Gene Co-Expression Network Analysis of Single-cell RNA Sequencing Data
Gene co-expression network (GCN) analysis examines gene interactions and their roles in disease-related processes. Although widely applied to bulk gene expression data, extending GCN analysis to single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) data remains challenging due to high dimensionality, sparsity, and technical noise. We propose a method for constructing weighted GCNs in scRNA-seq data that emphasizes overall gene connectivity rather than individual gene–gene associations. Four complementary similarity measures tailored to sparse data are used to capture coordinated expression patterns. Gene connectivity is quantified using a peeling algorithm based on core decomposition, assigning each gene a coreness value reflecting its network embedding. By comparing connectivity patterns across conditions, this framework provides a robust approach to studying GCN reorganization and supports downstream functional analysis.
Analyse de réseaux de co-expression génique à partir de données de séquençage d'ARN de cellules uniques
L'analyse du réseau de co-expression génique (GCN) examine les interactions entre les gènes et leur rôle dans les processus liés à la maladie. Bien qu'elle soit largement appliquée aux données d'expression génique en vrac, l'extension de l'analyse GCN aux données de séquençage d'ARN unicellulaire (scRNA-seq) reste difficile en raison de la grande dimensionnalité, de la rareté et du bruit technique. Nous proposons une méthode pour construire des GCN pondérés dans les données de scRNA-seq qui met l'accent sur la connectivité globale des gènes plutôt que sur les associations individuelles entre gènes. Quatre mesures de similarité complémentaires adaptées aux données clairsemées sont utilisées pour capturer les modèles d'expression coordonnés. La connectivité des gènes est quantifiée à l'aide d'un algorithme de pelage basé sur la décomposition du noyau, qui attribue à chaque gène une valeur de noyau reflétant son intégration dans le réseau. En comparant les modèles de connectivité entre les différentes conditions, ce cadre fournit une approche robuste pour étudier la réorganisation du GCN et soutient l'analyse fonctionnelle en aval.
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