用python做生物信息数据分析(2-pysam)

写perl的思维,可能确实不能拿来学python。毕竟,python的裤子有很多。面向对象的语言,如果不好好穿裤子,怎么找对象?。手上要做的事情,需要解析sam,更或者bam文件。当然,如果有可能的话,还需要对SAM或者BAM进行排序!
这个事情我在java写过,but,最后效率不如htsjdk,故最后还是打包了htsjdk。吸取这个教训,使用python的时候。第一步,先用pysam。

pysam的下载与安装

此处,直接接上一个推文,从pycharm中,右击某个项目,就可以直接打开terminal


image.png

网络畅通的情况下,使用pip安装pysam(其实我也不知道,windwos下是否可以)

pip install pysam

很遗憾,安装失败了。各种报错,不忍直视。
百度 google 搜索了一下,发现,似乎pysam不能直接安装,同时似乎有一个解法
https://pypi.org/project/pysam-win/

pip install pysam-win

OK。似乎这样就安装好了。可以在windows下愉快地使用python处理SAM/BAM文件了。

pysam的使用与目标

首先,当然是看官方文档,看看都怎么用的,https://pysam.readthedocs.io/en/latest/

从文档来看,pysam的速度应该不会慢,毕竟是**a lightweight wrapper of the htslib C-API.

**

随后,目标如下:

  1. 读取SAM,BAM文件
  2. BAM文件排序
  3. ....没有了

读取

先打开一个文件对象 AlignmentFile

import pysam
samfile = pysam.AlignmentFile("ex1.bam", "rb")

然后就可以自由自在地获取任意region的reads...我总是觉得我似乎在什么时候用过pysam?还是....哦,感觉很像我写的Jsam...

for read in samfile.fetch('chr1', 100, 120):
     print read
samfile.close()

只是,此处的BAM不需要排序的吗?本来想试验一下,不过发现还是比较麻烦。继续看文档就知道,必须是先排序,因为

Without an index, random access via fetch() and pileup() is disabled.

如果需要遍历一个文件的话,那么直接

import pysam
samfile = pysam.AlignmentFile("Treat.20M.merged.sam")
lineCount = 0
for read in samfile:
    print(read)
    lineCount = lineCount + 1
    if lineCount > 10:
        break

即可。
大体过了文档,整体感觉是,我需要的可能只有pysam,而可能真的不需要biopython,毕竟有了IO,其他的似乎暂时对我来说并不重要。

pysam支持多种生信常见文件格式,包括SAM BAM CRAM fastq fasta vcf gtf gff ....

写出

import pysam
samfile = pysam.AlignmentFile("ex1.bam", "rb")
pairedreads = pysam.AlignmentFile("allpaired.bam", "wb", template=samfile)
for read in samfile.fetch():
     if read.is_paired:
             pairedreads.write(read)

pairedreads.close()
samfile.close()

排序

pysam.sort("-o", "output.bam", "ex1.bam")

写一个用得到的小脚本

课题需要,所以要写一个python小脚本,需要完成以下内容

  1. 读取SAM或者BAM文件(默认要求name-sorted)
  2. 过滤去除mapped pos大于20个位置的,因为基本可以认为是repeat
  3. 对文件进行pos-sorted
  4. 课题内容,就不写出来了
import pysam
# filter sam file to remove reads mapped to repeat regions.\
samfile = pysam.AlignmentFile("Treat.20M.merged.sam")
tmpfile = pysam.AlignmentFile("dedup.sam", "w", template=samfile)
lineCount = 0
max_hit_num = 3
pre_read_id = ""
cur_read_list = list()
for read in samfile:
    cur_read_id = read.qname
    if cur_read_id == pre_read_id:
        cur_read_list.append(read)
    else:
        if len(cur_read_list) < max_hit_num:
            for cur_read in cur_read_list:
                tmpfile.write(cur_read)
        cur_read_list.clear()
        cur_read_list.append(read)
        pre_read_id = cur_read_id
    lineCount = lineCount + 1
    if lineCount > 100:
        break
if len(cur_read_list) != 0 & len(cur_read_list) < max_hit_num:
    for cur_read in cur_read_list:
        tmpfile.write(cur_read)
cur_read_list.clear()
# sort sam file
pysam.sort("-o", "dedup.sorted.sam", "dedup.sam")

补充

我是在windows下面写代码的,但是经过尝试,pysam确实几乎无法在windows下面正常配置,所以写代码的过程是痛苦的。
无法进行代码补全的面向对象码码,简直要命!
最后的解法是,只能在linux下,查看当前对象的属性...

import pysam
samfile = pysam.AlignmentFile("Treat.20M.merged.sam")
lineCount = 0
for read in samfile:
    print(dir(read))
    lineCount = lineCount + 1
    if lineCount > 10:
        break

python有一些好处,即几乎所有变量是全局的(除非在函数中)。所以对于上述代码的read,我之前大概翻过python的书,知道完全可以在python交互式操作中,使用

dir(read)
# 或者
help(read)

来查看read对象的文档。

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