вычислительные методы

В статье представлен ANCHOR — инновационный вычислительный фреймворк, предназначенный для анализа транскриптомов единичных клеток с использованием секвенирования РНК длинными чтениями. Методология ANCHOR объединяет в себе поиск вариантов на основе ориентированных графов (signed-graph variant caller), парное скрытое марковское моделирование и бета-биномиальную агрегацию UMI. Это позволяет проводить обнаружение экспрессируемых вариантов de novo, назначать гаплотипы на уровне отдельных молекул и количественно оценивать аллельную экспрессию для конкретных изоформ без необходимости в предварительно фазированном генотипе или использовании глубокого обучения. В ходе бенчмаркинга на данных человека ANCHOR продемонстрировал превосходство над существующими инструментами при низком и умеренном покрытии, а использование бета-биномиальной модели позволило значительно снизить количество ложноположительных результатов при тестировании аллель-специфичной экспрессии. Применение метода на данных мышиных эмбрионов в процессе гаструляции позволило успешно выявить специфичные для типов клеток импринтинговые эффекты и обнаружить антагонистическую матерински-смещенную изоформу гена Sgce. Данный инструмент открывает новые возможности для детального изучения диплоидных транскриптомов на уровне единичных клеток.

В исследовании представлен новый вычислительный конвейер (pipeline), предназначенный для анализа длинных некодирующих РНК (lncRNA) через сравнение 190 неаннотированных геномов приматов. Ученые решили проблему быстрой эволюционной дивергенции lncRNA, которая часто затрудняет поиск консервативных структур при широком филогенетическом анализе. Методология фокусируется на узком эволюционном временном промежутке (линия приматов), что позволяет эффективно использовать ковариацию нуклеотидов для обнаружения вторичных и третичных структур. Результаты показывают, что даже при низкой консервации первичной последовательности, многие некодирующие элементы сохраняют критически важные структурные мотивы, необходимые для связывания белков и регуляции экспрессии генов. Разработанный инструмент позволяет выявлять тонкие паттерны консервации, которые ранее были недоступны при использовании стандартных методов сравнения млекопитающих. Это имеет важное значение для понимания механизмов регуляции хроматина и транскрипции на молекулярном уровне.