trans_array:探针表达矩阵转换为基因表达矩阵 [TOC] #### 0.背景知识 trans_array这个函数的作用是讲探针表达矩阵转换为基因表达矩阵。 因为探针和基因不是...

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0.背景知识

trans_array这个函数的作用是讲探针表达矩阵转换为基因表达矩阵。

因为探针和基因不是一一对应的关系,会存在多个探针对应同一个基因的情况。例如AAMDC这个基因有三个探针:

rm(list = ls())
load("exp_ids.Rdata")
ids0 = ids[ids$symbol=="AAMDC",]
ids0
##          probe_id symbol
## 24890   220268_at  AAMDC
## 26046   221599_at  AAMDC
## 26047 221600_s_at  AAMDC

首先,多个探针对应同一个基因的问题是必须要处理的,因为最终的分析是以基因为单位,一个基因在一个样本里只能有一个表达量,在一次差异分析中只能有一个logFC,不能有多个啊。

我只设置了一种转换方式,就是按照symbol去重复,只保留每个基因的第一个探针。

其实全部的处理的方法有三种:

1.随机去重,保留任何一个探针都可以

2.保留行和/行平均值最大的探针

3.取多个探针的平均值

采取这三种方法都是可以的,没有标准答案哦!

1.随机去重

因为这些探针也没什么主次和顺序,所以直接用R语言里的去重复函数搞一下就可以。trans_array这个函数采用的就是直接去重,这个例子里就会保留第一个探针。

可以验证一下啊:

exp0 = exp[ids0$probe_id,]
exp0
##             GSM175773 GSM175774 GSM175775 GSM175776 GSM175777
## 220268_at    3.801755  3.951920  4.004135  3.943231  4.213515
## 221599_at    8.429328  8.396561  8.369032  7.495108  7.612667
## 221600_s_at  7.922799  7.758738  7.765348  7.195104  7.262884
##             GSM175778
## 220268_at    4.234231
## 221599_at    7.463824
## 221600_s_at  7.327311
library(tinyarray)
exp1 = trans_array(exp,ids)
exp1[1:4,1:4]
##       GSM175773 GSM175774 GSM175775 GSM175776
## DDR1   8.126595  8.375204  8.216957  8.909610
## RFC2   6.028831  6.254986  6.517528  7.239964
## HSPA6  6.971390  6.586626  6.358798  5.501578
## PAX8   7.517333  7.501483  8.153091  8.537925

可以看到已经变成基因为行名的表达矩阵了。把AAMDC对应的表达量提取出来,和第一个探针的表达量放一起:

exp1["AAMDC",]
## GSM175773 GSM175774 GSM175775 GSM175776 GSM175777 GSM175778 
##  3.801755  3.951920  4.004135  3.943231  4.213515  4.234231
exp["220268_at",]
## GSM175773 GSM175774 GSM175775 GSM175776 GSM175777 GSM175778 
##  3.801755  3.951920  4.004135  3.943231  4.213515  4.234231

一模一样的。

2.保留行和/行平均值最大的探针

这个也是常见的去重策略之一。因为我不想这样搞(此处省略一些理由),所以就没在函数里设置直接的参数。

但是我收到学生许愿了!主打一个有求必应,所以就来写了。

办法就是

load("exp_ids.Rdata")
ids = ids[ids$probe_id %in% rownames(exp),]
exp = exp[ids$probe_id,]
identical(ids$probe_id,rownames(exp)) #他俩的顺序已经相同了
## [1] TRUE
ids = ids[order(rowSums(exp),decreasing = T),] #ids2可以使用rowSums求和的顺序来排序,从大到小排,最大的在上面
library(tinyarray)
exp2 = trans_array(exp,ids)

%in% 和order都是R语言基础里面顶呱呱的函数。可以自行查阅帮助文档

让我们来检查一下:

rowSums(exp0)
##   220268_at   221599_at 221600_s_at 
##    24.14879    47.76652    45.23218

(行平均值就是行和➗样本数量,样本数量是固定的,所以行和最大就是行平均值最大)

可见行和最大的探针是221599_at,按照这种方法,这个探针的表达量应该被作为基因表达量。check之:

exp2["AAMDC",]
## GSM175773 GSM175774 GSM175775 GSM175776 GSM175777 GSM175778 
##  8.429328  8.396561  8.369032  7.495108  7.612667  7.463824
exp0["221599_at",]
## GSM175773 GSM175774 GSM175775 GSM175776 GSM175777 GSM175778 
##  8.429328  8.396561  8.369032  7.495108  7.612667  7.463824

同样是一模一样哦

3.求平均值

这个方法不需要tinyarray

load("exp_ids.Rdata")
exp3 = exp[ids$probe_id,]
rownames(exp3) = ids$symbol
exp3[1:4,1:4]
##       GSM175773 GSM175774 GSM175775 GSM175776
## DDR1   8.126595  8.375204  8.216957  8.909610
## RFC2   6.028831  6.254986  6.517528  7.239964
## HSPA6  6.971390  6.586626  6.358798  5.501578
## PAX8   7.517333  7.501483  8.153091  8.537925
exp3 = limma::avereps(exp3)

这种方法计算出来的是平均值,check之:

exp3["AAMDC",]
## GSM175773 GSM175774 GSM175775 GSM175776 GSM175777 GSM175778 
##  6.717961  6.702406  6.712838  6.211148  6.363022  6.341789
colMeans(exp0)
## GSM175773 GSM175774 GSM175775 GSM175776 GSM175777 GSM175778 
##  6.717961  6.702406  6.712838  6.211148  6.363022  6.341789
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