一种单细胞分析方法、装置、电子设备和存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种单细胞分析方法、装置、电子设备和存储介质，该方法和装置应用于电子设备，具体为基于scATAC方法对目标细胞进行分析，得到目标细胞的第一数据；基于scRNA方法对目标细胞进行分析，得到目标细胞的第二数据；基于scATAC方法和scRNA方法对第一数据和第二数据进行整合分析，得到目标细胞的细胞类型和可及性。本方案通过关联和注释方法对单细胞的染色质开发区域进行精确分析，从而能够为染色质可及性的研究提供数据基础。质可及性的研究提供数据基础。质可及性的研究提供数据基础。

【技术实现步骤摘要】
一种单细胞分析方法、装置、电子设备和存储介质


[0001]本申请涉及生物
，更具体地说，涉及一种单细胞分析方法、装置、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]大部分DNA细胞以染色体的形式紧密盘绕在细胞核内，在进行复制和转录时，高度折叠的染色体结构需要暴露出DNA序列，这段暴露的区域叫做染色质开发区域，也叫开放染色质open chromatin，这个区域可以供转录因子和其他调控元件结合。暴露的染色质开发区域包含启动子、增强子、绝缘子和沉默子等顺式调控元件，其可以被反式作用因子接近结合的特性叫做染色质的可及性。染色质开放区域与基因表达类似，在不同的组织细胞中和细胞的不同时期会动态变化，呈现出时空变化特异性，因此，对于染色质开发区域的精确分析可为染色质可及性的研究提供数据基础。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供一种单细胞分析方法、装置、电子设备和存储介质，用于通过关联和注释方法对单细胞的染色质开发区域进行精确分析，以便为染色质可及性的研究提供数据基础。
[0004]为了实现上述目的，现提出的方案如下：
[0005]一种单细胞分析方法，应用于电子设备，所述单细胞分析方法包括步骤：
[0006]基于scATAC方法对目标细胞进行分析，得到所述目标细胞的第一数据；
[0007]基于scRNA方法对所述目标细胞进行分析，得到所述目标细胞的第二数据；
[0008]基于所述scATAC方法和所述scRNA方法对所述第一数据和所述第二数据进行整合分析，得到所述目标细胞的细胞类型和可及性。
[0009]可选的，所述基于scATAC方法对目标细胞进行分析，得到所述目标细胞的第一数据，包括步骤：
[0010]基于所述scATAC方法对所述目标细胞进行分析，得到所述目标细胞的启动子、增强子、沉默子和绝缘子的注释信息；
[0011]对所述注释信息进行质控处理；
[0012]对所述注释信息进行多样本数据合并；
[0013]对所述目标细胞的基因活性进行得分计算；
[0014]注释所述目标细胞的细胞类型；
[0015]对所述目标细胞的可及性进行分析。
[0016]可选的，所述对所述注释信息进行多样本数据合并，包括步骤：
[0017]采用ArchR方法读取每个样本的比对结果，将基因组上染色体区间按照预设字节分成连续没有交集的多个单元，统计细胞中每个单元的区间的数目，生成与所述多个单元相关的可及性矩阵；
[0018]或者，直接读取每个样本的比对结果，直接合并所述比对结果生成一个共同的峰值，然后重新计算每个样本在共同的峰值的可及性矩阵。
[0019]可选的，所述基于scRNA方法对所述目标细胞进行分析，得到所述目标细胞的第二数据，包括步骤：
[0020]基于所述scRNA方法对所述目标细胞进行合并分析；
[0021]基于所述scRNA方法对所述目标细胞进行注释分析；
[0022]对所述目标细胞进行高级分析，得到所述第二数据。
[0023]可选的，所述基于所述scATAC方法和所述scRNA方法对所述第一数据和所述第二数据进行整合分析，得到所述目标细胞的细胞类型和可及性，包括步骤：
[0024]基于Seurat CCA方法将所述第一数据和所述第二数据映射到标准化的L2CCA空间；
[0025]通过对拟时间邻近的多个所述目标细胞合并邻近多个细胞的策略，生成PseudoBulk水平的基因表达、GeneScore、Peaks和TF
‑
motif可及性数据；
[0026]采用Pearson相关性筛选显著的GeneScore
‑
Gene共表达的基因；
[0027]进一步筛选显著共表达GeneScore
‑
Gene关系对中基因的显著共表达Peak
‑
Gene的关系对；
[0028]采用Pearson相关性筛选TF
‑
TFmotif可及性显著地共表达的转录因子；
[0029]结合TF
‑
Peaks的结合关系，筛选TF
‑
Target基因。
[0030]一种单细胞分析装置，应用于电子设备，所述单细胞分析装置包括：
[0031]第一分析模块，被配置为基于scATAC方法对目标细胞进行分析，得到所述目标细胞的第一数据；
[0032]第二分析模块，被配置为基于scRNA方法对所述目标细胞进行分析，得到所述目标细胞的第二数据；
[0033]整合输出模块，被配置基于所述scATAC方法和所述scRNA方法对所述第一数据和所述第二数据进行整合分析，得到所述目标细胞的细胞类型和可及性。
[0034]可选的，所述第一分析模块包括：
[0035]第一分析单元，被配置为基于所述scATAC方法对所述目标细胞进行分析，得到所述目标细胞的启动子、增强子、沉默子和绝缘子的注释信息；
[0036]质控处理单元，被配置为对所述注释信息进行质控处理；
[0037]合并处理单元，被配置为对所述注释信息进行多样本数据合并；
[0038]活性计算单元，被配置为对所述目标细胞的基因活性进行得分计算；
[0039]类型注释单元，被配置为注释所述目标细胞的细胞类型；
[0040]第二分析单元，被配置为对所述目标细胞的可及性进行分析。
[0041]可选的，所述第二分析模块包括：
[0042]第三分析单元，被配置为基于所述scRNA方法对所述目标细胞进行合并分析；
[0043]第四分析单元，被配置为基于所述scRNA方法对所述目标细胞进行注释分析；
[0044]第五分析单元，被配置为对所述目标细胞进行高级分析，得到所述第二数据。
[0045]可选的，所述整合输出模块包括：
[0046]映射处理单元，被配置为基于Seurat CCA方法将所述第一数据和所述第二数据映
射到标准化的L2CCA空间；
[0047]数据生成单元，被配置为通过对拟时间邻近的多个所述目标细胞合并邻近多个细胞的策略，生成PseudoBulk水平的基因表达、GeneScore、Peaks和TF
‑
motif可及性数据；
[0048]第一筛选单元，被配置为采用Pearson相关性筛选显著的GeneScore
‑
Gene共表达的基因；
[0049]第二筛选单元，被配置为进一步筛选显著共表达GeneScore
‑
Gene关系对中基因的显著共表达Peak
‑
Gene的关系对；
[0050]第四筛选单元，被配置为采用Pearson相关性筛选TF
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TFmotif可及性显著地共表达的转录因子；
[0051]第四筛选单元，被配置为结合TF
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单细胞分析方法，应用于电子设备，其特征在于，所述单细胞分析方法包括步骤：基于scATAC方法对目标细胞进行分析，得到所述目标细胞的第一数据；基于scRNA方法对所述目标细胞进行分析，得到所述目标细胞的第二数据；基于所述scATAC方法和所述scRNA方法对所述第一数据和所述第二数据进行整合分析，得到所述目标细胞的细胞类型和可及性。2.如权利要求1所述的单细胞分析方法，其特征在于，所述基于scATAC方法对目标细胞进行分析，得到所述目标细胞的第一数据，包括步骤：基于所述scATAC方法对所述目标细胞进行分析，得到所述目标细胞的启动子、增强子、沉默子和绝缘子的注释信息；对所述注释信息进行质控处理；对所述注释信息进行多样本数据合并；对所述目标细胞的基因活性进行得分计算；注释所述目标细胞的细胞类型；对所述目标细胞的可及性进行分析。3.如权利要求2所述的单细胞分析方法，其特征在于，所述对所述注释信息进行多样本数据合并，包括步骤：采用ArchR方法读取每个样本的比对结果，将基因组上染色体区间按照预设字节分成连续没有交集的多个单元，统计细胞中每个单元的区间的数目，生成与所述多个单元相关的可及性矩阵；或者，直接读取每个样本的比对结果，直接合并所述比对结果生成一个共同的峰值，然后重新计算每个样本在共同的峰值的可及性矩阵。4.如权利要求1所述的单细胞分析方法，其特征在于，所述基于scRNA方法对所述目标细胞进行分析，得到所述目标细胞的第二数据，包括步骤：基于所述scRNA方法对所述目标细胞进行合并分析；基于所述scRNA方法对所述目标细胞进行注释分析；对所述目标细胞进行高级分析，得到所述第二数据。5.如权利要求1所述的单细胞分析方法，其特征在于，所述基于所述scATAC方法和所述scRNA方法对所述第一数据和所述第二数据进行整合分析，得到所述目标细胞的细胞类型和可及性，包括步骤：基于Seurat CCA方法将所述第一数据和所述第二数据映射到标准化的L2CCA空间；通过对拟时间邻近的多个所述目标细胞合并邻近多个细胞的策略，生成PseudoBulk水平的基因表达、GeneScore、Peaks和TF
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motif可及性数据；采用Pearson相关性筛选显著的GeneScore
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Gene共表达的基因；进一步筛选显著共表达GeneScore
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Gene关系对中基因的显著共表达Peak
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Gene的关系对；采用Pearson相关性筛选TF
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TFmotif可及性显著地共表达的转录因子；结合TF
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Peaks的结合关系，筛选TF
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Target基因。6.一种单细胞分析装置，应用于电子设备，其特征在于，所述单细胞分析装置包括：
第一分析模块，被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胜，彭岩，李彦泽，
申请(专利权)人：北京博奥晶典生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：