Detection of subpopulation-specific neuronal membrane molecules using single-cell expression data

Abstract

Single-cell RNA sequencing is a powerful technology that allows the investigation of gene expression at an unprecedented level. Insights into gene expression in individual cells can help biologists uncover cellular heterogeneity and identify previously unknown cell types. Here, we use single-cell RNA sequencing datasets that reveal subtypes of mouse neurons to find population-specific membrane proteins. These proteins could potentially serve as entry points for targeted drug distribution, allowing for drugs to act only on se- lected neuronal populations. We start by identifying five suitable single-cell mouse neuron datasets. Next, we present an overview and a comparison of currently available methods for differential gene expression analysis, an approach that involves quantifying variations in gene expression between groups and/or conditions, based on previous benchmarks. Lastly, we apply the Wilcoxon rank-sum test to selected datasets in order to identify population-specific membrane proteins. 1

Single-cell RNA sekvenování nám umožňuje zkoumat genovou expresi na nebývalé úrovni. Informace o transkripci genů v jednotlivých buňkách může poukázat na dříve nerozpoznatelné rozdíly a pomoci nám odhalit nové buňečné typy. Zde jsme použili exis- tující single-cell RNA datasety k nalezení populačně-specifických membránových proteinů u populací myších neuronů. Tyto membránové proteiny by mohly být později využity k zacílení léčby na konkrétní neuronové populace. Nejprve jsme identifikovali 5 vhodných single-cell datasetů. Následně jsme, na základě předchozích testů, porovnali stávající metody pro analýzu diferenciální exprese, techniku, která zkoumá rozdíly v expresi genů mezi buňkami. Na závěr jsme k identifikaci populačně-specifických membránových pro- teinů v datasetech použili Wilcoxonův test. 1