日期：2019年1月6日——2019-Week1
分類：「工具」
題目：ATAC-pipe: general analysis of genome-wide chromatin accessibility
DOI: 10.1093/bib/bby056
雜志：Briefings in Bioinformatics
關(guān)鍵詞： ATAC; chromatin accessibility; transcription factor; regulatory network

摘要

ATAC-pipe是中科大Kun Qu實(shí)驗室開發(fā)的一個打包軟件包，用于分析bulk ATAC-Seq。主要功能包括：

• 鑒定顯著差異的開放染色質(zhì)區(qū)域
• motif分析及相關(guān)的TFs對轉(zhuǎn)錄調(diào)控的影響
• TF和motif的足跡分析以及核小體占位的可視化
• 基于相關(guān)性的細(xì)胞聚類分析
• 構(gòu)建TF調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，評估TFs和基因間的相互作用

詳細(xì)用法參考： https://github.com/QuKunLab/ATAC-pipe
或者 manual for ATAC-pipe:
https://github.com/QuKunLab/ATAC-pipe/blob/master/Manual_for_ATAC-pipe.pdf

材料和方法

1. 流程和算法

ATAC-pipe是基于其他工具和軟件包的，需要在Linux/MAC OS平臺安裝 requires Bowtie2, Picard, MACS2, HOMER, Python和R的環(huán)境，以及相關(guān)的參考基因組和DESeq R包。

• 比對: Bowtie2
• 去重: Picard
• peak calling: MACS2
• count標(biāo)準(zhǔn)化和差異分析：DESeq
• 聚類和熱圖：Cluster 3.0 和 Treeview
• TF motifs分析: Homer and msCentipede
• 序列遷移，TSS富集值和分布，V-plot, TF調(diào)控網(wǎng)絡(luò)：他們自己實(shí)驗室寫的代碼

2. 與其他工具的比較

他們的介紹是「ATAC-pipe功能多，其他工具可能只是包含QC，比對，peak calling等基本步驟，但是ATAC-pipe還包含樣本聚類，motif 搜索，足跡驗證、核小體占位分析和TF調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析，而且更重要的是可以鑒定顯著差異開放染色質(zhì)區(qū)域和這些區(qū)域的TF motif富集, 另外所需時間與其他工具相比較少」。
（他們介紹的優(yōu)點(diǎn)了解下即可，其實(shí)很多工具都可以實(shí)現(xiàn)相同的功能,其他工具的功能和原理也要了解一下）

ATAC-pipe與其他工具的比較

結(jié)果

看一下這個流程包可以給出哪些結(jié)果

結(jié)果1：質(zhì)控

測序質(zhì)量QC

實(shí)驗QC

結(jié)果2：相關(guān)性和差異peaks分析

相關(guān)性和差異peaks分析

結(jié)果3：TF 富集分析

差異開放染色質(zhì)區(qū)域和這些區(qū)域的motif富集分析

結(jié)果4：TF motif足跡分析和核小體占位分析

TF motif足跡分析和核小體占位分析

結(jié)果5：TF驅(qū)動調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

TF驅(qū)動調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

討論

使用他人打包的工具包有人可能覺得省時方便，但是會有很多限制，不夠靈活。而且他們這個工具包本身需要安裝很多工具，最終是包裝成python模塊，使用時是需要有l(wèi)inux和python基礎(chǔ)的。他們的分析結(jié)果有很多工具和方法可以實(shí)現(xiàn)，對于這篇文章也就是了解下他們進(jìn)行ATAC-seq分析時使用的方法，同時了解下文章中做比較時提到其他工具。

如果想實(shí)現(xiàn)個性化和彈性化的分析，還是需要自己了解掌握每一步的分析流程，具體方法可以參考之前的帖子:

• ATAC-Seq入門加高階傳送門，文末點(diǎn)擊可進(jìn)入交流群
  https://mp.weixin.qq.com/s/iVMY_0Su278OfWc2r2_brQ
• 第10篇：ATAC-Seq、ChIP-Seq、RNA-Seq整合分析（內(nèi)附目錄）
  https://mp.weixin.qq.com/s/7k2GEmPmnkVfmzegpxabQA
• 給學(xué)徒的ATAC-seq數(shù)據(jù)實(shí)戰(zhàn)（附上收費(fèi)視頻）
  https://mp.weixin.qq.com/s/XQITfdnS6Zn6iTBtuladPw

另外記得在去年蘇州單細(xì)胞會議的海報展示，Kun Qu老師實(shí)驗室展示了一個用于sc-ATAC分析的工具包APEC（不知道發(fā)表沒）。