Análisis estocástico del proceso de RT-PCR en RNA-Seq de células individuales
Autores: Vázquez-Jiménez, Aarón; Resendis-Antonio, Osbaldo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Análisis estocástico del proceso de RT-PCR en RNA-Seq de células individuales
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Célula única
ARN-seq
Eventos de eliminación
Reacción en Cadena de la Polimerasa de Transcripción Inversa
RT-PCR
Dispersión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
La secuenciación de ARN de una sola célula permite explorar el transcriptoma de una célula a la vez. Al hacerlo, se representa la regulación celular. Una limitación es el fenómeno de los eventos de dropout, donde un gen se observa a un nivel de expresión bajo o moderado en una célula pero no se detecta en otra. Los dropouts oscurecen la heterogeneidad biológica legítima, lo que lleva a la descripción de una pequeña fracción de las relaciones significativas. Utilizamos un enfoque estocástico para modelar la cinética de la Reacción en Cadena de la Polimerasa de Transcripción Inversa (RT-PCR), en el que contemplamos el perfil de temperatura, la duración de la RT-PCR y las tasas de reacción. Al estudiar los procesos bioquímicos subyacentes de la RT-PCR, utilizando un marco computacional y analítico, mostramos una cantidad mínima de ARN para evitar eventos de dropout. Utilizamos este hecho para caracterizar los límites en la reducción de la dispersión. La dispersión disminuye asintóticamente a medida que aumenta el valor inicial de ARN. A pesar de siempre ser una dispersión basal, su velocidad de disminución está modulada principalmente por las tasas de degradación, particularmente para el ARN. Concluimos que el paso crítico en la RT-PCR es la fase de RT debido a la naturaleza frágil del ARN. Proponemos que limitar la degradación del ARN podría garantizar que el panorama transcripcional retratado no esté sesgado por errores técnicos.
Descripción
La secuenciación de ARN de una sola célula permite explorar el transcriptoma de una célula a la vez. Al hacerlo, se representa la regulación celular. Una limitación es el fenómeno de los eventos de dropout, donde un gen se observa a un nivel de expresión bajo o moderado en una célula pero no se detecta en otra. Los dropouts oscurecen la heterogeneidad biológica legítima, lo que lleva a la descripción de una pequeña fracción de las relaciones significativas. Utilizamos un enfoque estocástico para modelar la cinética de la Reacción en Cadena de la Polimerasa de Transcripción Inversa (RT-PCR), en el que contemplamos el perfil de temperatura, la duración de la RT-PCR y las tasas de reacción. Al estudiar los procesos bioquímicos subyacentes de la RT-PCR, utilizando un marco computacional y analítico, mostramos una cantidad mínima de ARN para evitar eventos de dropout. Utilizamos este hecho para caracterizar los límites en la reducción de la dispersión. La dispersión disminuye asintóticamente a medida que aumenta el valor inicial de ARN. A pesar de siempre ser una dispersión basal, su velocidad de disminución está modulada principalmente por las tasas de degradación, particularmente para el ARN. Concluimos que el paso crítico en la RT-PCR es la fase de RT debido a la naturaleza frágil del ARN. Proponemos que limitar la degradación del ARN podría garantizar que el panorama transcripcional retratado no esté sesgado por errores técnicos.