An interpretable deep-learning architecture of capsule networks for identifying cell-type gene expression programs from single-cell RNA-sequencing data

计算生物学 电池类型 核糖核酸 基因 转录组 生物 深度学习 RNA序列 细胞 人工智能 基因表达 鉴定(生物学) 计算机科学 遗传学 植物
作者
Lifei Wang,Rui Nie,Zeyang Yu,Ruyue Xin,Caihong Zheng,Zhang Zhang,Jiang Zhang,Jun Cai
出处
期刊:Nature Machine Intelligence [Nature Portfolio]
卷期号:2 (11): 693-703 被引量:58
标识
DOI:10.1038/s42256-020-00244-4
摘要

Single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) technologies are used to characterize the heterogeneity of cells in cell types, developmental stages and spatial positions. The rapid accumulation of scRNA-seq data has enabled single-cell-type labelling to transform single-cell transcriptome analysis. Here we propose an interpretable deep-learning architecture using capsule networks (called scCapsNet). A capsule structure (a neuron vector representing a set of properties of a specific object) captures hierarchical relations. By utilizing competitive single-cell-type recognition, the scCapsNet model is able to perform feature selection to identify groups of genes encoding different subcellular types. The RNA expression signatures, which enable subcellular-type recognition, are effectively integrated into the parameter matrices of scCapsNet. This characteristic enables the discovery of gene regulatory modules in which genes interact with each other and are closely related in function, but present distinct expression patterns. The wealth of data gathered from single-cell RNA sequencing can be processed with deep learning techniques, but often those methods are too opaque to reveal why a single cell is labelled to be a certain cell type. Lifei Wang and colleagues present an RNA-sequencing analysis method that uses capsule networks and is interpretable enough to allow for identification of cell-type-specific genes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
李狗蛋发布了新的文献求助10
刚刚
ZBlll完成签到,获得积分20
刚刚
zp发布了新的文献求助10
1秒前
xuchao完成签到,获得积分10
3秒前
yyyy发布了新的文献求助10
3秒前
vvv完成签到,获得积分10
4秒前
iQ完成签到,获得积分10
10秒前
chenchen完成签到,获得积分10
15秒前
将个烂就完成签到,获得积分10
16秒前
李狗蛋完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
18秒前
Kao应助sususu采纳,获得30
24秒前
方明会完成签到,获得积分10
28秒前
liruixin发布了新的文献求助10
28秒前
GreedB1E应助xwwx采纳,获得10
28秒前
阳阳完成签到,获得积分10
29秒前
31秒前
32秒前
pan完成签到,获得积分10
33秒前
能做到吗完成签到,获得积分10
34秒前
35秒前
RONG发布了新的文献求助10
35秒前
joyyy发布了新的文献求助20
36秒前
寒冷乐曲完成签到,获得积分10
39秒前
明日秋风完成签到 ,获得积分10
43秒前
GreedB1E应助执着的纸鹤采纳,获得10
44秒前
亚铁氰化钾完成签到,获得积分10
44秒前
Tao完成签到 ,获得积分10
45秒前
zheng发布了新的文献求助10
47秒前
张铭哲发布了新的文献求助10
49秒前
GreedB1E应助bobo采纳,获得10
50秒前
大事年表发布了新的文献求助10
51秒前
自横发布了新的文献求助10
51秒前
54秒前
油菜籽发布了新的文献求助10
56秒前
joyyy完成签到,获得积分10
56秒前
陈野青应助Lululu采纳,获得10
58秒前
Present完成签到,获得积分10
59秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Gründe der Seele:Die Wiener Psychatrie im 20.Jahrhundert 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7272850
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8893859
关于积分的说明 18801617
捐赠科研通 6947196
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3205058
关于科研通互助平台的介绍 2377073
邀请新用户注册赠送积分活动 2180281