GSVA: анализ вариабельности наборов генов для данных микрочипов и RNA-seq

Введение: Анализ обогащения наборов генов (GSE) — широко используемый подход к преобразованию информации о профилях экспрессии генов в сводные показатели активности биологических путей или сигнатур. По сравнению с анализом отдельных генов этот подход позволяет снизить уровень шума и размерность данных, а также обеспечивает лучшую биологическую интерпретируемость. По мере того как эксперименты молекулярного профилирования выходят за рамки простых исследований «случай — контроль», необходимы устойчивые и гибкие методы анализа обогащения наборов генов, способные моделировать активность биологических путей в высокогетерогенных наборах данных.

Результаты: Для решения этой задачи мы представляем анализ вариабельности наборов генов (Gene Set Variation Analysis, GSVA) — метод анализа обогащения наборов генов, который без учителя оценивает вариабельность активности биологических путей в совокупности образцов. Мы демонстрируем устойчивость GSVA, сравнивая его с современными методами оценки обогащения на уровне отдельных образцов. Кроме того, мы приводим примеры применения метода для анализа дифференциальной активности биологических путей и выживаемости. Наконец, мы показываем, что GSVA аналогично работает с данными, полученными как методом микрочипового анализа, так и методом RNA-seq.

Выводы: По сравнению с соответствующими методами GSVA обладает большей статистической мощностью для выявления небольших изменений активности биологических путей в совокупности образцов. Если методы анализа обогащения наборов генов обычно рассматриваются как конечный этап биоинформатического анализа, то GSVA служит отправной точкой для построения биологических моделей, ориентированных на биологические пути. Кроме того, GSVA отвечает на актуальную потребность в методах анализа обогащения наборов генов для данных RNA-seq. GSVA представляет собой пакет программного обеспечения с открытым исходным кодом для R, входящий в состав проекта Bioconductor; его можно скачать по адресу http://www.bioconductor.org.