单细胞多组学联合分析转录因子？百搭的宝藏数据库推荐给你！

• 阅读： 2022/5/26 10:14:26

  GRNdb数据库

  基于scRNA-seq和bulk RNA-seq的

  TF-target表达调控关系数据库

  嗨，小伙伴们大家好啊！转录因子（TFs）及其下游靶基因形成的基因调控网络（Gene regulatory networks，GRNs）在基因表达调控中扮演重要角色，新的一周我们来学习GRNdb数据库，提供基于scRNA-seq和bulk RNA-seq的基因调控网略及共表达信息，帮助小伙伴们更方便进行基因调控相关机制研究。一起来看看吧~！

  期刊信息

  数据库概览

  GRNdb数据库（http://www.grndb.com/）于2021年1月份发布在Nucleic Acids Research杂志，基于已知TF-target关系、数据库大规模scRNA-seq以及The Cancer Genome Atlas 和Genotype-Tissue Expression等项目大量数据，系统分析人和小鼠的184个不同病理生理状况下633000余细胞和27700余样本表达谱，提供用于搜索、比较、浏览、可视化和下载的77746个GRN的19687841个TF-target的预测信息对，其中有人类来源70651个GRN的1691901个TF-target预测信息对和小鼠来源7095个GRN的2771940个TF-target预测信息对。另外，GRNdb数据库还支持用户探索基因表达相关性及基因表达水平与肿瘤患者存活率之间的关联。数据库整个架构及核心功能详见下图所示。总体而言，GRNdb为基础科研工作者研究人和小鼠在各种病理生理条件下基因表达调控相关机制提供极大便利。

  菜单栏Help&FAQ部分提供数据库介绍和常见问题解答。

  数据库核心功能及操作演示

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  Browse功能

  Browse功能模块提供基于人类来源72个scRNA-seq和71个bulk RNA-seq及小鼠来源41个scRNA-seq的转录调控网络信息。

  以Human的Single-cell目录下以Giloblastoma-Tumor为例，结果提示检索到TF-target信息为213212条。

  柱图展示基于目标单细胞数据集预测到584个TFs和15361个target，tSNE图为细胞注释结果，点击Markers for cluster annotation下载不同细胞亚群中的高表达基因，即marker基因表达信息。

  表格展示213212条TF-target信息：Condition即目标样本对应的病理生理过程；还有TF和Target基因名，点击Exp查看基因表达信息，Correlation列展示TF和Target共表达信息；TF binding motif列提供来自CIS-BP和JASPAR数据库的motif信息。

  表格中还有3个重要参数：NES，是基于SCENIC的基因调控网络分析中用于注释转录因子结合基序的富集分数，阈值为3.0；Confidence，置信度水平，基于SCENIC的基因调控网络推断中，以cisTarget数据库注释或通过orthology推断的结果称为高置信度，而以基序相似性进行推断的结果称为低置信度；GENIE3权重表示从TF指向目标基因的权重，较高权重表示更可靠的指向关系。关于NES、Confidence和GENIE3权重的含义，在帮助文档中有对应的说明。

  2

  Search功能

  数据库提供两种检索功能，在主页点击Quick search进行快速检索，或Search界面选择物种、病理生理过程和scRNA-seq或bulk RNA-seq数据集进行精确检索。

  （1）检索目标转路因子的靶基因

  以精确检索胶质细胞瘤中转录因子JUNB为例，检索结果展示基于目标单细胞数据集预测到361个TF-target对；tSNE图为细胞注释结果；热图展示不同细胞亚群marker基因的表达情况；JUNB与靶基因关系以网络图展示；JUNB及其靶基因在不同细胞中的转录活性以散点图展示；还有JUNB在不同细胞亚群中的表达情况。

  表格展示361条TF-target信息，基本内容与前述类似。

  （2）检索靶向调节目标基因的转录因子

  以检索胶质细胞瘤中靶向调节JUNB基因的转录因子为例，结果内容基本与前述类似，不再赘述。

  3

  Expression功能

  Expression功能模块支持对多个目标基因进行共表达分析，以Example1为例，结果Overview部分为单细胞数据集细胞注释结果和不同细胞亚型中目标基因表达情况。

  Correlation部分展示目标基因表达相关性信息，以相关性热图和散点图形式展示。

  4

  Survival功能

  Survival功能模快用针对目标基因进行生存分析，支持批量检索，以Example1为例，展示目标基因生存分析结果，以及TF-target关系信息。

  最后Download部分提供scRNA-seq和bulk RNA-seq数据集下载，感兴趣的小伙伴可以自行下载探索。

  文献案例

  总结

  GRNdb数据库提供搜索、比较、浏览、可视化和下载人类来源70651个GRN的1691901个TF-target预测信息对和小鼠来源7095个GRN的2771940个TF-target预测信息对，支持用户探索基因表达相关性及目标基因生存分析等功能，为研究人和小鼠在各种病理生理条件下基因表达调控相关机制提供极大便利。

  以上就是GRNdb数据库全部内容，开发并维护数据库不易，小伙伴们使用时别忘记引用以下文献哦~！

  Fang L, Li Y, Ma L, Xu Q, Tan F, Chen G. GRNdb: decoding the gene regulatory networks in diverse human and mouse conditions. Nucleic Acids Res. 2021 Jan 8;49(D1):D97-D103. doi: 10.1093/nar/gkaa995. PMID: 33151298; PMCID: PMC7779055.

  Li Y, Chen J, Xu Q, Han Z, Tan F, Shi T, Chen G. Single-cell transcriptomic analysis reveals dynamic alternative splicing and gene regulatory networks among pancreatic islets. Sci China Life Sci. 2021 Jan;64(1):174-176. doi: 10.1007/s11427-020-1711-x. Epub 2020 Jun 19. PMID: 32572807.

  转自：解螺旋

  文章来源于挑圈联靠 ，作者弘毅

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