UMIche: 提升 RNA 测序 UMI 量化精度的开源计算平台

《Nature Communications》：UMIche: a UMI-centric analysis platform for enhancing molecular quantification accuracy in bulk and single-cell sequencing

摘要

独特的分子标识符（UMIs）在RNA测序（RNA-seq）技术中被广泛用于消除聚合酶链反应（PCR）产生的重复序列，从而提高分子 quantification （量化）的准确性。然而，在测序过程中UMIs的合成错误常常会降低UMI计数的可靠性。尽管已经开发了多种用于错误校正的计算方法，但由于缺乏统一的基准测试和验证框架，这阻碍了系统的评估和优化。在这里，我们介绍了UMIche——一个开源的、以UMIs为中心的计算平台，旨在提升基于UMIs的分子量化能力。通过将该平台应用于多种批量和单细胞测序协议中的单体及同体型三聚体UMIs的整合过程，我们证明了其有效去除PCR重复序列的能力。在包含真实数据的大量模拟和实验数据集中，大多数集成到UMIche中的UMI整合方法在低错误率条件下表现相似；而当UMI错误特征变得更加明显时，集合覆盖优化（set-cover optimization）和多数投票（majority voting）方法显示出更强的鲁棒性。这些功能共同支持可扩展的UMI整合、系统化的基准测试以及方法的持续开发，以进一步提升分子量化的精度。