macでインフォマティクス

macでインフォマティクス

NGS関連のインフォマティクス情報についてまとめています。

ゲノム比較

既知の二次代謝産物生合成遺伝子クラスターを検出する antiSMASH

二次代謝産物または特殊代謝産物とも呼ばれる天然の産物(Natural products)は、多くの薬の基礎であり、農業および栄養学の応用にとって重要な分子でもある。さらに、分子生物学および細胞生物学の多くの側面を研究する化学プローブとして科学研究に重要な…

k-merを使い 進化距離や相同性を高速計算する Kmer-db

Preprintより 何千もの異なる生物のシーケンシング解析の過程で大量のデータが生成された(100K Pathogen Genome Project(Weimer el al、2017、NCBI Pathogen Detection(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pathogens) )、これは迅速な分析方法を要求する。 …

ゲノムのドットプロット解析を行うツール Dot

ゲノムをMUMmerのnucmerコマンドで相互にアライメントさせた後、ドットプロット(wiki)形式で視覚化するためのツール。 本体 Github(python3.6) https://github.com/dnanexus/dot また、このリポジトリをcloneし、Webブラウザでindex.htmlファイルを開く…

構造変化のリードアライメント状況やゲノム比較結果を可視化する Ribbon

Visualizationは、現在のゲノム革命において、バリアント、発現パターン、進化による変化、および他の多くの関係を検査し、理解するために非常に重要な役割を果たす(Preprint ref.1~3)。しかし、構造変化可視化時のリードとリファレンス、またはリファレン…

関心のあるバクテリアゲノムのシグネチャを迅速に検出する Neptune

安価かつ迅速に大量のシーケンスを生成する能力は、生物、特にバクテリアのような比較的小さなゲノムを有する生物全体のゲノムを研究する能力を可能にした。計算生物学者は、歴史的に、少数のバクテリアゲノムを比較し、ヌクレオチド、遺伝子およびゲノムス…

CircosをWeb上 で利用できる ClicO FS

Circos(Krzywinski et al、2009)(HP)は、ビジュアルデータを環状形式で表現するPerl言語ベースのツールである。ネイティブのCircosソフトウェアは、コマンドラインインターフェイス(CLI)を介して提供されている。ソフトウェアのインストールと設定は、…

MinHashを使い高速にゲノムを比較する MASH

BLASTが1990年に初めてpublishされたとき、公開されたアーカイブには5000万塩基以下の塩基配列しか存在しなかった[論文より ref.2]。現在では、1つのシーケンシング機器1回の実行で1兆塩基を超えるシーケンス生成が可能である[ref.3]。この規模のデータを管…

K-mer分析ツールキット KAT

ハイスループットの全ゲノムショットガン(WGS)データセットの迅速な解析は、大きなサイズが生み出す複雑さのためにチャレンジングである(Schatz et al、2012)。 WGSデータを分析するためのリファレンスが不要なアプローチは、基本的な品質、リード長、GC…

k-mersからゲノムの類似性を高速計算する kWIP

DNAシークエンシングの主な用途は、試料の遺伝的構成を互いに比較して共通性を同定し、したがって関連性を検出するか、またはその差を利用して機能を解明することである。最初に、仮定された遺伝的系統および複製を確認するか、またはサンプルを家族、集団お…

シーケンスデータからk-merスペクトラム分析を行う GenomeScope

ハイスループットシーケンシングにより、新規ゲノムのシーケンシングが日常的に可能になっている。しかしながら、これらのゲノムの最も基本的な特徴、例えばサイズまたはヘテロ接合率などは、最初は未知であり、例えばリードマッパー、デノボアセンブラ、SNP…

ゲノムを比較する MUMmer

MUMmer3 シーケンスアライメントパッケージ[mummer4論文より ref.1]の2004年のpublish以来、バイオインフォマティクスのランドスケープは劇的に変化した。シーケンスデータを生成するコストは急速に低下し、組み立てられたゲノムの数が急激に増加し、配列決…

NGSデータから素早くバクテリアの分析を行う MICRA

ハイスループットシーケンシング(HTS)技術は多くの微生物学的問題に対処するための費用対効果の高い便利なアプローチとして浮上し、この分野を大きく変えている。完全なゲノム情報にアクセスすることは、微生物学における基礎研究に革命をもたらし、例えば…

倍数体のfractionation biasを視覚化する FractBias

全ゲノム重複(WGD)などの倍数性事象は、単一の生物体内に2つ以上のゲノムコピーを作成する。重複(サブゲノム)に由来するホモロガスな染色体の全セットは、遺伝子が相同染色体の1つからlossするfractionationと呼ばれる過程で遺伝子欠損を受ける(Langham…

Genomic islandsを検出し視覚化する IslandViewer

ゲノムアイランド(GIs)は、一般に、バクテリアゲノムまたはアーキアゲノムにおける水平伝達が起源の遺伝子のクラスターとして定義される(wiki)。GIはゲノム進化の主要な推進因子であり、ニッチ(論文より ref.1,2)内のバクテリアおよびアーキアの適応度…

新規にシンテシー解析が可能な SynFind

保存されたシンテニーは、共通のゲノムを共有することによって支持される遺伝子間の推測された相同性関係を指し、生物のすべての領域にわたって広く使用される測定法である(論文より Moreno-Hagelsieb et al, 2001; Engstrom et al, 2007; Heger Ponting 20…

複数種間でシンテシーブロック比較が可能なweサーバー Synteny Portal

Genome 10K Project(論文より ref.1)、 Bird 10,000 Genomes (B10K) Project(ref. 2)、i5k: Sequencing Five Thousand Arthropod Genomes Project(ref.3)など、様々な大規模ゲノムプロジェクトの成果とともに、様々な種から大量のゲノム配列が蓄積して…

Synteny blockを検出して、染色体の類似領域を可視化する Cinteny

Cintenyは類似の生物間のゲノム配列を比較し、Synteny block(wiki)で描画するツール。人やマウスなどのデータについてはビルド済みのwebサーバーが提供されており、すぐにゲノム比較を行うことができる。 webサーバー http://cinteny.cchmc.org 使い方につ…

ゲノムを比較し、染色体間の組み替えを可視化する SMASH

SMASHは2つの相同なゲノム(染色体)を比較し、組み替えを見つけて結果をビジュアル出力できるツール。解析にはNGSのデータなどは必要としない。純粋にchromosomeの配列だけを使って相同性のある部位や組み替え部位が検出される。霊長類のような大きなゲノ…

ターゲットゲノムにしかない配列を探し出すEAGLE

EAGLEは指定したゲノムにしかない配列を検出するツール。論文では、EAGLEを使い、ヒトゲノムのどこにもない、エボラウィルスからしか見つからない14merの配列を検出している。特定の種のみ存在する配列があれば、ユニークなプライマーを設計したり、RNA干渉…

アライメントフリーでk-merデータベースから高速にバリアントを検出する FastGT

ゲノム変異の研究には、次世代シーケンシング(NGS)技術が広く使用されている。ヒトゲノムの変異は、通常、配列決定されたリードをマッピングし、次いでgenotypeのコールを行うことによって検出される(論文より ref.1-4)。標準的なパイプラインでは、rawシ…

バクテリアの保存されたgene clusterを探し、結果をビジュアル表示する Gecko3

Gecko3は複数ゲノムを比較して、保存された遺伝子クラスターを検出する方法論。ユーザーが指定した特定の遺伝子群について関連のある遺伝子や遺伝子クラスターを検索することができるSTRINGなどのデータベースと異なり、Gecko3は調べたい生物群の全遺伝子を…

Mugsyでゲノムのマルチプルアライメントを行う

Mugsyはnucmerを内部で動かし、all against allのペアワイズアライメントを行い、ゲノムサイズのマルチプルアライメントを可能にする方法論。論文では31のバクテリアゲノムを2時間以内に解析できたと記載されている。 公式サイト http://mugsy.sourceforge.…

メガサイズのマルチプルアライメントや数千の配列のマルチプルアライメントが可能なFSA

公式サイト http://fsa.sourceforge.net Q&A FSA Frequently Asked Questions ダウンロード sorceforge https://sourceforge.net/projects/fsa/ 解凍して、中に入りビルドする。 ./configuremakemake installfsa -h #インストール確認 メガサイズの配列を比…

近縁な何百~何千のバクテリアの系統解析を行うGubbins

GubbinsはpyhtonとCで実装されたごくごく近縁なバクテリアの系統解析やSNV検出を行う方法論。 インストール Github https://github.com/sanger-pathogens/gubbins brewで導入できる。 brew install gubbins ラン ランにはマルチプルアライメント実行済みのフ…

SNVをコールしたり、全ゲノムのマルチプルアライメントを行う Snippy

Snippyはバクテリアのゲノムのマルチプルアライメントを行なって、SNV、indelをコールするツール。バリアントに基づいた系統解析を行う時などに使うことができる。 公式ページ http://www.vicbioinformatics.com/software.snippy.shtml マニュアル(README.m…

バクテリアのPan genome解析ツール FRIPAN

公式ページ http://www.vicbioinformatics.com/software.fripan.shtml インストール Github https://github.com/drpowell/FriPan brew install npm #npmがない人だけgit clone https://github.com/drpowell/FriPancd FriPannpm installmake compile ラン 公…

mVISTAでゲノムを比較する

mVISTAはJGIから提供されているメガベースのゲノム比較を行い、その結果を可視化するパッケージ。webサーバー版があり簡単に実行することが可能である。内部ではAVIDやLAGANが動作している。 公式ページ VISTA tools - enome.lbl.gov about VISTA About mVIS…

数百から数千のバクテリアゲノムの同時比較を行うHarvest

Harvestは数百、数千のバクテリアのゲノム比較を高速に実行する方法論。同じ種のほぼ同一なゲノムの比較を対象としている。labo-strainのような非常に似ているがわずかに変異が出現したような株同士のマルチプルアライメントを行い、バリアントの出現パター…

HybPiperで指定した遺伝子のエンリッチメントを行う

HybPiperは系統解析などを行うために遺伝子領域のエンリッチメントを行うことができるツール。NGSのリードを出発点として、準備した遺伝子配列セット(bait)にリードをアライメントし(BWA, BLAST)、spadesで個別にアセンブルを実行する。出力はcDNA配列と…

BRIGを使いゲノムを比較する

BRIG(BLAST Ring Image Generator)はゲノム比較のためのツール。blast(blastn、blastp、blastxなど選択可能)を行い、ホモロジー解析結果をリング状の図に出力することができる。ゲノムサイズは20Mまで対応しているらしい。javaのGUIプログラムなので、ja…