scvi-tools

bởi anthropic

Học sâu cho phân tích đơn bào sử dụng scvi-tools. Kỹ năng này nên được sử dụng khi người dùng cần (1) tích hợp dữ liệu và hiệu chỉnh batch với scVI/scANVI,…

npx skills add https://github.com/anthropics/knowledge-work-plugins --skill scvi-tools

scvi-tools Deep Learning Skill

This skill provides guidance for deep learning-based single-cell analysis using scvi-tools, the leading framework for probabilistic models in single-cell genomics.

How to Use This Skill

  1. Identify the appropriate workflow from the model/workflow tables below
  2. Read the corresponding reference file for detailed steps and code
  3. Use scripts in scripts/ to avoid rewriting common code
  4. For installation or GPU issues, consult references/environment_setup.md
  5. For debugging, consult references/troubleshooting.md

When to Use This Skill

  • When scvi-tools, scVI, scANVI, or related models are mentioned
  • When deep learning-based batch correction or integration is needed
  • When working with multi-modal data (CITE-seq, multiome)
  • When reference mapping or label transfer is required
  • When analyzing ATAC-seq or spatial transcriptomics data
  • When learning latent representations of single-cell data

Model Selection Guide

Data TypeModelPrimary Use Case
scRNA-seqscVIUnsupervised integration, DE, imputation
scRNA-seq + labelsscANVILabel transfer, semi-supervised integration
CITE-seq (RNA+protein)totalVIMulti-modal integration, protein denoising
scATAC-seqPeakVIChromatin accessibility analysis
Multiome (RNA+ATAC)MultiVIJoint modality analysis
Spatial + scRNA referenceDestVICell type deconvolution
RNA velocityveloVITranscriptional dynamics
Cross-technologysysVISystem-level batch correction

Workflow Reference Files

WorkflowReference FileDescription
Environment Setupreferences/environment_setup.mdInstallation, GPU, version info
Data Preparationreferences/data_preparation.mdFormatting data for any model
scRNA Integrationreferences/scrna_integration.mdscVI/scANVI batch correction
ATAC-seq Analysisreferences/atac_peakvi.mdPeakVI for accessibility
CITE-seq Analysisreferences/citeseq_totalvi.mdtotalVI for protein+RNA
Multiome Analysisreferences/multiome_multivi.mdMultiVI for RNA+ATAC
Spatial Deconvolutionreferences/spatial_deconvolution.mdDestVI spatial analysis
Label Transferreferences/label_transfer.mdscANVI reference mapping
scArches Mappingreferences/scarches_mapping.mdQuery-to-reference mapping
Batch Correctionreferences/batch_correction_sysvi.mdAdvanced batch methods
RNA Velocityreferences/rna_velocity_velovi.mdveloVI dynamics
Troubleshootingreferences/troubleshooting.mdCommon issues and solutions

CLI Scripts

Modular scripts for common workflows. Chain together or modify as needed.

Pipeline Scripts

ScriptPurposeUsage
prepare_data.pyQC, filter, HVG selectionpython scripts/prepare_data.py raw.h5ad prepared.h5ad --batch-key batch
train_model.pyTrain any scvi-tools modelpython scripts/train_model.py prepared.h5ad results/ --model scvi
cluster_embed.pyNeighbors, UMAP, Leidenpython scripts/cluster_embed.py adata.h5ad results/
differential_expression.pyDE analysispython scripts/differential_expression.py model/ adata.h5ad de.csv --groupby leiden
transfer_labels.pyLabel transfer with scANVIpython scripts/transfer_labels.py ref_model/ query.h5ad results/
integrate_datasets.pyMulti-dataset integrationpython scripts/integrate_datasets.py results/ data1.h5ad data2.h5ad
validate_adata.pyCheck data compatibilitypython scripts/validate_adata.py data.h5ad --batch-key batch

Example Workflow

# 1. Validate input data
python scripts/validate_adata.py raw.h5ad --batch-key batch --suggest

# 2. Prepare data (QC, HVG selection)
python scripts/prepare_data.py raw.h5ad prepared.h5ad --batch-key batch --n-hvgs 2000

# 3. Train model
python scripts/train_model.py prepared.h5ad results/ --model scvi --batch-key batch

# 4. Cluster and visualize
python scripts/cluster_embed.py results/adata_trained.h5ad results/ --resolution 0.8

# 5. Differential expression
python scripts/differential_expression.py results/model results/adata_clustered.h5ad results/de.csv --groupby leiden

Python Utilities

The scripts/model_utils.py provides importable functions for custom workflows:

FunctionPurpose
prepare_adata()Data preparation (QC, HVG, layer setup)
train_scvi()Train scVI or scANVI
evaluate_integration()Compute integration metrics
get_marker_genes()Extract DE markers
save_results()Save model, data, plots
auto_select_model()Suggest best model
quick_clustering()Neighbors + UMAP + Leiden

Critical Requirements

  1. Raw counts required: scvi-tools models require integer count data

    adata.layers["counts"] = adata.X.copy()  # Before normalization
    scvi.model.SCVI.setup_anndata(adata, layer="counts")
    
  2. HVG selection: Use 2000-4000 highly variable genes

    sc.pp.highly_variable_genes(adata, n_top_genes=2000, batch_key="batch", layer="counts", flavor="seurat_v3")
    adata = adata[:, adata.var['highly_variable']].copy()
    
  3. Batch information: Specify batch_key for integration

    scvi.model.SCVI.setup_anndata(adata, layer="counts", batch_key="batch")
    

Quick Decision Tree

Need to integrate scRNA-seq data?
├── Have cell type labels? → scANVI (references/label_transfer.md)
└── No labels? → scVI (references/scrna_integration.md)

Have multi-modal data?
├── CITE-seq (RNA + protein)? → totalVI (references/citeseq_totalvi.md)
├── Multiome (RNA + ATAC)? → MultiVI (references/multiome_multivi.md)
└── scATAC-seq only? → PeakVI (references/atac_peakvi.md)

Have spatial data?
└── Need cell type deconvolution? → DestVI (references/spatial_deconvolution.md)

Have pre-trained reference model?
└── Map query to reference? → scArches (references/scarches_mapping.md)

Need RNA velocity?
└── veloVI (references/rna_velocity_velovi.md)

Strong cross-technology batch effects?
└── sysVI (references/batch_correction_sysvi.md)

Key Resources

Thêm skills từ anthropic

analyzing-financial-statements
anthropic
Kỹ năng này tính toán các tỷ số và chỉ số tài chính chính từ dữ liệu báo cáo tài chính để phân tích đầu tư.
applying-brand-guidelines
anthropic
Kỹ năng này áp dụng nhận diện thương hiệu và phong cách doanh nghiệp nhất quán cho tất cả tài liệu được tạo ra, bao gồm màu sắc, phông chữ, bố cục và thông điệp.
creating-financial-models
anthropic
Kỹ năng này cung cấp bộ công cụ lập mô hình tài chính nâng cao với phân tích DCF, kiểm tra độ nhạy, mô phỏng Monte Carlo và lập kế hoạch kịch bản cho đầu tư…
board-minutes
anthropic
Soạn thảo biên bản cuộc họp hội đồng hoặc ủy ban theo định dạng của bạn. Tự động phát hiện các cuộc họp hội đồng và ủy ban sắp tới từ lịch của bạn, yêu cầu chương trình họp và…
crm-cleanup
anthropic
Quét HubSpot để tìm các deal đã cũ, danh bạ trùng lặp và các trường bị thiếu, sau đó sửa những gì chủ sở hữu phê duyệt. Chấp nhận đối số phạm vi tùy chọn cho deals, contacts,…
redshift-api
anthropic
Chạy SQL trên Amazon Redshift — gửi câu lệnh, kiểm tra trạng thái, phân trang kết quả và duyệt cơ sở dữ liệu/lược đồ/bảng. Sử dụng công cụ này bất cứ khi nào người dùng muốn…
ticket-deflector
anthropic
Đọc email hoặc ticket của khách hàng được chuyển tiếp, lấy trạng thái đơn hàng/hoàn tiền từ PayPal và lịch sử tài khoản từ HubSpot, soạn thảo phản hồi phù hợp với giọng điệu của chủ sở hữu…
reg-feed-watcher
anthropic
Kiểm tra các nguồn cấp dữ liệu quy định ngay bây giờ và báo cáo những gì mới kể từ lần kiểm tra trước, được lọc theo ngưỡng trọng yếu của bạn. Sử dụng khi người dùng nói "kiểm tra các nguồn cấp dữ liệu",…