这款软件名为《Homer》,只要装上了它就能轻而易举的查看周围人手机上的应用,相当于一个带有社交功能的应用发现器。 *** 作方法也非常简单,安装后输入自己的手机号码,然后截取每个屏幕页面进行上传,该应用将会自动根据图标进行识别分析,大功告成之后您手机中的应用将以列表形式展示给大家,当然您也可以随意浏览别人安装的应用。
ATAC-seq信息分析流程主要分为以下几个部分:数据质控、序列比对、峰检测、motif分析、峰注释、富集分析,下面将对各部分内容进行展开讲解。 下机数据经过过滤去除接头含量过高或低质量的reads,得到clean reads用于后续分析。常见的trim软件有Trimmomatic、Skewer、fastp等。fastp是一款比较新的软件,使用时可以用--adapter_sequence/--adapter_sequence_r2参数传入接头序列,也可以不填这两个参数,软件会自动识别接头并进行剪切。如: fastp \ --in1 A1_1.fq.gz \ # read1原始fq文件 --out1 A1_clean_1.fq.gz \ # read1过滤后输出的fq文件 --in2 A1_2.fq.gz \ # read2原始fq文件 --out2 A1_clean_2.fq.gz \ # read2过滤后输出的fq文件 --cut_tail \ #从3’端向5’端滑窗,如果窗口内碱基的平均质量值小于设定阈值,则剪切 --cut_tail_window_size=1 \ #窗口大小 --cut_tail_mean_quality=30 \ #cut_tail参数对应的平均质量阈值 --average_qual=30 \ #如果一条read的碱基平均质量值小于该值即会被舍弃 --length_required=20 \ #经过剪切后的reads长度如果小于该值会被舍弃 fastp软件的详细使用方法可参考:https://github.com/OpenGene/fastp。fastp软件对于trim结果会生成网页版的报告,可参考官网示例http://opengene.org/fastp/fastp.html和http://opengene.org/fastp/fastp.json,也可以用FastQC软件对trim前后的数据质量进行评估,FastQC软件会对单端的数据给出结果,如果是PE测序需要分别运行两次来评估read1和read2的数据质量。 如: fastqc A1_1.fq.gz fastqc A1_2.fq.gz FastQC会对reads从碱基质量、接头含量、N含量、高重复序列等多个方面对reads质量进行评估,生成详细的网页版报告,可参考官网示例:http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/good_sequence_short_fastqc.html 经过trim得到的reads可以使用BWA、bowtie2等软件进行比对。首先需要确定参考基因组fa文件,对fa文件建立索引。不同的软件有各自建立索引的命令,BWA软件可以参考如下方式建立索引: bwa index genome.fa 建立好索引后即可开始比对,ATAC-seq推荐使用mem算法,输出文件经samtools排序输出bam: bwa mem genome.fa A1_clean_1.fq.gz A1_clean_2.fq.gz | samtools sort -O bam -T A1 >A1.bam 值得注意的是,在实验过程中质体并不能完全去除,因此会有部分reads比对到质体序列上,需要去除比对到质体上的序列,去除质体序列可以通过samtools提取,具体方法如下:首先将不含质体的染色体名称写到一个chrlist文件中,一条染色体的名称写成一行,然后执行如下命令即可得到去除质体的bam samtools view -b A1.bam $chrlist >A1.del_MT_PT.bam 用于后续分析的reads需要时唯一比对且去重复的,bwa比对结果可以通过MAPQ值来提取唯一比对reads,可以用picard、sambamba等软件去除dup,最终得到唯一比对且去重复的bam文件。 比对后得到的bam文件可以转化为bigWig(bw)格式,通过可视化软件进行展示。deeptools软件可以实现bw格式转化和可视化展示。首先需要在linux环境中安装deeptools软件,可以用以下命令实现bam向bw格式的转换: bamCoverage -b A1.bam -o A1.bw 此外,可以使用deeptools软件展示reads在特定区域的分布,如: computeMatrix reference-point \ # reference-pioint表示计算一个参照点附近的reads分布,与之相对的是scale-regions,计算一个区域附近的reads分布 --referencePoint TSS \#以输入的bed文件的起始位置作为参照点 -S A1.bw \ #可以是一个或多个bw文件 -R gene.bed \ #基因组位置文件 -b 3000 \ #计算边界为参考点上游3000bp -a 3000 \ #计算边界为参考点下游3000bp,与-b合起来就是绘制参考点上下游3000bp以内的reads分布 -o A1.matrix.mat.gz \ #输出作图数据名称 #图形绘制 plotHeatmap \ -m new_A1.matrix.mat.gz \ #上一步生成的作图数据 -out A1.pdf \ # 输出图片名称 绘图结果展示: MACS2能够检测DNA片断的富集区域,是ATAC-seq数据call peak的主流软件。峰检出的原理如下:首先将所有的reads都向3'方向延伸插入片段长度,然后将基因组进行滑窗,计算该窗口的dynamic λ,λ的计算公式为:λlocal = λBG(λBG是指背景区域上的reads数目),然后利用泊松分布模型的公式计算该窗口的显著性P值,最后对每一个窗口的显著性P值进行FDR校正。默认校正后的P值(即qvalue)小于或者等于0.05的区域为peak区域。需要现在linux环境中安装macs2软件,然后执行以下命令: macs2 callpeak \ -t A1.uni.dedup.bam \ #bam文件 -n A1 \ # 输出文件前缀名 --shift -100 \ #extsize的一半乘以-1 --extsize 200 \ #一般是核小体大小 --call-summits #检测峰顶信息 注:以上参数参考文献(Jie Wang,et.al.2018.“ATAC-Seq analysis reveals a widespread decrease of chromatin accessibility in age-related macular degeneration.”Nature Communications) ATAC分析得到的peak是染色质上的开放区域,这些染色质开放区域常常预示着转录因子的结合,因此对peak区域进行motif分析很有意义。常见的motif分析软件有homer和MEME。以homer软件为例,首先在linux环境中安装homer,然后用以下命令进行motif分析: findMotifsGenome.pl \ A1_peaks.bed \ #用于进行motif分析的bed文件 genome.fa \ #参考基因组fa文件 A1 \ #输出文件前缀 -size given \ #使用给定的bed区域位置进行分析,如果填-size -100,50则是用给定bed中间位置的上游100bp到下游50bp的区域进行分析 homer分析motif的原理及结果参见:http://homer.ucsd.edu/homer/motif/index.html 根据motif与已知转录因子的富集情况可以绘制气泡图,从而可以看到样本与已知转录因子的富集显著性。 差异peak代表着比较组合染色质开放性有差异的位点,ChIP-seq和ATAC-seq都可以用DiffBind进行差异分析。DiffBind通过可以通过bam文件和peak的bed文件计算出peak区域标准化的readcount,可以选择edgeR、DESeq2等模型进行差异分析。 在科研分析中我们往往需要将peak区域与基因联系起来,也就是通过对peak进行注释找到peak相关基因。常见的peak注释软件有ChIPseeker、homer、PeakAnnotator等。以ChIPseeker为例,需要在R中安装ChIPseeker包和GenomicFeatures包,然后就可以进行分析了。 library(ChIPseeker) library(GenomicFeatures) txdb<- makeTxDbFromGFF(‘gene.gtf’)#生成txdb对象,如果研究物种没有已知的TxDb,可以用GenomicFeatures中的函数生成 peakfile <-readPeakFile(‘A1_peaks.narrowPeak’)#导入需要注释的peak文件 peakAnno <- annotatePeak(peakfile,tssRegion=c(-2000, 2000), TxDb=txdb) # 用peak文件和txdb进行peak注释,这里可以通过tssRegion定义TSS区域的区间 对于peak注释的结果,也可以进行可视化展示,如: p <- plotAnnoPie(peakAnno) 通过注释得到的peak相关基因可以使用goseq、topGO等R包进行GO富集分析,用kobas进行kegg富集分析,也可以使用DAVID在线工具来完成富集分析。可以通过挑选感兴趣的GO term或pathway进一步筛选候选基因。欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
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