大数据量单细胞数据处理方式

单细胞数据爆发,现在细胞数据随便就是万和百万级别,除了有许多专门开发出来快速处理百万级的工具包(例如Cumulus等)和down sample的思想外,为了减轻个人PC内存有限的问题,其实方法还蛮多的,例如ArchR处理scATAC数据一样,就是将数据放在硬盘里面调用,而不是全部一股脑读入内存,这种思想在大数据处理时还蛮常见的。

以SCE(SingleCellExperiment)对象为例,主要实现方法就是HDF5Array包,将数据以h5的格式存储在硬盘上,然后sce对象灵活访问和调用,减轻内存负荷。

In the context of a SingleCellExperiment object, the file path linked with the assays can be used to efficiently manage large datasets by storing the assay data on disk rather than in memory. This is particularly useful when dealing with large single-cell RNA sequencing datasets.

The HDF5Array package in Bioconductor allows you to store assay data in HDF5 files, which can then be linked to a SingleCellExperiment object. This approach helps manage memory usage efficiently. Here's how you can create a SingleCellExperiment object with assay data stored in an HDF5 file:

1. 工具包配置:

if (!requireNamespace("BiocManager", quietly = TRUE))
    install.packages("BiocManager")
BiocManager::install(c("SingleCellExperiment", "HDF5Array"))

library(SingleCellExperiment)
library(HDF5Array)

SingleCellExperiment对象本质也是R的S4类对象,和Suerat object还有scanpy的anndata都是可以灵活转化的,非常简洁。
SCE对象的官方教程:Chapter 4 The SingleCellExperiment class | Introduction to Single-Cell Analysis with Bioconductor

2. 创建基因x细胞的表达矩阵,且存为h5文件

# Create some example data
# 如果你有 这里换成读入
counts <- matrix(rpois(100, lambda = 10), nrow = 10, ncol = 10)
rownames(counts) <- paste0("Gene", 1:10)
colnames(counts) <- paste0("Cell", 1:10)

# Save the counts matrix to an HDF5 file
h5file <- tempfile(fileext = ".h5")
writeHDF5Array(counts, filepath = h5file, name = "counts")

如果是10X之类的数据,对应读入就好了,不需要自己手动构建。

3. 创建SCE对象

# Load the HDF5 file as an HDF5Array
counts_h5 <- HDF5Array(filepath = h5file, name = "counts")

# Create the SingleCellExperiment object
sce <- SingleCellExperiment(assays = list(counts = counts_h5))

# Add row data (gene metadata)
rowData(sce) <- DataFrame(GeneID = rownames(counts))

# Add column data (cell metadata)
colData(sce) <- DataFrame(CellID = colnames(counts))

# Accessing the data
counts(sce)
rowData(sce)
colData(sce)

In this example, the counts matrix is stored in an HDF5 file, and the SingleCellExperiment object links to this file for the assay data. This approach is particularly useful for large datasets, as it avoids loading the entire dataset into memory.

You can access and manipulate the assay data in the SingleCellExperiment object just like any other assay, but the data will be read from and written to the HDF5 file on disk as needed.

然后你就会发现,你可以随意访问counts矩阵,但是这个sce对象却非常小,具体来看,其实会发现它内部的sce@assays@data@listData[["counts"]]@seed@seed@filepath其实只是一个矩阵路径,而不是真实的数据。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
禁止转载,如需转载请通过简信或评论联系作者。
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,547评论 6 477
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,399评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,428评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,599评论 1 274
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,612评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,577评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,941评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,603评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,852评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,605评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,693评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,375评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,955评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,936评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,172评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 43,970评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,414评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容