网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

新手学 RNA-Seq 分析,看这一篇就够了

0
分享至

为什么很多 RNA-seq 分析,最后只能得到「一堆差异基因」?RNA-seq 分析最难的不是得到差异基因,而是证明这些差异真实存在,并解释它们意味着什么。

除了要熟悉 RNA-seq 的顺序:测序公司发送数据——下载表达矩阵——运行 DESeq2——获得差异基因——绘制火山图——GO/KEGG 富集——文章完成。

更要了解:「这些差异基因是否可靠?」、「样本之间是否存在批次效应?」、「这些通路变化是否具有生物学意义?」、「你的分析如何支持后续机制研究?」

如何准备样本、设置分组

假设我们研究:某药物是否能够改变肿瘤细胞的转录状态?

实验设计:


  • Control 组(Ctrl_1、Ctrl_2、Ctrl_3)

  • Treatment 组(Treat_1、Treat_2、Treat_3)


经过 RNA 测序后,我们获得了一个巨大的表达矩阵:


图 1:表达矩阵

RNA-seq 完整分析流程:从测序数据到候选机制


图 2:RNA-seq 完整分析流程(ChatGPT)

一个标准 RNA-seq 分析流程通常包括:

Raw sequencingdata——质量控制(QC)——比对/定量——Gene Count Matrix——样本质量评价——PCA 聚类分析——差异表达分析(DEG)——火山图/热图——GO/KEGG——候选机制发现——实验验证

RNA-Seq 分析的第一步:Gene Count Matrix

通常我们从测序公司拿到的是 Gene-level raw count 矩阵。表格里的每个数字,代表测序读段(reads)被比对到某个基因上的原始数量。如下:


⚠️ 一个提醒:

很多初学者拿 TPM 或 FPKM 直接跑 DESeq2——这是错的。

因为 DESeq2 的设计输入是原始 count,它会自己完成:测序深度校正、样本间标准化、统计模型拟合。直接输入标准化后的表达值,反而会破坏 DESeq2 内置的统计假设。

PCA 分析:RNA-seq 最重要的质量控制工具


图 3:PCA 分析示意图(https://blog.csdn.net/telasi2004/article/details/142501798)

PCA(Principal Component Analysis,主成分分析)的作用:确认实验组和对照组是否真的存在整体表达差异:同一组的样本,应该聚在一起;不同组的样本,应该分开

(PCA 通常被用于 RNA-seq 探索性分析和质量控制,用于观察样本间主要变异来源及分组聚类情况)

DESeq2:RNA-seq 差异分析最常用工具之一

DESeq2 基于基因表达水平、样本间差异、测序深度、生物学变异,最终输出差异基因:


图 4:DESeq2 分析后的差异基因

我们通过筛选设置阈值进行分析,主要关注两个指标:

  • Fold Change(倍数变化):查看实验组的表达量是控制组的几倍。为例如:如果,说明表达量翻倍(上调);如果等于,说明表达量减半(下调)。

  • FDR / P-adj(校正后的 P 值):这个差异是否真实,因为我们同时对两万个基因做检验(多重假设检验),极容易出现「假阳性」。建议看校正后的 P-adj(通常要求)。

结果可视化(可以利用在线网站分析,也可以在 R 中分析)

1、火山图:寻找差异基因

它将基因的「变化幅度」和「统计学显著性」完美结合在了一张图里。

  • 横轴:(表达量的变化倍数)。越靠右表示上调倍数越大,越靠左表示下调倍数越大。

  • 纵轴:(显著性水平)。点的位置越高,说明差异越具有统计学意义。

  • 参考线:通常会画两条竖虚线和一条横虚线作为阈值。


图 5:火山图(https://blog.csdn.net/qq_37148940/article/details/141564354)

2、聚类热图(Heatmap):基因表达模式全景图

热图是用来聚焦你筛选出的核心基因集,看它们在不同样本里的相对变化趋势。

  • 行与列:通常每一行代表一个基因,每一列代表一个样本。

  • 颜色阶梯:颜色代表表达量标准化(如 Z-score)后的高低。通常红色代表高表达,蓝色代表低表达。

  • 聚类树(Dendrogram):顶部和左侧像树枝一样的线条,代表样本间或基因间的相似性聚类结果。


图 6:聚类热图(https://blog.csdn.net/qq_41909309/article/details/103595682)

3、GO 富集条形图(Barplot)

横轴通常是富集到该通路的基因数量(Count),纵轴是通路的名称。颜色的深浅通常代表 P 值或 q 值的大小(越红越显著)。


图 7:GO 富集条形图(https://www.zhihu.com/zvideo/1397273860954296320)

4、KEGG 气泡图(Dotplot)

横轴是 GeneRatio(富集到该通路的差异基因数 / 差异基因总数),气泡的大小代表基因数量,气泡的颜色代表显著性。


图 8:KEGG 气泡图(https://blog.csdn.net/MurphyStar/article/details/129683996)

编辑:小 z

题图:自制

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
特朗普的交易失败了?美国公司并不急于接受俄罗斯柴油

特朗普的交易失败了?美国公司并不急于接受俄罗斯柴油

山河路口
2026-10-30 12:42:46
18%转投沈伯洋!蒋万安不认“中国人”惹恼深蓝?郑丽文罕见发火

18%转投沈伯洋!蒋万安不认“中国人”惹恼深蓝?郑丽文罕见发火

星落山间
2026-10-30 07:47:24
男子破产12年送外卖养家,这天竟收1200万汇款,追到汇款方后却傻眼

男子破产12年送外卖养家,这天竟收1200万汇款,追到汇款方后却傻眼

温情邮局
2025-08-22 11:56:14
爆冷!哈登24+5+4,赛后米切尔一把抱住多特,哈登紧随其后

爆冷!哈登24+5+4,赛后米切尔一把抱住多特,哈登紧随其后

担酒
2026-10-30 10:35:10
爆冷男乒世界第一!俄罗斯黑马:感觉松岛辉空有点疲惫,现在五五开

爆冷男乒世界第一!俄罗斯黑马:感觉松岛辉空有点疲惫,现在五五开

全言作品
2026-10-30 19:42:02
悲催!网传山西一鞋厂通知放两个多月长假,称订单下滑持续亏损,员工可外出找工,复工等来年通知

悲催!网传山西一鞋厂通知放两个多月长假,称订单下滑持续亏损,员工可外出找工,复工等来年通知

火山詩话
2026-10-29 21:00:27
米奇:常规时间最后时刻是我的错 我本该叫暂停的

米奇:常规时间最后时刻是我的错 我本该叫暂停的

北青网-北京青年报
2026-10-29 20:40:03
中央党校刊文,养老金再分配,是在缩小差距还是加固差距?

中央党校刊文,养老金再分配,是在缩小差距还是加固差距?

虎哥闲聊
2026-10-29 10:12:17
178cm 撑起的"人间黄金量角器",凭什么火得这么清醒?

178cm 撑起的"人间黄金量角器",凭什么火得这么清醒?

云端小院
2026-10-29 07:49:30
47%!43.8%!场均22+6+2,能进攻防守也很强,还让绿军“白赚”2个首轮签

47%!43.8%!场均22+6+2,能进攻防守也很强,还让绿军“白赚”2个首轮签

兵哥篮球故事
2026-10-30 19:53:02
涉嫌严重违纪违法!山东省纪委监委网站最新通报,张士东、李庆福被查

涉嫌严重违纪违法!山东省纪委监委网站最新通报,张士东、李庆福被查

上观新闻
2026-10-30 15:43:14
中纪委动真格!严查“兵托”,纵容包庇者一律从严问责!

中纪委动真格!严查“兵托”,纵容包庇者一律从严问责!

细说职场
2026-10-24 12:41:26
“裁员根本不是必选项!”公司坚持101年从不裁员,CEO放话:我们也用AI,但绝不拿老员工“开刀”

“裁员根本不是必选项!”公司坚持101年从不裁员,CEO放话:我们也用AI,但绝不拿老员工“开刀”

CSDN
2026-10-30 12:44:30
姆巴佩不当言论背后,才是我们该深思的东西!

姆巴佩不当言论背后,才是我们该深思的东西!

梦归秋辰
2026-10-27 19:38:14
北京首富易主:身家飙升至2050亿元,超过雷军跻身全国前10

北京首富易主:身家飙升至2050亿元,超过雷军跻身全国前10

说故事的阿袭
2026-10-29 16:05:52
国家再次出手调控油价:应调440元实调345元

国家再次出手调控油价:应调440元实调345元

环球网资讯
2026-10-30 10:56:27
谢卫江任湖南省代省长

谢卫江任湖南省代省长

极目新闻
2026-10-30 19:14:56
库里开季39罚39中,创NBA历史纪录

库里开季39罚39中,创NBA历史纪录

懂球帝
2026-10-30 11:50:10
字节跳动的张一鸣又成中国首富了,他老婆却是修电脑修来的

字节跳动的张一鸣又成中国首富了,他老婆却是修电脑修来的

潘幸知
2026-10-28 11:34:47
养老金调整新思路:低者涨8%高者降10%,缩小差距就该这么干!

养老金调整新思路:低者涨8%高者降10%,缩小差距就该这么干!

你在偷看谁
2026-10-30 18:42:50
2026-10-30 20:44:49
生物学霸 incentive-icons
生物学霸
科研资讯平台
11616文章数 31329关注度
往期回顾 全部

科技要闻

谷歌一天跌没5000亿美元!AI烧钱吓傻华尔街

头条要闻

小伙结婚邀网友喝喜酒没想到来两千多人 当地文旅发声

头条要闻

小伙结婚邀网友喝喜酒没想到来两千多人 当地文旅发声

体育要闻

第三年合同获保障 杨瀚森在垃圾时间抢饭碗

娱乐要闻

李冰冰任泉亲密照流出,情谊胜过夫妻

财经要闻

直播退烧,品牌迎来梦醒时分

汽车要闻

问界新M8公布Max、Max+、Ultra三款配置,即日起开放选择

态度原创

艺术
游戏
房产
健康
军事航空

艺术要闻

黄庭坚超越苏轼的一幅行书,长枪大戟,撑起宋人风骨,堪称“宋书之冠”!

运营17年后,《剑网3》决定回到那个名为“50满级”的原点"/> 主站 商城 论坛 自运营 登录 注册 简体中文 简体中文 English 运营17年后...

房产要闻

学校扩容+近百亩地块调规!迈瀛,又有大动作!

查不出猝死风险?可能是项目没做对

军事要闻

10架美国军机飞抵以色列空军基地

无障碍浏览 进入关怀版