Il grafico sottostante è chiamato "grafico del vulcano" perché sembra che un vulcano sia in eruzione.
Questo tipo di grafico è stato originariamente utilizzato nel campo dell'analisi genetica e viene impiegato per visualizzare simultaneamente l'entità e la significatività delle differenze quando si confrontano i livelli di espressione di più geni tra gruppi (ad esempio, sesso o genotipo).
Tuttavia, può essere utilizzato anche per scopi diversi dall'analisi genetica, come lo screening efficiente di variabili importanti tra un gran numero di variabili. Ad esempio, è efficace in situazioni in cui molti parametri nei dati di processo vengono confrontati prima e dopo un miglioramento, estraendo i processi con un impatto significativo.
Un grafico a vulcano è un grafico bidimensionale che mostra grandezze statistiche come l'entità della differenza e la significatività . JMP consente di analizzare i dati più a fondo direttamente dal grafico, rendendo lo screening più efficiente.
JMP 19 include anche nuove funzionalità relative ai diagrammi a vulcano. In questo articolo, introdurremo queste funzionalità e il flusso di esplorazione dei dati utilizzando i diagrammi a vulcano in JMP.
Cos'è un grafico a vulcano? Come crearlo in JMP
Questa sezione spiega come creare un grafico a vulcano utilizzando il set di dati campione JMP "Drosophila Aging.jmp".
Questi dati sono il risultato di un esperimento su Drosophila, e sono stati misurati i livelli di espressione (trasformati logaritmicamente in base 2) di 100 geni per ogni combinazione di genotipo (ORE, SAM), sesso (FEMMINA, MASCHIO), età (WK1, WK6) e canale (Cy3, Cy5).
Utilizzando questi dati, confronteremo i livelli di espressione di 100 geni tra genotipi, sessi, età e canali ed esamineremo le combinazioni con grandi differenze (in questo caso, verrà eseguita un'analisi univariata).
Anche se non hai familiarità con i dati genetici, consideralo come un esempio di confronto di molti valori quantitativi tra gruppi di persone.
operare
Selezionare [Analisi] > [Screening] > [Screening di risposta] e specificare una colonna di 100 geni (scala continua) come [Y, Variabile di risposta] e "Genotipo", "Sesso", "Età in settimane" e "Canale" (scala nominale) come [X].
Inoltre, poiché il grafico a vulcano confronta le differenze medie, si presume che le variabili Y specificate siano su una scala comune, quindi è necessario selezionare [Le variabili Y hanno una scala comune] . Inoltre, qui selezioneremo [Usa FDR nel grafico a vulcano] e utilizzeremo valori p aggiustati per la molteplicità del test (descritto di seguito).
Quando viene visualizzato il report "Screening delle risposte", fare clic sulla scheda "FDR Log-Worth By Difference" nel report per visualizzare il grafico del vulcano.
In questo esempio,
- Confronto di 100 livelli di espressione genica tra genotipi
- Confronto di 100 livelli di espressione genica tra i sessi
- Confronto di 100 livelli di espressione genica tra gruppi di età
- Confronta i livelli di espressione di 100 geni tra i canali
Sono stati quindi effettuati complessivamente 400 confronti e i punti del grafico corrispondono a quei 400 risultati.
Come leggere un grafico vulcanico
L'asse orizzontale di un grafico a vulcano mostra l'entità della differenza, mentre l'asse verticale ne mostra la significatività. Se la differenza è elevata, potrebbe essere dovuta esclusivamente al caso, alla variabilità. Pertanto, è necessario verificarne anche la significatività statistica.
Asse orizzontale: differenza media
L'asse orizzontale mostra la differenza nei valori medi tra i gruppi.Per il grafico vengono utilizzati i valori "Differenza" mostrati nella scheda "Differenza media" nella parte inferiore del report.
Ad esempio, la prima riga mostra il livello di espressione di log2in_GC6372, calcolato come "media MASCHIO - media FEMMINA".
Pertanto, se i maschi hanno un livello di espressione medio più alto, questo verrà visualizzato sulla destra, mentre se le femmine hanno un livello di espressione medio più alto, questo verrà visualizzato sulla sinistra.
Asse verticale: log-worth di FDR
Poiché l'opzione "Usa FDR nel grafico del vulcano" è selezionata, l'asse verticale traccia il valore logaritmico corretto per FDR. Questo valore viene calcolato utilizzando i seguenti passaggi (①, ②, ③).
①Calcola il valore p del test t
Per ciascun gene è stato calcolato un valore p del test t per confrontare la differenza nell'espressione genica tra i gruppi.
②Regola il valore p utilizzando FDR per confronti multipli
Poiché vengono effettuati numerosi confronti, calcoliamo un valore p aggiustato per molteplicità, che impedisce che differenze significative siano dovute al caso. Il FDR (False Discovery Rate) si riferisce al tasso di falsi positivi ed è il tasso atteso al quale i risultati ritenuti significativi includono effettivamente quelli non significativi (falsi positivi).
➂Calcolo del log-worth FDR
Il valore logaritmico FDR è il valore p corretto FDR ottenuto nel passaggio 2, convertito in -log10 (valore p corretto FDR). Questa conversione fa sì che i valori p più piccoli vengano visualizzati più in alto, facilitandone la visualizzazione e la verifica della significatività.
Il "Valore log FDR" nella "Tabella dei risultati" è il valore calcolato utilizzando i passaggi ①, ② e ③ sopra indicati e questo valore è tracciato sull'asse verticale.
Come indicato nella legenda a destra del grafico del vulcano, i punti rossi indicano differenze medie positive con un valore p FDR inferiore a 0,01, mentre i punti blu indicano differenze medie negative con un valore p FDR inferiore a 0,01.
Vale la pena soffermarsi su questi punti colorati.
Approfondire i dati con JMP
Osservando il grafico del vulcano, i cinque punti rossi nell'angolo in alto a destra sono interessanti. Si tratta di confronti con ampie differenze medie e alta significatività.
Selezionando questi punti sul grafico verrà selezionata anche la riga corrispondente nella tabella dei risultati e nella tabella delle medie, consentendo di visualizzare maggiori dettagli.
Per approfondire, con la selezione selezionata,Selezionare "Relazioni bivariate degli elementi selezionati" dal pulsante triangolare rosso a sinistra del report "Screening delle risposte".Un report "Analisi unidirezionale" verrà aggiunto alla piattaforma Relazioni bivariate.
La figura seguente mostra un rapporto che confronta il gene "log2in_CG6372" tra i sessi. Osservando questo grafico, possiamo confermare visivamente che il livello di espressione nei maschi è molto più elevato che nelle femmine.
Inoltre , l'ultima versione, JMP 19, aggiunge comode funzionalità chiamate "Seleziona X" e "Seleziona Y" a destra del grafico a vulcano. Selezionando le variabili X e Y da analizzare, vengono evidenziati i punti e le righe del grafico corrispondenti nella tabella riepilogativa.
In basso a sinistra: fare clic su "Genotipo". I punti del grafico per il confronto del genotipo sono evidenziati, ma la maggior parte dei punti rossi e blu non sono selezionati.
In basso a destra: fare clic su "Genere". I punti del grafico per il confronto di genere sono evidenziati, ma molti punti rossi e blu sono selezionati.
Ciò rivela che ci sono molti geni che differiscono significativamente tra i sessi.
È anche possibile utilizzare "Seleziona X" e "Seleziona Y" contemporaneamente. La figura seguente mostra un esempio in cui i primi cinque geni vengono selezionati in "Seleziona Y", quindi "Genotipo" viene selezionato in "Seleziona X" tenendo premuto il tasto Ctrl. In questo caso, viene selezionato un punto rosso. Se si sposta il cursore del mouse vicino a quel punto, l'etichetta al passaggio del mouse indicherà che il punto è il risultato del confronto di "log2in_TMS1" tra i genotipi.
riepilogo
Il Volcano Plot è un metodo per esaminare visivamente i fattori importanti, visualizzando simultaneamente l'entità e la significatività delle differenze tra più variabili. In JMP, è possibile selezionare i fattori importanti dal Volcano Plot ed esplorarli in modo approfondito.
Infine, ecco un video che riassume le operazioni JMP eseguite finora (senza audio).
di Naohiro Masukawa (JMP Giappone)
Naohiro Masukawa - Comunità degli utenti JMP
