在做跨物種分析時，需要對不同物種的基因進行同源轉化，以便進行比較。R包biomaRt是常用的同源基因轉化工具，本文主要介紹使用biomaRt同源基因轉化的使用方法和注意事項。

一、使用方法

以人和小鼠為例

library(biomaRt)
library(dplyr)
library(stringr)

#查詢可以鏈接到的數(shù)據(jù)庫有哪些，返回結果發(fā)現(xiàn)有四個
listMarts()
> listMarts()
               biomart                version
1 ENSEMBL_MART_ENSEMBL      Ensembl Genes 109
2   ENSEMBL_MART_MOUSE      Mouse strains 109
3     ENSEMBL_MART_SNP  Ensembl Variation 109
4 ENSEMBL_MART_FUNCGEN Ensembl Regulation 109

#可以從biomart中挑選一個數(shù)據(jù)庫進行使用
ensembl = useMart("ENSEMBL_MART_ENSEMBL")
all_database = listDatasets(ensembl)

運行完上述兩條代碼后R studio 環(huán)境中會出現(xiàn)兩個變量，其中all_database是一個dataframe，該數(shù)據(jù)框中列舉了使用數(shù)據(jù)庫中所有的數(shù)據(jù)集以及對應數(shù)據(jù)集的描述及版本。

可以使用Rstudio中對dataframe的檢索功能檢索出研究對象的數(shù)據(jù)集，下圖以小鼠為例：

#當然也可以通過searchDatasets對數(shù)據(jù)集進行查詢
> searchDatasets(mart = ensembl, pattern = "Mouse")
                   dataset                  description  version
105  mmurinus_gene_ensembl Mouse Lemur genes (Mmur_3.0) Mmur_3.0
106 mmusculus_gene_ensembl         Mouse genes (GRCm39)   GRCm39

獲取數(shù)據(jù)

使用useMart函數(shù)以檢索到的數(shù)據(jù)集作為參數(shù)加載研究對象的數(shù)據(jù)集
human = useMart(biomart = "ENSEMBL_MART_ENSEMBL", dataset = "hsapiens_gene_ensembl" ,host = "https://dec2021.archive.ensembl.org/")
mouse = useMart(biomart = "ENSEMBL_MART_ENSEMBL", dataset = "mmusculus_gene_ensembl",host = "https://dec2021.archive.ensembl.org/")

加載后的數(shù)據(jù)集結構

構建轉化函數(shù)

#獲取不同物種的同源基因，參考物種是attributes，則查詢物種是attributesL。
human2mouse <- function(x){
  genes_cyno = getLDS(attributes = c("external_gene_name"), 
                      filters = "external_gene_name", 
                      values = x , mart = human, 
                      attributesL = c("external_gene_name"), 
                      martL = mouse, uniqueRows=T
  )
  colnames(genes_cyno) = c("Human.Gene", "Mouse.Gene")
  return(genes_cyno)
}

轉化測試（示例數(shù)據(jù)：SCAR_Atlas_0518.rds）

## 轉化測試
use_gene = rownames(data@assays$RNA@counts)
human2mouse(use_gene)

> human2mouse(use_gene)
    Human.Gene    Mouse.Gene
1      MT-ND4L       mt-Nd4l
2       MT-CO2        mt-Co2
3       MT-CO1        mt-Co1
4       MT-ND2        mt-Nd2
5       MT-ND6        mt-Nd6
6       MT-ND3        mt-Nd3
7      MT-ATP6       mt-Atp6
8       MT-ND4        mt-Nd4
9       MT-ND5        mt-Nd5
10      MT-CO3        mt-Co3
11     MT-ATP8       mt-Atp8
12      MT-ND1        mt-Nd1
13       SYCP3       Gm20817
14       SYCP3       Gm28490
15       SYCP3       Gm21094
16       SYCP3       Gm20838

值得注意的是（示例數(shù)據(jù)：SCAN_Pan_0037.rds）