsadga muvofiqdir operatsion taksonomik birliklar yoki UniFrac doirasida takson sifatida ko'rib chiqilishi mumkin bo'lgan OTUlar.

2012 yilda, UniFracning umumlashtirilgan versiyasi,[5] vaznsiz va vaznsiz UniFrac masofasini yagona doirada birlashtiradigan taklif qilingan. O'lchangan va vaznsiz UniFrac masofasi ko'p nasllarga yoki kamdan-kam nasablarga juda og'irlik qiladi. Atrof muhit ta'sirini aniqlash uchun ularning kuchi ba'zi bir sozlamalar ostida cheklangan, bu erda o'rtacha darajada ko'p nasllar asosan ta'sirlanadi. Umumlashtirilgan UniFrac masofasi og'ir yoki og'ir vaznli UniFrac masofasining cheklanishini ularning ko'p yoki noyob nasllarga ahamiyatini kamaytirib tuzatadi.

Adabiyotlar

  1. ^ Lozupone, C. A .; Hamady, M; Kelley, S. T .; Ritsar, R. (2007). "Beta xilma-xillikning miqdoriy va sifatli chora-tadbirlari mikrobial jamoalarni tuzadigan omillar to'g'risida turli xil tushunchalarga olib keladi". Amaliy va atrof-muhit mikrobiologiyasi. 73 (5): 1576–85. doi:10.1128 / AEM.01996-06. PMC  1828774. PMID  17220268.
  2. ^ Ritsar, Rob (2015). Ichakka rioya qiling: mayda mikroblarning ulkan ta'siri. Simon & Schuster / TED. p. 89. ISBN  978-1-4767-8475-5.CS1 maint: ref = harv (havola)
  3. ^ Lozupone, C .; Ritsar, R. (2005). "UniFrac: Mikrobial jamoalarni taqqoslashning yangi filogenetik usuli". Amaliy va atrof-muhit mikrobiologiyasi. 71 (12): 8228–8235. doi:10.1128 / AEM.71.12.8228-8235.2005. PMC  1317376. PMID  16332807.
  4. ^ Hamady, M; Lozupone, C; Ritsar, R (2010). "Tez Uni Frak: Mikrobial jamoalarning yuqori rentabellikdagi filogenetik tahlillariga ko'maklashish, shu jumladan pirosekvensiya va filoni tahlil qilish Chip ma'lumotlar ". ISME jurnali. 4 (1): 17–27. doi:10.1038 / ismej.2009.97. PMC  2797552. PMID  19710709.
  5. ^ Chen, J .; Bittinger, K .; Charlson, E. S.; Hoffmann, C .; Lyuis J.; Vu, G. D .; Collman, R. G.; Bushman, F. D .; Li, H. (2012). "UniFracning umumiy masofalaridan foydalangan holda mikrobiom kompozitsiyasini ekologik kovariatlar bilan bog'lash". Bioinformatika. 28 (16): 2106–2113. doi:10.1093 / bioinformatika / bts342. PMC  3413390. PMID  22711789.

Tashqi havolalar