Análise de biclusterização em células únicas

dc.contributor.advisor1Zuanetti, Daiane Aparecida
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8352484284929824
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1591-959X
dc.contributor.authorDuarte, Pedro Henrique
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/6479064504028654
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0003-1591-959X
dc.date.accessioned2026-08-13T19:14:17Z
dc.date.issued2026-06-26
dc.description.abstractThe single-cell analysis has gained prominence in the last few years, propelled by technological advances that made RNA sequencing more accessible and reduced information loss. Initially, due to technical limitations, sequencing was performed in bulk: RNA was extracted from a sample composed of multiple cells, resulting in an average gene expression profile. This method allowed comparisons between healthy and diseased tissues, or between different experimental conditions, based on average gene expression. However, this approach didn’t capture the cellular heterogeneity within the same tissue. With the advent of single-cell RNA sequencing, it became possible to analyze each cell of the sample individually, enabling the identification of cell subpopulations and characterization of subtle variations among cells from the same region, something specially relevant in tissues with high cellular diversity, like the brain. Despite its advantages, single-cells data presents specific challenges, such as high levels of noise, a large proportion of zeros (sparsity) and high dimensionality, since each cell is described by thousands of genes. In this study, normalization techniques were explored to process the data and reduce the impact of technical effects, as well as biclustering methods to simultaneously group cell with similar profiles and the most expressive genes in each group. To this end, a gene expression dataset composed of 18,928 genes and 734 cells derived from the human fetal brain and cerebral organoids obtained at different developmental stages was analyzed. The normalization was able to reduce the effects of technical variation by detecting relevant genes with low expression levels, while biclustering enabled the simultaneous identification of groups of cells with similar expression profiles and the most representative genes within each group. The results indicated that more mature organoids exhibit greater similarity to fetal cells, although they still do not fully reproduce all the characteristics of the human fetal brain.eng
dc.description.resumoA análise de células únicas tem ganhado destaque nos últimos anos, impulsionada pelo avanço de tecnologias que tornaram o sequenciamento de RNA mais acessível e com menor perda de informação. Inicialmente, devido a limitações técnicas, o sequenciamento era realizado em massa: o RNA era extraído de uma amostra composta por várias células, resultando em um perfil médio de expressão gênica. Esse método permitia comparar tecidos saudáveis e doentes, ou diferentes condições experimentais, com base na média da expressão dos genes. No entanto, essa abordagem não capturava a heterogeneidade celular presente em um mesmo tecido. Com o advento do sequenciamento de RNA em célula única, tornou-se possível analisar individualmente cada célula da amostra, o que permite identificar subpopulações celulares e caracterizar variações sutis entre células da mesma região, algo especialmente relevante em tecidos com grande diversidade celular, como o cérebro. Apesar de suas vantagens, os dados de células únicas apresentam desafios específicos, como alto nível de ruído, grande proporção de zeros (esparsidade) e alta dimensionalidade, uma vez que cada célula é descrita por milhares de genes. Neste trabalho, foram exploradas técnicas de normalização para tratar os dados e reduzir o impacto de efeitos técnicos, e métodos de biclusterização para agrupar simultaneamente células com perfis semelhantes e os genes mais expressivos de cada grupo. Para isso, uma base de dados de expressão gênica composta por 18.928 genes e 734 células provenientes do cérebro fetal humano e de organoides cerebrais obtidos em diferentes estágios de desenvolvimento foi analisada. A normalização foi capaz de reduzir os efeitos de variações técnicas ao detectar genes relevantes com baixo nível de expressão e a biclusterização, enquanto a biclusterização possibilitou a identificação simultânea de grupos de células com perfis de expressão semelhantes e dos genes mais representativos de cada grupo. Os resultados indicaram que organoides mais maduros apresentam maior similaridade com células fetais, embora ainda não reproduzam completamente todas as características do cérebro fetal humano.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationDUARTE, Pedro Henrique. Análise de biclusterização em células únicas. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Estatística) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24541.*
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24541
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET
dc.publisher.courseEstatística - Es
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.subjectLinnormpor
dc.subjectFABIApor
dc.subjectAnálise fatorialpor
dc.subjectOrganoides cerebraispor
dc.subjectExpressão gênicapor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::PROBABILIDADE E ESTATISTICA::ESTATISTICA::ANALISE MULTIVARIADA
dc.subject.ods3. Saúde e Bem-Estar
dc.titleAnálise de biclusterização em células únicaspor
dc.title.alternativeSingle-cell bicluster analysiseng
dc.typeTCC

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