保姆级 IGV 基因组浏览器使用指南(图文详解)

一、软件下载

http://software.broadinstitute.org/software/igv/download

这里以下载 Windows 版本为例,下载带有 Java 的版本,方便安装。

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由于大部分数据是通过服务器跑出的结果,所以也有小伙伴有在 Linux 服务器端使用的需求。这里推荐几种方式:

  • 配合远程控制软件来使用,国产推荐 Todesk,向日葵
  • 话说目前有部分单位禁止远程软件,推荐结合 Jupyter 来使用
  • 建立 FTP 来通过 url 访问

建议最好安装在固态硬盘所在分区,提高加载速度。

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如果没有在桌面找到 IGV 软件,按住 Win 键,搜索 igv 可以找到并运行

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IGV 有下载文件的需求,所以通过网络访问权限

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二、软件介绍

1、数据载入

为了方便介绍功能,我们需要先下载几个测试数据:

测试数据下载:

下面的数据来自人肝脏的 DNaseq 数据,分别为bigbed 文件与 bigwig 文件:

bigbed 文件:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/download/?acc=GSE172690&format=file&file=GSE172690%5FENCFF812QNX%5Fpeaks%5Fmm10%2EbigBed

bigwig 文件:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/download/?acc=GSE172690&format=file&file=GSE172690%5FENCFF705ESF%5Fread%2Ddepth%5Fnormalized%5Fsignal%5Fmm10%2EbigWig

想了解更多基因组相关文件格式:https://blog.csdn.net/u011262253/article/details/109367884

载入数据:

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成功载入数据

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切换其中一个染色体:

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2、软件面板

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这里分五大部分来介绍:

  • 工具栏

  • 轨迹信息栏

  • 基因组窗口

  • 轨迹窗口

  • 基因窗口

1、工具栏

从左到右依次为划分为三个小工具:

参考基因组工具

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a. 选择参考基因组物种及版本,如果没有本地版本,需要联网下载

b. 选择染色体编号

c. 搜索染色体区间,格式如图所示,最常用的功能还是输入感兴趣的基因,直接跳转到对应的位置

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视图操作工具

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依次为主页面,前一步,后一步,刷新,定义区域,Trace适屏,弹出信息显示

缩放工具

用于控制整个视图的缩放比例,快捷键

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2、轨迹信息栏

右键可以打开菜单,进一步修改,后面详细来研究。

3、基因组窗口

上部分为整条染色体,点击即可跳转该位置

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下半部分为目前染色体可见部分对于的染色体位置,用刻度线标识,单位为碱基数。

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4、轨迹窗口

每一行代表一个样本的 Trace

5、基因窗口

显示基因的特征区域,可以与 Trace 面板配合,来查看研究区域的生物学信号。

三、常用操作

1、下载参考基因组及注释

  • 左上角点击 More:
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  • 进入下载进度,这一步比较慢,建议科学上网或晚上挂着下载
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2、数据加载

目前支持的格式包括:

  • 序列比对:bam,cram

  • 基因组注释:bed, gtf, gff3, psl, bigbed

  • 信号数据:wig, bedgraph, bigwig, tdf

  • 拷贝数:seg

拖动文件到轨迹窗口

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本地文件载入

右上角点击 File-> Load from File,选择本地文件即可

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通过 URL 加载

如谷歌的数据gs://genomics-public-data/platinum-genomes/bam/NA12877_S1.bam,自己有服务器最好建立 ftp 站点,方便查看

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通过官方服务器加载

这里有一些公共项目的数据集,有兴趣的小伙伴可以多浏览

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3、搜索

在工具栏的搜索框输入,图中 C 的位置:

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有几种搜索方式:

  • 按基因组坐标搜索:chr6:64,664,854-64,666,044

  • 按基因名搜索:如 pou5f1,但是不支持别名等其他名称搜索

  • 按突变搜索,支持两种格式:

    • KRAS:G12C,搜索 KRAS 第 12 个氨基酸上,从G 到 C 的突变。* 表示终止密码子

    • 123A>T,搜索 KRAS 第 123 个氨基酸,从 A 到 T 的突变

4、放大缩小

  • 放大:

    • 双击轨迹窗口

    • 按住 Shift 健,单击轨迹窗口

    • 点击缩放工具 +

    • 在基因组标尺窗口按住左键滑动,选中区域便会放大

  • 缩小:按住 Alt 健,单击轨迹窗口

5、滚动平移

  • 水平移动

    • 按住左键在轨迹窗口左右拖动

    • 点击基因组标尺或染色体图

    • HomeEnd

  • 垂直滚动

    • 按住左键在轨迹窗口上下拖动

    • Page UpPage Down

6、右键菜单

在轨迹信息栏和基因窗口都可以右键呼出如下菜单栏,我们在出图时会依次用到

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四、绘图

1、折线图

右键选择折线图选项

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修改颜色

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设置颜色

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设置数据值域

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这里试试设置不同的数据范围,也就是值域,这里注意 Y 轴变化

  • 设置Min,Mid,Max 依次为 0,0,0.2,效果如下

    img
  • 设置Min,Mid,Max 依次为 -0.2,0,0.2,效果如下

    img
  • 设置Min,Mid,Max 依次为 -1,0,1,效果如下

    img

最终效果如下:

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2、散点图

切换到散点图选项

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设置同折线图,效果如下

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3、条形图

切换到条形图

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设置同折线图,最终效果

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4、热图

选择热图选项

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配置参数

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设置

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效果

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总结一下,一共可以绘制四种图,包括:

热图

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折线图

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条形图

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散点图

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5、基因

右键可以打开设置菜单,一共有三种形式选择:

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堆叠形式

多个转录本堆叠在一起显示

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展开形式

分别显示多条转录本

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压缩形式

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样本参数设置

基因特征显示

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6、保存图片

支持格式两种 png,svg。这两种格式导出后,用 PS 和 AI 修改后就是论文中常见的图啦。

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