「文献01」ATAC-pipe: ATAC-seq分析的工具包

日期:2019年1月6日——2019-Week1
分类:「工具」
题目:ATAC-pipe: general analysis of genome-wide chromatin accessibility
DOI: 10.1093/bib/bby056
杂志:Briefings in Bioinformatics
关键词: ATAC; chromatin accessibility; transcription factor; regulatory network

摘要

ATAC-pipe是中科大Kun Qu实验室开发的一个打包软件包,用于分析bulk ATAC-Seq。主要功能包括:

  • 鉴定显著差异的开放染色质区域
  • motif分析及相关的TFs对转录调控的影响
  • TF和motif的足迹分析以及核小体占位的可视化
  • 基于相关性的细胞聚类分析
  • 构建TF调控网络,评估TFs和基因间的相互作用

详细用法参考: https://github.com/QuKunLab/ATAC-pipe
或者 manual for ATAC-pipe:
https://github.com/QuKunLab/ATAC-pipe/blob/master/Manual_for_ATAC-pipe.pdf


材料和方法

1. 流程和算法

ATAC-pipe是基于其他工具和软件包的,需要在Linux/MAC OS平台安装 requires Bowtie2, Picard, MACS2, HOMER, Python和R的环境,以及相关的参考基因组和DESeq R包。

  • 比对: Bowtie2
  • 去重: Picard
  • peak calling: MACS2
  • count标准化和差异分析:DESeq
  • 聚类和热图:Cluster 3.0 和 Treeview
  • TF motifs分析: Homer and msCentipede
  • 序列迁移,TSS富集值和分布,V-plot, TF调控网络:他们自己实验室写的代码

2. 与其他工具的比较

他们的介绍是「ATAC-pipe功能多,其他工具可能只是包含QC,比对,peak calling等基本步骤,但是ATAC-pipe还包含样本聚类,motif 搜索,足迹验证、核小体占位分析和TF调控网络分析,而且更重要的是可以鉴定显著差异开放染色质区域和这些区域的TF motif富集, 另外所需时间与其他工具相比较少」。
(他们介绍的优点了解下即可,其实很多工具都可以实现相同的功能,其他工具的功能和原理也要了解一下)


ATAC-pipe与其他工具的比较

结果

看一下这个流程包可以给出哪些结果

结果1:质控

测序质量QC

实验QC

结果2:相关性和差异peaks分析

相关性和差异peaks分析

结果3:TF 富集分析

差异开放染色质区域和这些区域的motif富集分析

结果4:TF motif足迹分析和核小体占位分析

TF motif足迹分析和核小体占位分析

结果5:TF驱动调控网络

TF驱动调控网络

讨论

使用他人打包的工具包有人可能觉得省时方便,但是会有很多限制,不够灵活。而且他们这个工具包本身需要安装很多工具,最终是包装成python模块,使用时是需要有linux和python基础的。他们的分析结果有很多工具和方法可以实现,对于这篇文章也就是了解下他们进行ATAC-seq分析时使用的方法,同时了解下文章中做比较时提到其他工具。

如果想实现个性化和弹性化的分析,还是需要自己了解掌握每一步的分析流程,具体方法可以参考之前的帖子:


另外记得在去年苏州单细胞会议的海报展示,Kun Qu老师实验室展示了一个用于sc-ATAC分析的工具包APEC(不知道发表没)。


APEC的文章已在预印版上发出:https://www.biorxiv.org/content/early/2019/05/23/646331.full.pdf

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