Controle do erro tipo I em um experimento de microarrays com eucalipto

Abstract

No projeto Genolyptus, que busca identificar aspectos da genômica funcional do eucalipto, foi instalado um experimento inicial utilizando 10 microarrays mono- cromáticos da plataforma Nimblegen. Neste tipo de experimento são realizados milhares de testes simultâneos para diferentes variáveis-resposta na mesma estrutura de unidades experimentais. No presente trabalho, estudaram-se as consequências da utilização da taxa de falsos positivos (FDR,Benjamini & Hochberg,1995) na definição de sondas com maior potencial de manifestar expressão diferencial em uma estrutura de tratamentos que representa altos e baixos teores de lignina. Os cinco tratamentos utilizados nas primeiras unidades experimentais foram: T1: Eucaliptus grandis, clone 1, amostra de folha; T2: Eucaliptus grandis, clone 1, amostra de tronco; T3: Eucaliptus grandis, clone 2, amostra de folha; T4: Eu- caliptus globulos, clone 3, amostra de folha e T5: Eucaliptus globulos, clone 4, amostra de folha. Foram utilizadas repetições biológicas (um clone diferente) para cada tratamento, nas demais unidades experimentais. No caso dos dados não transformados, verificou-se, pelo teste de Shapiro-Wilk, que os resíduos da análise dos dados de 1113 sondas não atendiam à pressuposição de normalidade. A transformação de Box-Cox corrigiu o problema da não normalidade para 801 dessas sondas, tendo sido detectada significância em 12 das 801 análises, para o efeito de tratamentos. Para as demais sondas em que a análise resultou em resíduos aproximadamente normais, 40 revelaram significância para o efeito de tratamentos, perfazendo um total de 52 sondas a serem investigadas para os contrastes de maior interesse. Usando o FDR e concluindo pelo teste "t"de Student, a 1% de significância, foram significativas para o contraste Folha x Xilema em E.grandis 33 sondas; para o contraste E.grandis x E.globulos, foram significativas 43 sondas; para o contraste entre clones dentro da E.grandis, foram significativas 36 sondas e, para o contraste entre clones dentro de E.globulos, foram significativas 13 sondas. O uso do procedimento FDR e a transformação Box-Cox apresentaram resultados satisfatórios em reduzir o número de sondas, tornando possível montar estudos posteriores sobre o potencial de expressão diferencial e de validação.

Genolyptus project aims to identify features of functional genomics of Eucalyptus sp. Within this project a microarray experiment using 10 Nimblegen platform (monochromatic) slides was performed. In this type of experiment thousands of simultaneous tests for different response variables are carried out in the same experimental units. In this work we investigate the consequences of applying False discovery rates (FDR, Benjamini & Hochberg, 1995) to identify probes with greatest potential of differential expression. The treatment structure comprises high and low lignin content. Five treatments were established, namely: T1: Eucaliptus grandis, clone 1, leaf sample; T2: Eucaliptus grandis, clone 1, stem sample; T3: Eucaliptus grandis, clone 2, leaf sample; T4: Eucaliptus globulos, clone 3, leaf sample; T5: Eucaliptus globulos, clone 4, leaf sample. An extra biological sample (a different clone) was established for each treatment combination. 1113 non-transformed response variables did not pass Shappiro-Wilk normality test and were then transformed according to Box-Cox procedure. From the 801 normally distributed response variables, after transformation, 12 showed significance of treatment effects. For the remaining probes that passed normality test, 40 have shown significance of treatment effects, resulting 52 probes to be investigated on specific contrasts and further testing. Using FDR and "t" test at 1% significance level, for the contrast E.grandis x E.globulos there where 43 significant probes. There were 33 significant contrasts between leaves and stems; 36 among clones of E.grandis and 13 significant contrasts among clones of E.globulos. FDR procedure and Box- Cox transformation had shown satisfactory results in reducing the number of probes to a number that can be handled in further validation studies of differential expression.