2020-06-23 Chip-seq 數(shù)據(jù)分析(1)

1.參考文獻

Brookes, E. et al. Polycomb associates genome-wide with a specific RNA polymerase II variant, and regulates metabolic genes in ESCs. Cell Stem Cell 10, 157–170 (2012).

2.文章中的原始數(shù)據(jù):

  • ACCESSION NUMBERS(文章中)
    ChIP-seq and mRNA-seq data have been submitted to the GEO repository
    under accession number GSE34520.

  • GEO網(wǎng)站:GSE34520 顯示:
    | GSE34518 | Polycomb associates genome-wide with a specific RNA polymerase II variant, and regulates metabolic genes in ES cells (ChIP-Seq) | Organism : Mus musculus | Samples (9) | Overall design:Examination of 4 different RNAPII modifications (S5p, S7p, 8WG16, S2p), and the histone modifications H2Aub1 and H3K36me3 in mouse ES cells

  • SRA數(shù)據(jù)ID: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/study/?acc=SRP009883 點擊Accession List 下載列表并保存到文件,命名為 SRR_Acc_List.txt 使用prefetch下載聪全。

3.數(shù)據(jù)分析簡要流程圖

ChIP-Seq 數(shù)據(jù)分析流程圖

4.安裝必備軟件

(1)下載SRR數(shù)據(jù)的軟件液斜,并安裝:sratoolkit.2.10.8 和 aspera

#方法1:sratoolkit.2.10.8
#下載(速度比較慢):
>>> wget https://ftp-trace.ncbi.nlm.nih.gov/sra/sdk/2.10.8/sratoolkit.2.10.8-centos_linux64.tar.gz
#解壓:
>>> tar xzvf sratoolkit.2.10.8-centos_linux64.tar.gz
#添加環(huán)境配置:
>>> echo 'export PATH=/root/usr/local/sratoolkit.2.10.8-centos_linux64/bin:$PATH' >> ~/.bashrc(PATH="/sratoolkit的安裝路徑/bin")
>>> source ~/.bashrc

#方法2:Aspera(以前可以柬姚,現(xiàn)在報錯了,不知原因)
>>> wget http://download.asperasoft.com/download/sw/connect/3.7.4/aspera-connect-3.7.4.147727-linux-64.tar.gz  
#解壓縮 
>>> tar zxvf aspera-connect-3.7.4.147727-linux-64.tar.gz
# 安裝(不能用root安裝蝇率,要用user安裝)
>>> bash aspera-connect-3.7.4.147727-linux-64.sh
# 環(huán)境配置
>>> echo 'export PATH=~/.aspera/connect/bin:$PATH' >> ~/.bashrc
>>> source ~/.bashrc  

(2)下載Miniconda3,并安裝泌枪,創(chuàng)建chipseq鏡像恼布,并安裝需要的軟件

#!/bin/bash
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/miniconda/Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh
#安裝 Miniconda3
bash Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh 
#使用conda之前需要對其做環(huán)境配置(/root/miniconda3/:miniconda3 安裝路徑)
export  PATH="/root/miniconda3/bin:"$PATH
conda config --add channels https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/free
conda config --add channels https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/cloud/conda-forge
conda config --add channels https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/cloud/bioconda
conda config --set show_channel_urls yes
# 創(chuàng)建名字為chipseq的conda
conda  create -n chipseq  python=2 bwa
conda info --envs
source activate chipseq
# 可以用search先進行檢索
conda search trim_galore
## 保證所有的軟件都是安裝在 wes 這個環(huán)境下面
conda install -y sra-tools  
conda install -y trim-galore  samtools
conda install -y deeptools homer  meme
conda install -y macs2 bowtie bowtie2 

5.數(shù)據(jù)分析

(1)數(shù)據(jù)下載(下載NCBI的SRA數(shù)據(jù)失敗螺戳,直接下載EBI的fastq.gz)

使用aspera從EBI下載fastq數(shù)據(jù),拋棄NCBI的SRA數(shù)據(jù)庫

ENA主頁:https://www.ebi.ac.uk/ena/browser/home

  • 1.隨便搜索需要的SRR數(shù)據(jù):SRR391032
  • 2.點擊:PRJNA1546325
  • 3.查看fastq.gz的數(shù)據(jù)格式(可以看出該文章的數(shù)據(jù)為單端測序)

數(shù)據(jù)下載代碼

#!/bin/bash
#source activate chipseq
# ways1:下載SRA數(shù)據(jù)(下載速度很慢折汞,且下載容易中斷):
cat ./SRR_Acc_List.txt | while read id
do ( nohup prefetch $id & )
done

# ways2:ascp下載raw.fastq.gz(下載SRA數(shù)據(jù)報錯:ascp: Failed to open TCP connection for SSH, exiting.Session Stop  (Error: Failed to open TCP connection for SSH))
cat SRR_Acc_List.txt | while read i
do
x=$(echo $i | cut -b1-6)
echo era-fasp@fasp.sra.ebi.ac.uk:/vol1/fastq/$x/$i/$i.sra
ascp -QT -l 300m -P33001  -i ~/.aspera/connect/etc/asperaweb_id_dsa.openssh era-fasp@fasp.sra.ebi.ac.uk:/vol1/fastq/$x/$i/$i.fastq.gz /outdir/

(2)trim_galore:自動檢測adapter的質(zhì)控軟件

第一步首先去除低質(zhì)量堿基倔幼,然后去除3' 末端的adapter, 如果沒有指定具體的adapter,程序會自動檢測前1million的序列字支,然后對比前12-13bp的序列是否符合以下類型的adapter:

  • Illumina: AGATCGGAAGAGC
  • Small RNA: TGGAATTCTCGG
  • Nextera: CTGTCTCTTATA
trim_galore過濾及質(zhì)控代碼:
# 安裝
source activate chipseq
conda install trim_galore
# 過濾
analysis_dir=./Data/
ls $analysis_dir/Raw_Fastq/*gz | while read fq1;
do 
nohup trim_galore -q 25 --phred33 --length 25 -e 0.1 --stringency 4 -o $analysis_dir/Clean_Fastq/  $fq1 &
done 
# 質(zhì)控Fastqc
ls ./Raw_Fastq/*gz | xargs fastqc -t 10 -o  ./Fastq_QC/
ls ./Clean_Fastq/*gz | xargs fastqc -t 10 -o  ./Fastq_QC/

(3)下載參考基因組的索引和注釋文件(小鼠常用mm10)

# 索引大小為3.2GB凤藏, 不建議自己下載基因組構(gòu)建,可以直接下載索引文件堕伪,代碼如下:
>>> wget -4 -q ftp://ftp.ccb.jhu.edu/pub/data/bowtie2_indexes/mm10.zip
>>> unzip mm10.zip

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