Peak注釋？HOMER來幫你！

2023-10-24 09:30 作者:小云愛生信 0人讀過 | 我要投稿

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不知道小伙伴們是否理解Peak的含義呢?

今天小果就帶大家理解一下ATAC-seq中的peak。首先先介紹一下ATAC-seq：ATAC-seq是一種測量染色質(zhì)可及性的技術(shù)，利用轉(zhuǎn)座酶Tn5在開放染色質(zhì)區(qū)域切割DNA并插入測序接頭，從而可以通過高通量測序檢測到哪些區(qū)域是染色質(zhì)開放的。那么ATAC-seq中的peak是指在某一位置或區(qū)域，測序信號(hào)達(dá)到最大值的現(xiàn)象，通常反映了某種基因調(diào)控元件（如啟動(dòng)子、增強(qiáng)子等）或轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)的存在。ATAC-seq的peak分析可以幫助我們發(fā)現(xiàn)不同細(xì)胞類型或狀態(tài)下，染色質(zhì)可及性的變化，以及與之相關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制。

例如下圖：

圖中的一個(gè)個(gè)突起的小山峰就是我們今天的主角peak了。那peak怎么得到呢？又為什么要去注釋呢？小伙伴們是不是有點(diǎn)暈?zāi)?？哈哈哈不要著急，且聽小果?xì)細(xì)道來。

首先我們的ATAC-seq的測序數(shù)據(jù)row data經(jīng)過清理之后得到clean data，然后對(duì)clean data比對(duì)到基因組之后得到bam文件，經(jīng)過排序，標(biāo)記單端比對(duì)（雙端測序），去除PCR重復(fù)等過程就會(huì)得到最終的final bam文件，然后就可以采用MACS2 軟件來得到peak啦

那么為什么要對(duì)peak進(jìn)行注釋呢？Peak的注釋是將peak與基因組上的已知元件（如基因、轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)、啟動(dòng)子、增強(qiáng)子等）進(jìn)行比較和對(duì)應(yīng)，從而推斷peak的功能和作用對(duì)象123。Peak的注釋可以幫助我們理解peak在基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的角色，發(fā)現(xiàn)與peak相關(guān)的基因和轉(zhuǎn)錄因子，以及探索不同細(xì)胞類型或狀態(tài)下，peak的差異和變化。換句話說是因?yàn)閱渭兊膒eak只是一些冰冷的數(shù)據(jù)，只有通過注釋，才能將peak匹配到一些基因元件上。

下面小果講一下怎么用HOMER軟件去注釋peak。

HOMER軟件是一種用于分析和注釋基因組上的peak的工具，主要用于ChIP-seq，ATAC-seq數(shù)據(jù)的處理。HOMER軟件可以提供以下功能：

1.?尋找和注釋與轉(zhuǎn)錄因子或組蛋白修飾相關(guān)的peak

2.?比較不同樣本或條件下的peak差異

3.?識(shí)別和分析轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)的motif

4.?評(píng)估peak在基因表達(dá)調(diào)控中的作用

5.?可視化peak在基因組上的分布和特征

首先軟件的安裝：我們果斷選擇conda：

conda install -c bioconda homer

安裝完HOMER之后使用configureHomer.pl完成HOMER軟件的配置

如果是人類和小鼠等的數(shù)據(jù)就直接可以用configureHomer.pl來下載相應(yīng)的參考基因組

以人的參考基因組為例：

如果是自定義HOMER數(shù)據(jù)的話需要參考基因組的fasta文件和gtf文件，使用loadGenome.pl命令來自定義HOMER（需要HOMER版本4.4以上）

接下來就是peak的注釋啦，peak的注釋需要用到annotatePeaks.pl 命令，輸入文件可以是MACS2軟件callpeak的bed文件(可以直接使用)或者是HOMER軟件指定的peak文件格式。peak文件格式：使用Tab分隔，共五列，分別是 peak ID , chr , start , end ,strand

小果的代碼如下：

結(jié)果會(huì)生成一個(gè)xlsx文件，里面是注釋的結(jié)果信息

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