3D-DNA是一款簡單，方便的處理Hi-C軟件，可將contig提升到染色體水平, githup，也可以用于對(duì)已經(jīng)組裝好的contig進(jìn)行糾錯(cuò)，繼而用其它軟件（ALLHIC）進(jìn)行掛載。

3D-DNA流程簡介

• 將Hi-C數(shù)據(jù)比對(duì)到draft.genome.fa。（利用Juicer分析Hi-C數(shù)據(jù)）
• 利用自動(dòng)化流程進(jìn)行糾錯(cuò)（misjoin），排序（order），確定正確方向（orient），最后scaffolding，得到染色體水平的組裝結(jié)果（3D-DNA分析）
• Juicebox 進(jìn)行人工糾錯(cuò)

所需軟件及安裝

• LastZ (version 1.03.73 released 20150708)` – for diploid mode only
• Java version >=1.8
• Bash >=4
• GNU Awk >=4.0.2
• GNU coreutils sort >=8.11
• Python >=2.7 - for chromosome number-aware splitter module only
• scipy numpy matplotlib - for chromosome number-aware splitter module only
• GUN Parallel >=20150322 (可選，建議裝)
• bwa
• 兩個(gè)核心軟件 juicer 和3D-DNA

安裝軟件

## 安裝juice
git clone https://github.com/theaidenlab/juicer.git
cd juicer
ln -s CPU scripts
cd scripts/common
wget https://hicfiles.tc4ga.com/public/juicer/juicer_tools.1.9.9_jcuda.0.8.jar
ln -s juicer_tools.1.9.9_jcuda.0.8.jar  juicer_tools.jar

## 安裝3D-DNA
git clone https://github.com/theaidenlab/3d-dna.git

大概流程

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

• ref 文件夾： 存放draft.genome.fa
• fastq 文件夾：存放HI-C測(cè)序雙端reads, 注意reads文件名的格式 保證*.R1.fastq, *.R2.fastq

1. 利用Juicer 分析HI-C數(shù)據(jù)

• 基因組建立索引

bwa index draft.genome.fa

• 創(chuàng)建可能的酶切位點(diǎn)文件

python ~/software/juicer/misc/generate_site_positions.py  HindIII  draft.genome  draft.genome.fa
# 本次使用的是 HindIII 進(jìn)行酶切；選擇自己所有的酶

• 獲取每條contig的長度

awk 'BEGIN{OFS="\t"}{print $1, $NF}' draft.genome_HindIII.txt > draft.genome.chrom.sizes

• 運(yùn)行juicer

~/software/juicer/scripts/juicer.sh \
                              -g draft_genome \
                               -s HindIII \
                               -z ./ref/draft.genome.fa \
                                -y ./ref/draft.genome_HindIII.txt \
                                 -p ./ref/draft.genome.chrom.sizes \
                                 -t 8

## 參數(shù)
-g： 定義一個(gè)物種名
-s：酶切類型, HindIII(AAGCTAGCTT), MboI(GATCGATC) , DpnII(GATCGATC), NcoI(CCATGCATGG)
-z : 參考基因組文件
-y: 限制性酶切位點(diǎn)可能出現(xiàn)位置文件
-p: 染色體大小文件
-C: 將原來的文件進(jìn)行拆分，必須是4的倍數(shù)，默認(rèn)是90000000, 即22.5M reads
-S: 和任務(wù)重運(yùn)行有關(guān)，從中途的某一步開始,"merge", "dedup", "final", "postproc" 或 "early"
-d: juicer的目錄
-D: juicer scripts的目錄
-t: 線程數(shù)

結(jié)果：結(jié)果文件在aligned目錄下，其中就是下一步3D-DNA的輸入文件之一。

2. 運(yùn)行3D-DNA

使用默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行3D-DNA

~/software/3d-dna/run-asm-pipeline.sh ./ref/draft.genome.fa ./aligned/merged_nodups.txt

最后輸出文件中，包含F(xiàn)INAL.fasta就是我們需要的結(jié)果。

3. juicerbox進(jìn)行手動(dòng)糾錯(cuò)

點(diǎn)擊該處進(jìn)行下載

一般組裝錯(cuò)誤為：

• misjoin
• translocations
• inversions
• chromosome boundaries

糾錯(cuò)完以后，會(huì)得到genome.review.assembly用于下一步的分析

4. 再次運(yùn)行3D-DNA

~/software/3d-dna/run-asm-pipeline-post-review.sh -r genome.review.assembly ./ref/draft.genome.fa aligned/merged_nodups.txt

參考

利用3D-DNA掛載基因組
githup
juicer
利用3D-DNA流程組裝基因組