针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法及装置，涉及单细胞转录组学和微生物组学技术领域，其中方法包括：基于来源于宿主的组织样本中至少一个细胞对应的单细胞转录组数据及宿主的参考基因组，确定各单细胞转录组数据中的微生物序列；基于微生物序列及微生物参考基因组，确定各细胞对应的微生物信息；基于各细胞对应的单细胞转录组数据及参考基因组，确定每个细胞的细胞类型；基于各细胞的细胞类型及微生物信息，确定每个细胞与微生物信息的相关性分值。通过上述方法，可以挖掘单细胞转录组数据中的微生物信息，进而确定微生物信息与宿主每种类型的细胞之间的关联性程度，可以确定每种微生物对宿主不同细胞类型的基因表达影响。胞类型的基因表达影响。胞类型的基因表达影响。

【技术实现步骤摘要】
针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法及装置


[0001]本专利技术涉及单细胞转录组学和微生物组学
，尤其涉及一种针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法及装置。

技术介绍

[0002]在宿主的单细胞转录组数据中，有可能包含着其他来源的非宿主微生物，而这些微生物可能会对宿主细胞的基因表达(即，细胞功能)产生影响。
[0003]因此，充分挖掘单细胞转录组数据中的微生物信息，为研究附着微生物与宿主的相互作用提供了新的维度；相应地，如何对单细胞转录组数据中的微生物信息进行分析，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供一种针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法及装置。
[0005]本专利技术提供一种针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法，包括：
[0006]基于来源于宿主的组织样本中至少一个细胞对应的单细胞转录组数据及所述宿主的参考基因组，确定各所述单细胞转录组数据中的微生物序列，所述微生物序列不属于所述宿主；
[0007]基于所述微生物序列及微生物参考基因组，确定所述组织样本中各细胞对应的微生物信息；
[0008]基于所述组织样本中各细胞对应的所述单细胞转录组数据及所述宿主的参考基因组，确定所述组织样本中每个细胞的细胞类型；
[0009]基于所述组织样本中各细胞的所述细胞类型及所述微生物信息，确定每个细胞与所述微生物信息的相关性分值；所述相关性分值用于表征每个细胞与所述微生物信息的关联性程度。<br/>[0010]可选地，所述单细胞转录组数据中包括有效载荷序列；
[0011]所述基于来源于宿主的组织样本中至少一个细胞对应的单细胞转录组数据及所述宿主的参考基因组，确定各所述单细胞转录组数据中的微生物序列，包括：
[0012]针对所述组织样本中每个细胞，将所述有效载荷序列与所述宿主的参考基因组进行匹配，得到第一匹配结果，所述第一匹配结果用于表征所述宿主各个基因的表达丰度；
[0013]基于所述第一匹配结果，将与所述宿主的参考基因组匹配失败的有效载荷序列确定为所述微生物序列。
[0014]可选地，所述基于所述微生物序列及微生物参考基因组，确定所述组织样本中各细胞对应的微生物信息，包括：
[0015]将所述微生物序列与所述微生物参考基因组进行匹配，得到第二匹配结果，所述第二匹配结果用于表征所述微生物序列可能来自的微生物物种；
[0016]基于所述第二匹配结果，确定各细胞对应的所述微生物信息；
[0017]所述微生物参考基因组包括以下至少一项：
[0018]病毒参考基因组；
[0019]真菌参考基因组；
[0020]细菌参考基因组；
[0021]古菌参考基因组。
[0022]可选地，所述基于所述组织样本中各细胞对应的所述单细胞转录组数据及所述宿主的参考基因组，确定所述组织样本中每个细胞的细胞类型，包括：
[0023]针对所述组织样本中每个细胞，基于所述单细胞转录组数据及所述宿主的参考基因组，确定所述细胞对应的基因表达矩阵，所述基因表达矩阵用于表征每个细胞中各个基因对应的唯一分子标识符UMI数量；
[0024]基于所述基因表达矩阵，结合先验的细胞类型相关知识，确定所述组织样本中每个细胞的所述细胞类型。
[0025]可选地，所述微生物信息包括以下至少一项：
[0026]所述细胞对应的微生物种群；所述微生物种群对应的UMI数量；
[0027]所述相关性分值，包括以下至少一项：
[0028]第一相关性分值，用于表征针对每种细胞类型的目标细胞，每种所述微生物种群在所述目标细胞内检测到的比例；
[0029]第二相关性分值，用于表征针对每个组织样本，每种微生物种群在所述组织样本内检测到的比例；所述组织样本中包括多个所述细胞；
[0030]第三相关性分值，用于表征所有微生物种群与每种细胞类型的细胞、组织样本之间的相关性；所述第三相关性分值是利用多元方差分析算法得到的；
[0031]第四相关性分值，用于表征每种微生物种群与每种细胞类型的细胞、组织样本之间的相关性；所述第四相关性分值是利用方差分析算法得到的。
[0032]可选地，在所述确定每个细胞与所述微生物信息的相关性分值之后，所述方法还包括：
[0033]基于目标微生物信息，确定所述目标微生物信息对应的目标微生物，所述目标微生物信息是与所述细胞的所述相关性分值达到预设阈值的微生物信息；
[0034]利用差异表达基因分析算法，确定所述目标微生物对所述宿主细胞的细胞功能及细胞状态的影响程度。
[0035]本专利技术还提供一种针对单细胞转录组数据的微生物信息分析装置，包括：
[0036]第一确定模块，用于基于来源于宿主的组织样本中至少一个细胞对应的单细胞转录组数据及所述宿主的参考基因组，确定各所述单细胞转录组数据中的微生物序列，所述微生物序列不属于所述宿主；
[0037]第二确定模块，用于基于所述微生物序列及微生物参考基因组，确定所述组织样本中各细胞对应的微生物信息；
[0038]第三确定模块，用于基于所述组织样本中各细胞对应的所述单细胞转录组数据及所述宿主的参考基因组，确定所述组织样本中每个细胞的细胞类型；
[0039]第四确定模块，用于基于所述组织样本中各细胞的所述细胞类型及所述微生物信
息，确定每个细胞与所述微生物信息的相关性分值；所述相关性分值用于表征每个细胞与所述微生物信息的关联性程度。
[0040]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法。
[0041]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法。
[0042]本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法。
[0043]本专利技术提供的针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法及装置，基于来源于宿主的组织样本中至少一个细胞对应的单细胞转录组数据及宿主的参考基因组，可以从单细胞转录组数据中确定出不属于宿主的其他来源的微生物序列，基于微生物序列及微生物参考基因组，进一步确定出组织样本中各细胞对应的微生物信息；然后再基于各细胞对应的单细胞转录组数据及宿主的参考基因组，确定出组织样本中每个细胞的细胞类型，基于各细胞的细胞类型及微生物信息，可以充分地挖掘单细胞转录组数据中的微生物信息，确定微生物信息与宿主每种细胞类型的细胞之间的关联性程度，基于关联性程度，可以确定每种微生物对宿主细胞基因表达的影响。
附图说明
[0044]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法，其特征在于，包括：基于来源于宿主的组织样本中至少一个细胞对应的单细胞转录组数据及所述宿主的参考基因组，确定各所述单细胞转录组数据中的微生物序列，所述微生物序列不属于所述宿主；基于所述微生物序列及微生物参考基因组，确定所述组织样本中各细胞对应的微生物信息；基于所述组织样本中各细胞对应的所述单细胞转录组数据及所述宿主的参考基因组，确定所述组织样本中每个细胞的细胞类型；基于所述组织样本中各细胞的所述细胞类型及所述微生物信息，确定每个细胞与所述微生物信息的相关性分值；所述相关性分值用于表征每个细胞与所述微生物信息的关联性程度。2.根据权利要求1所述的针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法，其特征在于，所述单细胞转录组数据中包括有效载荷序列；所述基于来源于宿主的组织样本中至少一个细胞对应的单细胞转录组数据及所述宿主的参考基因组，确定各所述单细胞转录组数据中的微生物序列，包括：针对所述组织样本中每个细胞，将所述有效载荷序列与所述宿主的参考基因组进行匹配，得到第一匹配结果，所述第一匹配结果用于表征所述宿主各个基因的表达丰度；基于所述第一匹配结果，将与所述宿主的参考基因组匹配失败的有效载荷序列确定为所述微生物序列。3.根据权利要求1所述的针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法，其特征在于，所述基于所述微生物序列及微生物参考基因组，确定所述组织样本中各细胞对应的微生物信息，包括：将所述微生物序列与所述微生物参考基因组进行匹配，得到第二匹配结果，所述第二匹配结果用于表征所述微生物序列可能来自的微生物物种；基于所述第二匹配结果，确定各细胞对应的所述微生物信息；所述微生物参考基因组包括以下至少一项：病毒参考基因组；真菌参考基因组；细菌参考基因组；古菌参考基因组。4.根据权利要求1所述的针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法，其特征在于，所述基于所述组织样本中各细胞对应的所述单细胞转录组数据及所述宿主的参考基因组，确定所述组织样本中每个细胞的细胞类型，包括：针对所述组织样本中每个细胞，基于所述单细胞转录组数据及所述宿主的参考基因组，确定所述细胞对应的基因表达矩阵，所述基因表达矩阵用于表征每个细胞中各个基因对应的唯一分子标识符UMI数量；基于所述基因表达矩阵，结合先验的细胞类型相关知识，确定所述组织样本中每个细胞的所述细胞类型。5.根据权利要求1至4中任一项所述的针对单细胞转录组数据的微生物信息分析方法，
其特征在于，所述微生物信息包括以下至少一项：...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯睿，宫月，杨家亮，田埂，
申请(专利权)人：北京元码医学检验实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：