MACS2文档学习

文档链接:https://github.com/taoliu/MACS/
MACS2是ChIP-Seq、ATAC-Seq、DNAsel-Seq等分析中call peaks的常用软件。

MACS2的使用方法

macs2 [-h] [--version]
           {callpeak,filterdup,bdgpeakcall,bdgcmp,randsample,bdgdiff,bdgbroadcall}

参考示例:

# Example for regular peak calling:
macs2 callpeak -t ChIP.bam -c Control.bam -f BAM -g hs -n test -B -q 0.01
# Example for broad peak calling:
macs2 callpeak -t ChIP.bam -c Control.bam --broad -g hs --broad-cutoff 0.1

MCAS2包含的函数有:

callpeak的主要参数:

  • -t/--treatment FILENAME
    实验组,这是MACS的必需参数,-t 加实验组文件的名字
  • -c/--control
    对照组
  • -f/--format FORMAT
    格式,支持bam,sam,bed等
  • -g/--gsize
    基因组的有效大小,由于基因组序列的重复性,基因组实际可以mapping的大小小于原始的基因组。这个参数要根据实际物种计算基因组的有效大小。软件里也给出了几个默认的-g 值:hs -- 2.7e9表示人类的基因组有效大小(UCSC human hg18 assembly).
    • hs: 2.7e9
    • mm: 1.87e9
    • ce: 9e7
    • dm: 1.2e8
  • -n/--name
    输出文件的前缀,这里可以设置不同实验组的名字以区分输出结果。
  • -B/--bdg
    输出bedgraph格式的文件,输出文件以NAME+'_treat_pileup.bdg' for treatment data, NAME+'_control_lambda.bdg' for local lambda values from control显示。

    (这里不知道为什么含有染色体后面的字符串)
  • --outdir
    输出文件的路径
  • --nomodel
    这个参数和extsize、shift是配套使用的,有这个参数才可以设置extsize和shift。
  • --extsize
    当设置了nomodel时,MACS会用--extsize这个参数从5'->3'方向扩展reads修复fragments。比如说你的转录因子结合范围200bp,就设置这个参数是200。
  • --shift
    当设置了--nomodel,MACS用这个参数从5' 端移动剪切,然后用--extsize延伸,如果--shift是负值表示从3'端方向移动。建议ChIP-seq数据集这个值保持默认值为0,对于检测富集剪切位点如DNAsel数据集设置为EXTSIZE的一半。
    示例:
  1. 想找富集剪切位点,如DNAse-seq,所有5'端的序列reads应该从两个方向延伸,如果想设置移动的窗口是200bp,参数设置如下:
    --nomodel --shift -100 --extsize 200
  2. 对nucleosome-seq数据,用核小体大小的一半进行extsize,所以参数设置如下:
    --nomodel --shift 37 --extsize 73
  • --call-summits
    MACS利用此参数重新分析信号谱,解析每个peak中包含的subpeak。对相似的结合推荐使用此参数,当使用此参数时,输出的subpeak会有相同的peak边界,不同的绩点和peak summit poisitions.
  • -q/--qvalue-p/--pvalue
    q value默认值是0.05,与pvalue不能同时使用。
  • --broad
    peak有narrow peak和broad peak, 设置时可以call broad peak 的结果文件。
  • --broad-cutoff
    和pvalue、以及qvalue相似
    对人细胞系ATAC-seq 数据call peak的参数设置如下:
macs2 callpeak -t sample.final.bed -n sample --shift -100 --extsize 200 --nomodel -B --SPMR -g hs --outdir Macs2_out 2> sample.macs2.log

输出文件解读

  • NAME_peaks.xls
    包含peak信息的tab分割的文件,前几行会显示callpeak时的命令。输出信息包含:
    • 染色体号
    • peak起始位点
    • peak结束位点
    • peak区域长度
    • peak的峰值位点(summit position)
    • peak 峰值的高度(pileup height at peak summit, -log10(pvalue) for the peak summit)
    • peak的富集倍数(相对于random Poisson distribution with local lambda)

      Coordinates in XLS is 1-based which is different with BED format
      XLS里的坐标和bed格式的坐标还不一样,起始坐标需要减1才与narrowPeak的起始坐标一样。
  • NAME_peaks.narrowPeak
    *narrowPeak文件是BED6+4格式,可以上传到UCSC浏览。输出文件每列信息分别包含:
    • 1;染色体号
    • 2:peak起始位点
    • 3:结束位点
    • 4:peak name
    • 5:int(-10*log10qvalue)
    • 6 :正负链
    • 7:fold change
    • 8:-log10pvalue
    • 9:-log10qvalue
    • 10:relative summit position to peak start(?)


  • NAME_summits.bed
    BED格式的文件,包含peak的summits位置,第5列是-log10pvalue。如果想找motif,推荐使用此文件。

Remove the beginning track line if you want to analyze it by other tools.???

  • .bdg
    bedGraph格式,可以导入UCSC或者转换为bigwig格式。两种bfg文件:treat_pileup, and control_lambda.
  • NAME_peaks.broadPeak
    BED6+3格式与narrowPeak类似,只是没有第10列。

summits.bed,narrowPeak,bdg, xls四种类型输出文件的比较:

  • xls文件
    文件包含信息还是比较多的,和narrowPeak唯一不同的是peak的起始位置需要减1才是bed格式的文件,另外还包含fold_enrichment 和narrowPeak的fold change 对应,-log10pvalue,-log10qvalue,peak长度,peak 峰值位置等。
  • narrowPeak文件
    和xls文件信息类似
  • summits.bed文件
    包含峰的位置信息和-log10pvalue
  • bdg文件
    bdg文件适合导入UCSC或IGV进行谱图可视化,或者转换为bigwig格式再进行可视化。
    但是包含的信息不是太了解,另外为什么染色体号后面会出现其他一样的字符串????

其他有用链接:
Cistrome: http://cistrome.org/ap/
bedTools: http://code.google.com/p/bedtools/
UCSC toolkits:http://hgdownload.cse.ucsc.edu/admin/exe/

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