初识WGCNA-基础知识

发布网友 发布时间：2022-10-18 15:50

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热心网友 时间：2023-11-19 23:29

WGCNA其译为加权基因共表达网络分析。该分析方法旨在寻找协同表达的基因模块(mole)，并探索基因网络与关注的表型之间的关联关系，以及网络中的核心基因。

适用于复杂的数据模式，推荐5组(或者15个样品)以上的数据。一般可应用的研究方向有：不同器官或组织类型发育*、同一组织不同发育*、非生物胁迫不同时间点应答、病原菌侵染后不同时间点应答。

从方法上来讲，WGCNA分为表达量聚类分析和表型关联两部分，主要包括基因之间相关系数计算、基因模块的确定、共表达网络、模块与性状关联四个步骤。

第一步计算任意两个基因之间的相关系数（Person Coefficient）。为了衡量两个基因是否具有相似表达模式，一般需要设置阈值来筛选，高于阈值的则认为是相似的。但是这样如果将阈值设为0.8，那么很难说明0.8和0.79两个是有显著差别的。因此，WGCNA分析时采用相关系数加权值，即对基因相关系数取N次幂，使得网络中的基因之间的连接服从无尺度网络分布(scale-freenetworks)，这种算法更具生物学意义。

第二步通过基因之间的相关系数构建分层聚类树，聚类树的不同分支代表不同的基因模块，不同颜色代表不同的模块。基于基因的加权相关系数，将基因按照表达模式进行分类，将模式相似的基因归为一个模块。这样就可以将几万个基因通过基因表达模式被分成了几十个模块，是一个提取归纳信息的过程。

基因之间不仅仅是相关与否，还记录着它们的相关性数值，数值就是基因之间的联系的权重(相关性)。

模块(mole)：表达模式相似的基因分为一类，这样的一类基因成为模块；

Eigengene（eigen +‎ gene）：基因和样本构成的矩阵， https://en.wiktionary.org/wiki/eigengene

邻近矩阵：是图的一种存储形式，用一个一维数组存放图中所有顶点数据；用一个二维数组存放顶点间关系（边或弧）的数据，这个二维数组称为邻接矩阵；在WGCNA分析里面指的是基因与基因之间的相关性系数矩阵。如果用了阈值来判断基因相关与否，那么这个邻近矩阵就是0/1矩阵，只记录基因相关与否。但是WGCNA没有用阈值来卡基因的相关性，而是记录了所有基因之间的相关性。

WGNA认为基因之间的简单的相关性不足以计算共表达，所以它利用上面的邻近矩阵，又计算了一个新的邻近矩阵。一般来说，TOM就是WGCNA分析的最终结果，后续的只是对TOM的下游注释。

1.模块的功能富集

2.模块与性状之间的相关性

3.模块与样本间的相关系数

1.找到模块的核心基因

2.利用关系预测基因功能

参考
一文看懂WGCNA 分析(2019更新版)