CircosをWeb上で利用できる ClicO FS - macでインフォマティクス

2020 7/24 関連文献追記

　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、コマンドラインの経験を持つユーザーにとっては難しくないが、CLIに精通していないユーザーにはある程度の難しさがある。

　Circoletto、CIRCUS、RCircos（Darzentas、2010; Naquin et al、2014; Zhang et al、2013）を含む環状画像のプロットを可能にするCircosの他の選択肢がある。 CircolettoとCIRCUSは、より特殊化された機能のために開発された。前者（Circoletto）はBLAST（Altschul et al、1990）の結果とCircosをウェブベースのユーザインターフェース（UI）を介して統合する一方で、後者（CIRCUS）はゲノムの構造変異をプロットすることに特化している。しかし異なるデータ型を持つプロット生成に対する柔軟性。を持っていない。RCircosはCircosのdata trackのプロットをサポートしているが、RパッケージのCLIに基づいている。

　上記のアプリケーションの中には、アプリケーションを十分に活用するためにセットアップ、設定、コーディングのスキルが必要なものがある。 CLI環境での経験がほとんどまたはまったくないユーザーは、厳しい学習曲線に遭遇する可能性がある。この問題に対処するために、ClicO FS（Open Circular Layout Interactive Converter）が開発された。 ClicO FSは、ユーザーがCircosプロットを簡単に生成できる、使いやすいWebサービスとなっている。 Circosのすべての機能がClicO FSによって実行されるわけではない（例えば、染色体軸破損など）。

　ClicO FSは、バックエンド技術としてRuby on Railsを使用し、フロントエンドフレームワークとしてTwitter Bootstrapを使用して構築されている。 ClicO FSは、ユーザーアップロードによって必要なファイルを受け取る。 Circosでは、（i）カリオタイプ（karyotype wiki）、（ii）データおよび（iii）構成ファイルの3種類のファイルが必要だが、ClicO FSでは最初の2種類のファイルのみが必要となる。カリオタイプファイルは、典型的には染色体、配列コンティグ、または生物学的文脈におけるクローンである軸を定義する固有の識別子、ラベル、サイズ、色など、各軸の情報を含む7列のフォーマットファイルである。データファイルは、さまざまなタイプのデータを描画するための別の入力ファイルとなる。現在、ClicO FSでサポートされているデータタイプには、リンク、ヒストグラム、ラインプロット、散布図、ヒートマップ、タイル、テキスト、コネクタおよびハイライトが含まれる。データファイルフォーマットは単純であり、一般的には描画されるデータトラックに応じて3〜7個の列を含む。ファイル形式の詳細な説明は、ClicO FSインターフェイスで指定する。 ClicO FSで受け入れられるすべてのファイルは、2つのプログラムを切り替えるときの使いやすさを高めるため、Circosと同じフォーマットとなっている。

　ClicO FSでは、ユーザーが設定ファイル（configuration file）をアップロードする必要はない。すべての設定はユーザーインターフェイスで設定できる。 ClicO FSはユーザの利便性を重視して設計されているため、一般的ではない設定にはデフォルトのパラメータが与えられる。しかし、上級ユーザは、ClicO FSの特別なテキストボックスに、背景、ルール、軸、ラベルスニグリング、ハイライトなどの多くの設定を入力することができる。

　いくつかの追加の機能が提供されている。例えば、様々なカラースキームをカリオタイプに割り当てることができる。また、設定を保存しなくても、いつでも出力をプレビューできる。登録されたClicO FSユーザーは、複数の独立したプロジェクトを作成できる。関連するすべてのデータおよび構成は、それぞれのプロジェクト専用のデータベースに格納される。したがって、ユーザーは、次回のログイン時にプロジェクトを検索したり、引き続き作業を続けることができるようになっている。それに加えて、ClicO FSは、いくつかの一般的な形式のプレゼンテーションのスピードアップを可能にする、事前設定されたテンプレートベースのアプローチを提供する。例えば、GenBankデータベースは、配列データの最も一般的なソースの1つである。ユーザーはGenBank形式のファイルをClicO FSにアップロードできる。 5回のクリックで、遺伝子、GC含量、ゲノムの構造RNAなどの情報を視覚化することができる。

Circosの機能性は多様でダイナミックである。 Circoの機能に合わせてClicO FSの機能を拡張する。この問題に対処するために、ClicO FSのユーザーは、作成したプロジェクトのすべての構成ファイルとデータファイルをダウンロードすることができる。これらのファイルはテンプレートとして、ClicO FSでサポートされていない要素を追加したり、ローカル端末でCircosを使って実行できるようになる。

ラン

利用するには、はじめにユーザ登録が必要となる。

ClicO FS | Circular Layout Interactive Converter Free Services

数分で登録作業は終了する。パスワードを設定したらログインできるようになる。

ヘルプ

http://codoncloud.com:3000/help

ログインしたら、Create Projectをクリックし、新しいプロジェクトを作成する。

f:id:kazumaxneo:20180531221737j:plain

プロジェクト名を記載する。

f:id:kazumaxneo:20180531221943j:plain

右のopenマークをクリックする。

f:id:kazumaxneo:20180531222104j:plain

karyotypeファイルをアップロードする。

f:id:kazumaxneo:20180531222112j:plain

ここでは、circosのlibraryのhumanのファイルを使った（circos/0.67-7/libexec/data/karyotype/karyotype.human.hg38.txt）。ただし性染色体、オルガネラゲノム、bandingなどの行は除いた。

f:id:kazumaxneo:20180531222539j:plain

boxにレ点チェックをつけて、右の→をクリック。

f:id:kazumaxneo:20180531223434j:plain

chr名、色などを設定する。手動でもできるが、ここでは設定一覧からUCSCを選んで、Apply & Saveを押し、自動で色を割り振った。上のPreviewを押せばプレビューできる。最後に左上のもう１つあるsaveボタンを押すのを忘れないようにする（忘れると反映されない）。右端の矢印をクリックし、次の設定に進む。

f:id:kazumaxneo:20180531224736j:plain