重み付け相関ネットワークに基づく異なる生息地における根内微生物叢の発散

この方法は、異なる環境における異なる微生物種のインタラクティブな関係または共発生ネットワークを効果的に探索することができる。WGCNA アルゴリズムを使用して、微生物叢の共発生ネットワークを構築する方法の詳細を提供します。さらに、その結果に基づいて、この方法は、微生物群集間の微生物関係および組成の分化を評価する。

メソッドの基本的な流れはここにあります。微生物叢の組成および豊富なデータは、サンプルの NCBI データベースまたはシーケンスデータからダウンロードされます。まず、RStudio ソフトウェアを開き、WGCNA パッケージをインストールします。

次に、データをロードし、良好なサンプル遺伝子機能を使用してデータの正確性を確認します。外れ値を確認し、当社の要件を満たすサンプルを保存します。チェック結果が true の場合は、次の手順に進みます。

結果を保存します。ピックオフしきい値関数を使用して、異なる電力値の下のデータのスケールフリーインデックス R 2 乗を計算します。結果を視覚化します。

スケールフリーインデックスが1に近い場合、ネットワーク構造はスケールフリーネットワークに近くなります。スケールフリーインデックス R 2 乗が 0.9 より大きい場合は、電力値を選択します。最後に、同じ方法を使用して、残りのマイクロバイオームデータを分析します。

まず、隣接関係関数を使用して、シンボリック共オカレンスネットワークを構築します。さらに、TOM類似度関数を使用して、トポロジカルで重なり合うネットワークを開発します。次に、Hclust 関数を使用して階層クラスタリングを実行し、結果として生成されるクラスター・ツリーを描画します。

3 つ目は、cutree 動的関数を使用して動的分岐切削を実行し、最小クラスター・サイズ・パラメーターを使用して最小のモジュール・サイズを設定します。最小のモジュールサイズは、通常 30 以上に設定されます。第4に、各モジュールの微生物特性を算出する。

相関係数に従って階層クラスタリングを行い、高さが0.25未満のモジュールをマージして各モジュールの分布を取得しました。5番目に、プロット・デンドロとカラー機能を使用して結果を視覚化します。共オカレンスネットワークモジュールの割り当て表示図が得られる。

次に、モジュールの色の名前を変更し、色に対応するデジタルラベルを作成します。後続のパーツで使用するために保存します。最後に、他のデータセットに対して上記のプロセスを繰り返します。

この部分では、2つのデータセットを比較して分析し、保存テストを実施します。最初に、前の手順で保存した 2 つのデータセットのパラメーターと結果を読み込みます。次に、あるデータ・セットのモジュール結果を参照グループとして設定し、別のデータ・セットをテスト・グループとして設定し、モジュール比較を実行します。

次に、モジュール間の保守性を定量化するために、保守的性、統計パラメータ、Zサマリーおよび中央値順位の値を計算する。最後に、結果を視覚化します。Z の要約値が 2 未満、上部の中央値のランク値の両方を満たすネットワーク モジュールを決定します。

このモジュールは、2つのマイクロビオタデータの中で最も保存されていないモジュールです。モジュール・メンバーシップの相関分析を実行します。2つのネットワークのモジュール割り当て結果を参照として設定し、テストグループをそれぞれ設定します。

設定は、保存テストと同じである必要があります。まず、各OTUのKME値を、保存試験の結果に基づいて複数の候補モジュールで計算した。例として黄色のモジュールを考えます。

2つの黄色のモジュールのKME値の相関係数を計算し、モジュール内のKME値の相関分析図を描きます。最後に、図中の相関係数に従って、2つのデータセット内のモジュールの保守的さを判断する。相関係数が最も小さいモジュールを選択します。

まず、エクスポート ネットワークを Cytoscape 関数に使用して、Cytoscape が読み取ることができるエッジおよびノード リスト ファイルにネットワークをエクスポートします。次に、ファイルを Cytoscape にインポートします。しきい値を 0.5 に設定し、必要に応じて他のパラメーターを調整します。

最後に、異なる微生物の共発生ネットワークを得る。この記事では、WGCNAアルゴリズムを使用して、稲根システムの3つのニッチの違いを分析します。スケールフリーネットワークに近い3つのネットワークを満たす電力値を選択します。

この内層、根葉面、及び根球微生物発生ネットワークにおいて、それぞれ23、22及び21のモデルを同定する。保存テストと相関分析を使用して、稲根システムの2つのニッチ間の非常に非保守的なモジュールを見つけます。異なる微生物のフィラムを表すために異なる色を使用して、これらの3つのモジュールの共発生ネットワークを構築します。

プロテオバクテリア、アクチノバクテリア、バクテロイデス、フィルミキュート、ヴェルコクトロビアは、3つの異なる微生物ネットワークを支配した。さらに、17コア属は主にこれらのネットワークを規制する。このビデオを見た後、環境環境が異なるために微生物群集で発生する可能性のある異なる共発生ネットワークを解析するために WGCNA アルゴリズムを使用する一連の手順を実行する方法をよく理解する必要があります。