背景：使用10x的cellranger-arc實現(xiàn)10x單細胞ATAC和單細胞RNA的上游分析敞贡。

• 為什么做單細胞ATAC分析
  單細胞轉(zhuǎn)錄組是單細胞技術(shù)中較為常用的方法洪乍，它分析的是單個細胞的mRNA轉(zhuǎn)錄信息拢锹，缺乏上游調(diào)控信息拆讯。由中心法則可以知道，生物發(fā)生的過程卡骂，從基因組勾拉、RNA轉(zhuǎn)錄到蛋白質(zhì)翻譯中任何差異都可能是細胞類型差異的原因煮甥。
  ATAC是染色質(zhì)開放性的意思盗温，染色質(zhì)開放性屬于基因組表觀修飾，也就是作用在中心法則中的基因組上成肘，因此它是轉(zhuǎn)錄組的上游調(diào)控信息卖局。從單細胞轉(zhuǎn)錄組的差異分析中，可以得到不同細胞類型的基因的轉(zhuǎn)錄組表達差異双霍，那么往上游去探索砚偶，可以了解不同細胞類型的染色質(zhì)開放性差異，其中最關(guān)鍵的是其與轉(zhuǎn)錄因子TF相關(guān)洒闸。
  轉(zhuǎn)錄因子是一類可以調(diào)控基因表達的特殊蛋白質(zhì)染坯，在基因組上，它要與基因位點結(jié)合需要滿足一定的條件：
  1.對應(yīng)的DNA區(qū)域有特點的結(jié)合位點——也就是常說的motif（ATAC分析可以關(guān)聯(lián)）
  2.對應(yīng)的DNA區(qū)域?qū)儆陂_放狀態(tài)——那么就是ATAC

• 10x cellranger-arc
  軟件安裝：
  10x官網(wǎng)：Overview -Software -Single Cell Multiome ATAC + Gene Exp
  對于單獨的ATAC數(shù)據(jù)其實是cellranger-atac丘逸，而這里的cellranger-arc是多組學(xué)對應(yīng)單細胞ATAC和單細胞轉(zhuǎn)錄組单鹿。
  下載cellranger-arc:

wget -O cellranger-arc-2.0.2.tar.gz "https://cf.10xgenomics.com/releases/cell-arc/cellranger-arc-2.0.2.tar.gz?Expires=1703258168&Policy=eyJTdGF0ZW1lbnQiOlt7IlJlc291cmNlIjoiaHR0cHM6Ly9jZi4xMHhnZW5vbWljcy5jb20vcmVsZWFzZXMvY2VsbC1hcmMvY2VsbHJhbmdlci1hcmMtMi4wLjIudGFyLmd6IiwiQ29uZGl0aW9uIjp7IkRhdGVMZXNzVGhhbiI6eyJBV1M6RXBvY2hUaW1lIjoxNzAzMjU4MTY4fX19XX0_&Signature=QUDqivAjffP26fWZfgzhAxg0Y5vZpzVdJ4i77qRDg8X0peWAEmP8zkHmVMmkCMyMtD5iWJgbcnr6pNTrLpBEgqnWo1Fh13iciHm2mPj3SZp2Mc-1FCSuLL9H29QjOPs1foSINl5cCroXVFL0OjxWF5JvZaScVFu1JcySD0eZzZBwtoE1-UnO38jQENfl~-2yFU~0bTgQV0KLE4XCVRovBipb7TPAvtiq7GZjN~Ut4MZ6j-NTJ-N~OHcia34zUilc~rv2bVJie2AqKkzhKFo2ti-kngiI2h16rgzaOEsrP5fS-nuW7ETy9m1rrmW7IhcKX3fBXj5J-mI~1hO71nPQaQ__&Key-Pair-Id=APKAI7S6A5RYOXBWRPDA"

下載人類CRGh38參考基因組：

wget https://cf.10xgenomics.com/supp/cell-arc/refdata-cellranger-arc-GRCh38-2020-A-2.0.0.tar.gz

下載小鼠mm10參考基因組：

wget https://cf.10xgenomics.com/supp/cell-arc/refdata-cellranger-arc-mm10-2020-A-2.0.0.tar.gz

解壓命令：
tar -zxvf 以上帶解壓文件夾.tar.gz
將cellranger-arc所在目錄寫入到系統(tǒng)環(huán)境中：

export PATH=/自己的cellranger的絕對路徑/cellranger-arc-2.0.2:$PATH

寫入bashrc：

echo "PATH=/自己的cellranger的絕對路徑/cellranger-arc-2.0.2:\$PATH" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

測試cellranger-arc運行環(huán)境：
cd 某個工作路徑
cellranger-arc sitecheck > sitecheck.txt
配置成功：

image.png

wget https://cf.10xgenomics.com/supp/cell-arc/cellranger-arc-tiny-bcl-atac-1.0.0.tar.gz
wget https://cf.10xgenomics.com/supp/cell-arc/cellranger-arc-tiny-bcl-gex-1.0.0.tar.gz
wget https://cf.10xgenomics.com/supp/cell-arc/cellranger-arc-tiny-bcl-atac-simple-1.0.0.csv
wget https://cf.10xgenomics.com/supp/cell-arc/cellranger-arc-tiny-bcl-gex-simple-1.0.0.csv
wget https://cf.10xgenomics.com/supp/cell-arc/cellranger-arc-tiny-bcl-atac-samplesheet-1.0.0.csv
wget https://cf.10xgenomics.com/supp/cell-arc/cellranger-arc-tiny-bcl-gex-samplesheet-1.0.0.csv

投遞任務(wù)下載：nohup bash download.sh >download.sh.o 2>download.sh.e &
查看示例數(shù)據(jù)：

image.png

image.png

• cellranger-arc mkfastq
  從原始bcl文件生成fastq文件：

cellranger-arc mkfastq --id=tiny-bcl-atac \
                     --run=/home/yanyt/02.data/10.cellranger_arc_test/01.example_data/01.database/cellranger-arc-tiny-bcl-atac-1.0.0 \
                     --csv=/home/yanyt/02.data/10.cellranger_arc_test/01.example_data/01.database/cellranger-arc-tiny-bcl-atac-simple-1.0.0.csv

生成與id參數(shù)中一樣名字的文件夾：
cd tiny-bcl-atac && tree

image.png

cellranger-arc mkfastq --id=tiny-bcl-gex \
                     --run=/home/yanyt/02.data/10.cellranger_arc_test/01.example_data/01.database/cellranger-arc-tiny-bcl-gex-1.0.0 \
                     --csv=/home/yanyt/02.data/10.cellranger_arc_test/01.example_data/01.database/cellranger-arc-tiny-bcl-gex-simple-1.0.0.csv

生成與id一樣名字的文件cd tiny-bcl-gex && tree

image.png

• cellranger-arc count
  構(gòu)建文庫信息文件：

  
  
  image.png
  
  

  三列信息涛舍，分別是上一步生成的fastq文件路徑，樣本名字唆途，基因表達或者染色質(zhì)可及標(biāo)簽富雅。
  生成矩陣：

cellranger-arc count --id=test_sample \
                       --reference=/home/guoyuh/biosoft/refdata-cellranger-arc-GRCh38-2020-A-2.0.0 \
                       --libraries=libraries.csv \
                       --localcores=16 \
                       --localmem=64

此測試數(shù)據(jù)集存在bug，這一步?jīng)]有跑通肛搬。
不過如果運行成功没佑，生成的文件將可用于下游分析。
單細胞轉(zhuǎn)錄組下游分析常用Seurat或者scanpy流程温赔；
單細胞ATAC下游分析常用Signac或者ARCHR流程蛤奢。

總結(jié)：以上基于初學(xué)者的理解也許會存在錯誤。