クラスタリング – ページ 3 – 遺伝子発現解析（マイクロアレイ解析, RNA-seq）

マイクロアレイ解析のフローチャート2: Next step

発現変動遺伝子の抽出後、まず、必要なことは、増加、減少した遺伝子（発現変動遺伝子）が、どのような遺伝子であるかを分析することです。この方法は、大きく分けて、次の2通りの方法のいずれかを用います。

A. （生物学的な）機能で見る。

B. 発現変動のパターンで見る。

A. （生物学的な）機能で見る

何系の遺伝子が多いのかを見ます。（膜タンパク？転写因子？EMT関連遺伝子？薬剤耐性遺伝子？脂質代謝？）これに該当する解析が、GO解析（DAVIDなどを使用）です。

B. 発現変動のパターンで見る

特定の注目する遺伝子に似た変動パターンの遺伝子を探します。また、どのサンプルの変動パターンが似ているかを見ます。（MDM4といっしょに増減した遺伝子はどれ？健常者に近いサンプルはどれ？）これに該当する解析が、クラスタリング(k-means, SOM)、ヒートマップです。

このA., B. の2通りの解析は、独立したものではなく、また、それだけでは終わりません。GO解析の結果をさらにヒートマップで表示して、発現変動変動のパターンを確認するケース(A. –> B.)や、特定の発現変動パターンの遺伝子を選択して、その機能をGO解析で確認するケース(B. –> A.) が通常です。それぞれの解析を単独で行っても効果的ではありません。（セルイノベーターの解析サービスでは、初めからこれらの解析サービスを含めて提供しています。）

解析はさらに続きます。

さらに続く解析。A. から B. や、B. の後に A. を行って遺伝子群を絞り込む。

最終的にマイクロアレイ解析の結果として、「特定の（生物学的な）機能を持ち、かつ、特定の発現変動パターンを示した遺伝子群」が得られます。（数十個から数百個の遺伝子）

クラスタリング結果の反転 (MeV)

MeV でクラスタリング図を作成した際に、ツリーの左右が入れ替わってほしいことがあります。例えば、下図のような結果になったとして、左側に緑色（減少している遺伝子）、右側に赤色（増加している遺伝子）になっていたほうがよかったとします。

(1) 表示を入れ替えるには、まず、入れ替えたいツリーをクリックして選択します。ツリーの選択された部分は、ピンクにハイライトされます。

(2) ツリーが選択された状態で、ツリーを右クリックすると、メニューが表示されます。そのメニューから、 “Rotate Selected Node” を選びます。

これで表示が反転された結果が得られます。

ただし、あくまで見た目の問題であることにご注意ください。ツリーの計算結果をコントロールする処理ではありません。

MeV の使い方：MeV を用いたクラスターの選択と出力

MeV では、クラスタリングした結果から、任意のクラスターを選択し、その選択されたクラスターに含まれる遺伝子群をリストとして出力できます。

クラスターの選択

クラスタリングの結果を表示したヒートマップ上で、任意のクラスターの選択が可能です。ここでは、WTで低く、KOで高い遺伝子群を含むクラスターを選択する例を示します。

ヒートマップの左側には、クラスターの関係を表したツリーが表示されています。このツリーをクリックすることで、任意のクラスターの選択を行います。クリックするツリーの場所（分岐点）により、選択されるクラスターが決定されます。選択されたツリーは、ハイライトされます。また、選択されなかったクラスターは、表示が薄くなります。

クラスターの出力

クラスターを選択した状態で、ツリーを「右クリック」し、表示されるメニューから、「Save cluster…」を選択することで、その選択されたクラスターに含まれる遺伝子群をリストとして出力できます。出力されるファイルは、タブ区切りのテキストファイルの形式です。保存するファイルの名前に拡張子（.txt）を含めるようにしてください。出力された遺伝子リストに含まれるシグナル値の値は、MeV で処理された後の値になります。ここでは、ヒートマップ用の色づけを行っているため、log2変換し、中央値からの距離に変換された値となります。