Clustering und Identifizierung seltener Zellen mit Hilfe von offener Chromatin- und Einzelzell-sequenzierung

• Antragsteller: Professor Dr. Ivan Gesteira Costa Filho
• Fachliche Zuordnung: Bioinformatik und Theoretische Biologie
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 388802535

Die Kombination von offener Chromatin mit Einzelzellsequenzierung (scATAC-seq) ermöglicht die Untersuchung von regulatorischen Merkmalen in tausenden Zellen von ganzen Geweben. Die Erkennung von Zellgruppen ist eine der wichtigsten Aufgaben in der Analyse von scATAC-seq, trotzdem sind große technische und methodologische Herausforderungen bei der Analyse mit der hohen Dimensionalität und Seltenheit der Daten verbunden. Ein bisher wenig untersuchtes Problem ist dabei die Erkennung von seltenen Zellen, welche entscheidend bei Experimenten mit erkranktem Gewebe ist. Besonders anspruchsvoll ist hierbei die Tatsache, dass Methoden zur Erkennung von der Dimensionalität der Matrizen des offenes Chromatins, d.h. genomische Regionen mit offenem Chromatinregionen, sehr oft regulatorische Regionen spezifisch zur seltenen Zellen übersehen, da diese mit geringer Abdeckung verbunden sind.Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung der Auswirkung von Dimensionalität und Seltenheit in scATAC-seq Daten auf Clustering-Verfahren. Insbesondere wollen wir uns auf Clustering-Verfahren zur Erkennung von seltenen Zellen konzentrieren. Dazu werden wir neue Ansätze für die Auswahl genomischer Regionen vorschlagen und dichtebasierte Clustering-Methoden zum Nachweis seltener Zellen erforschen. Die vorgeschlagenen Methoden werden auf, in Kollaboration produzierten, scATAC-seq Daten angewandt, d.h. zur Erkennung von seltenen Darmzellen in Neugeborenen und Fibrose verursachende Zellen in Herz und Niere.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen