組學(xué)分析高級進(jìn)階：Nature Protocols文章教你組學(xué)數(shù)據(jù)的通路富集及其可視化

發(fā)稿時間：2019-01-30來源：天昊生物

通路富集分析有助于研究人員深入解析由組學(xué)（基因組、轉(zhuǎn)錄組、表觀組等）方法產(chǎn)生的基因列表數(shù)據(jù)，這種方法可以鑒定出基因列表中富集的生物通路。最新發(fā)表的這篇Nature Protocols文章詳細(xì)解釋了通路富集分析的步驟，并提供了一種實用指南來更好的詮釋RNA-seq和基因組測序等實驗產(chǎn)生的基因列表數(shù)據(jù)。該方案包括三個主要步驟：從組學(xué)數(shù)據(jù)中定義基因列表，確定統(tǒng)計學(xué)上富集的通路，以及結(jié)果的可視化及解釋。具體應(yīng)用到g:Profiler、GSEA、Cytoscape和EnrichmentMap四種工具。該方案為沒有生物信息學(xué)經(jīng)驗的生物學(xué)家設(shè)計，可以在大約4.5小時內(nèi)完成分析。

本文推薦四種工具完成富集通路分析，因為它們僅靠鼠標(biāo)點(diǎn)擊（point-and-click）即可完成分析，無需編程背景，易于上手。另外它們均可免費(fèi)下載，能夠完成高級功能分析，具有大量文檔說明和最新更新數(shù)據(jù)庫支持等。

● g:Profiler (https://biit.cs.ut.ee/gprofiler/)

● GSEA (http://software.broadinstitute.org/gsea/)

● Cytoscape (http://www.cytoscape.org/)

● EnrichmentMap (http://www.baderlab.org/Software/EnrichmentMap)

圖1、方案概述

來自不同組學(xué)數(shù)據(jù)的基因列表通過使用g:Profiler或GSEA進(jìn)行通路富集分析，鑒定實驗中富集的通路。在Cytoscape中使用EnrichmentMap, AutoAnnotate, WordCloud和clusterMaker2命令，對富集結(jié)果進(jìn)行可視化和解釋。

o 名詞解釋（Box1）

步驟1、利用組學(xué)數(shù)據(jù)定義感興趣的基因列表

組學(xué)數(shù)據(jù)定義基因列表有兩種主要方式：基因列表（gene list）或排序基因列表（ranked gene list）（圖1）。某些組學(xué)數(shù)據(jù)會產(chǎn)生一個基因列表，例如通過外顯子測序鑒定腫瘤中的所有體細(xì)胞突變基因等，這樣的列表適合于使用g:Profiler直接輸入通路富集分析。其他組學(xué)數(shù)據(jù)會產(chǎn)生排序基因列表。例如RNA-seq獲得的差異基因表達(dá)表格等，可以使用GSEA工具進(jìn)行分析。

步驟2A、使用g:Profiler進(jìn)行基因列表的通路富集分析 (圖2，詳細(xì)步驟參見原文)