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
王世龙赛后主动揽责!同曦从落后20分追到反超,最后却输在罚球和最后一攻

王世龙赛后主动揽责!同曦从落后20分追到反超,最后却输在罚球和最后一攻

林子说事
2026-10-30 11:01:55
21岁3球1助前皇马中卫在意甲练级成功!皇马2027年夏窗必定回购

21岁3球1助前皇马中卫在意甲练级成功!皇马2027年夏窗必定回购

福酱的小时光
2026-10-30 07:37:10
星光黯淡!巴西队公布26人大名单 9人出自非五大联赛

星光黯淡!巴西队公布26人大名单 9人出自非五大联赛

球事百科吖
2026-10-30 06:04:00
11月百年一遇大运,三大生肖横财大发,钞票如雨,滚滚财找上门

11月百年一遇大运,三大生肖横财大发,钞票如雨,滚滚财找上门

毅谈生肖
2026-10-29 14:53:17
“你敢把手术刀,交给这种人吗?”李子祺第一学历被扒:民办三本

“你敢把手术刀,交给这种人吗?”李子祺第一学历被扒:民办三本

世界圈
2026-10-29 21:17:39
特斯拉宣布全新购车方案“特从容”:0利息首付低至3.99万元

特斯拉宣布全新购车方案“特从容”:0利息首付低至3.99万元

澎湃新闻
2026-10-30 09:49:01
女单大爆冷!奥运亚军1-3出局,陈熠刚零封张本美和又掀翻怪胶手

女单大爆冷!奥运亚军1-3出局,陈熠刚零封张本美和又掀翻怪胶手

林木体育解说
2026-10-29 19:20:44
南通支云成功冲超后,外援卡卢卢把自己的胡子染成蓝色

南通支云成功冲超后,外援卡卢卢把自己的胡子染成蓝色

懂球帝
2026-10-29 21:20:10
法国主席足协:姆巴佩道歉了,这事应该翻篇了

法国主席足协:姆巴佩道歉了,这事应该翻篇了

懂球帝
2026-10-29 19:01:10
火箭已错过得分王不能再错过4个赛季篮板王!中锋筹备刻不容缓

火箭已错过得分王不能再错过4个赛季篮板王!中锋筹备刻不容缓

我是盲流
2026-10-30 02:18:12
本周末,北京部分道路将采取临时交通管理措施

本周末,北京部分道路将采取临时交通管理措施

环球网资讯
2026-10-30 14:16:08
台北市长最后29天决战:撕掉“洋流”包装,蒋万安仍握主动权

台北市长最后29天决战:撕掉“洋流”包装,蒋万安仍握主动权

海峡导报社
2026-10-30 17:05:04
“70后”一把手来了!周红波当选南京市委书记

“70后”一把手来了!周红波当选南京市委书记

中国房地产报官方号
2026-10-30 15:12:09
广州家长“癫狂”了!一小学组织越秀公园研学活动,每人收费79元,需家长周一早上送下午接,被疯狂吐槽

广州家长“癫狂”了!一小学组织越秀公园研学活动,每人收费79元,需家长周一早上送下午接,被疯狂吐槽

火山詩话
2026-10-30 09:01:21
A股玄学:4600多家下跌,“羊”字辈多股涨停!

A股玄学:4600多家下跌,“羊”字辈多股涨停!

城事堂
2026-10-30 17:44:11
阿门此前面对希罗场均5+2+3,打架后升至21.3+10.5+4.0+2.3

阿门此前面对希罗场均5+2+3,打架后升至21.3+10.5+4.0+2.3

林子说事
2026-10-30 09:52:46
CCTV5直播山东男篮VS广东,邱彪发愁外援,杨溢和徐杰状态大不同

CCTV5直播山东男篮VS广东,邱彪发愁外援,杨溢和徐杰状态大不同

体育大学僧
2026-10-30 11:13:10
住建部明确:楼龄满25年的老房子,一律这样处理!老小区有福了

住建部明确:楼龄满25年的老房子,一律这样处理!老小区有福了

细说职场
2026-10-30 10:10:15
三年后看牵手门才懂:毁掉她的不是镜头,是顺境里那点"不好意思"

三年后看牵手门才懂:毁掉她的不是镜头,是顺境里那点"不好意思"

四海神君
2026-10-29 11:30:08
怕被骂歧视,干脆不画了?日本漫画家自曝为避嫌,作品里直接杜绝黑人角色

怕被骂歧视,干脆不画了?日本漫画家自曝为避嫌,作品里直接杜绝黑人角色

国创漫话
2026-10-29 17:29:55
2026-10-30 19:52:49
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

男子称在会所按摩时睡着遭技师"手推"下体 警方已立案

头条要闻

男子称在会所按摩时睡着遭技师"手推"下体 警方已立案

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

教育
家居
亲子
时尚
房产

教育要闻

对躺平孩子彻底放手,会直接躺废掉吗?

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

亲子要闻

感冒终于好了,这胃口一下就来了

内娱流量生,扎堆假结婚?

房产要闻

学校扩容+近百亩地块调规!迈瀛,又有大动作!

无障碍浏览 进入关怀版