一個超簡單的轉(zhuǎn)錄組項目全過程--iMac+RNA-Seq(一)

由于實驗室沒有服務(wù)器,我只有一臺iMac,跟之前學(xué)的時候已經(jīng)有完善的服務(wù)器系統(tǒng)完全不一樣,我需要在iMac上搭建環(huán)境用于分析數(shù)據(jù)。

0. 準(zhǔn)備工作

16 G內(nèi)存,1 TB硬盤,有terminal

第一部分 搭建環(huán)境

1.1 下載軟件,構(gòu)建環(huán)境變量

什么是環(huán)境變量?就是一個環(huán)境,里面有你想要的東西,不知道大家有沒有遇到過快捷鍵沖突的,這就意味著很多軟件的快捷鍵或者用法是一樣的,如果同時啟用很多軟件可能會沖突。

下載軟件只是下載,還需要安裝,安裝成功之后還需要打開才能使用,創(chuàng)建一個環(huán)境變量(相當(dāng)于創(chuàng)建一個房間),將軟件安裝在該環(huán)境變量下之后(將軟件都拖到一個房間),只要激活這個環(huán)境變量(打開這個房間的門),那么下面的軟件就全部激活了,不需要一個一個的再打開。

# 創(chuàng)建新的文件夾
mkdir biosoft
cd biosoft
# 和Linux不同,Linux用的是wget來下載,而iMac用的是curl -O
curl -O https://repo.anaconda.com/miniconda/Miniconda3-latest-MacOSX-x86_64.sh
bash Miniconda3-latest-MacOSX-x86_64.sh
yes
# 激活miniconda之后,構(gòu)建新的環(huán)境變量
conda create -n rna python=2 
y  # 回答 yes
conda info --envs # 查看當(dāng)前環(huán)境變量
source activate rna  # 激活環(huán)境變量

1.2 安裝相應(yīng)軟件

先讀文獻調(diào)研,得到轉(zhuǎn)錄組分析需要用到的軟件列表;

  • 質(zhì)控
  • <u>fastqc , multiqc</u>, trimmomatic, cutadapt ,<u>trim-galore</u>
  • 比對
  • star, <u>hisat2, bowtie2</u>, tophat, bwa, subread 我的電腦內(nèi)存不夠,star跑不起來
  • 計數(shù)
  • htseq, bedtools, deeptools, salmon, featureCount

如果你對一個軟件不了解的話,那么安裝之前在https://bioconda.github.io/recipes.html,檢索該軟件包是否存在,或者使用conda search packagename進行檢索。

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
# 速度還挺快的,大約不到半分鐘能安裝一個軟件
conda install -y fastqc 
conda install -y sra-tools 
conda install -y trimmomatic 
conda install -y cutadapt multiqc 
conda install -y trim-galore 
conda install -y star hisat2 bowtie2 
conda install -y subread tophat htseq bedtools deeptools 
conda install -y salmon source deactivate #注銷當(dāng)前的rna環(huán)境 
conda install -y featurecounts hisat2  ## 查看表達(dá)量的話,這兩個是足夠了的 featurecounts 可能是subred 下面的,所以我單獨去下載是沒有的
conda install -y bowtie2

有點丑,改一改界面字體的顏色

cd ~
vim ~/.bash_profile # 在后面添加上代碼如下
PS1="\[\e[32;1m\]\u \[\e[33;1m\]\t \[\e[35;1m\]\w \n\[\e[0;40m\]$" 

bash ~/.bash_profile # 退出后激活環(huán)境變量
# 醬紫顏色就會變得漂漂亮亮的啦~

1.3 下載參考基因組

請注意參考基因組+注釋的下載需要在同一個平臺,推薦順序 ensemble> UCSC,NCBI.

一般來說,需要下載相應(yīng)的參考基因組,然后構(gòu)建索引index,而且每一種比對軟件都需要自己的索引(也可以去軟件相應(yīng)的網(wǎng)站上下載)。

因為界面太丑了,希望用tree功能去查看文件夾架構(gòu),所以我們安裝一個tree功能

# 將相應(yīng)命令寫入bash文件里面,然后激活
vim ~/.bash_profile
# 在后面加入以下代碼
alias tree="find . -print | sed -e 's;1*/;|____;g;s;____|; |;g'"
# bash
bash ~/.bash_profile
# 妥妥的

正式開始下載!

human-不要下載top level哦

教訓(xùn):坑隊友系列:ftp協(xié)議下載ensembl參考基因組

## genome
curl -O ftp://ftp.ensembl.org/pub/release-95/fasta/homo_sapiens/dna/Homo_sapiens.GRCh38.dna.toplevel.fa.gz
## 再說一遍,不要下載top-level?。?!以上這個代碼千萬不要運行!

curl -O ftp://ftp.ensembl.org/pub/release-95/fasta/homo_sapiens/dna/Homo_sapiens.GRCh38.dna_sm.primary_assembly.fa.gz

# 或者 
cp  /Volumes/dna/Homo_sapiens.GRCh38.dna.primary_assembly.fa.gz ./
## gtf 注釋文件下載
curl -O ftp://ftp.ensembl.org/pub/release-95/gtf/homo_sapiens/Homo_sapiens.GRCh38.95.gtf.gz

1.4 構(gòu)建索引

索引是什么東西?我們?nèi)D書館查找書籍,都會按照圖書背后的編碼去查找吧!或按照圖書分類法,或者按照首字母大寫等等,這些查找書籍的方法,就叫做索引,有了索引就可以快速的找到我們想要的書。那么對于參考基因組的比對來說,也是醬紫的!我們拿到一個reads,想知道它是在基因組上的那個位置,不可能一條一條的比對吧?當(dāng)然是有偷懶的辦法啦,那就是用索引index。

## hisat 2      -p 4 是設(shè)置4個線程的意思
hisat2-build -p 4 /Users/bioinformatic/reference/hg38/hg38.fa /Users/bioinformatic/reference/hg38/hg38.ht2 

## bowtie2      --threats 4 是設(shè)置4個線程的意思
bowtie2-build --threads 4 /Users/bioinformatic/reference/hg38/hg38.fa /Users/bioinformatic/reference/hg38/hg38 &

總結(jié)

要學(xué)會這部分內(nèi)容,至少需要掌握以下基本知識:
(1)你需要了解轉(zhuǎn)錄組的基本原理:推薦“陳巍學(xué)基因”,Statquest,還有Illumia的官方視頻,三個視頻加起來不超過1個小時,需要認(rèn)真體會學(xué)習(xí);
(2)還需要會簡單的linux操作,比如cd,mkdir等最基本的命令的理解和使用;
(3)基本的去可視化思維和linux操作,比如linux下載和安裝軟件的思維和基本操作。
(4)理解所用到的文件的基本含義;
(5)待補充。
簡而言之,你遇到的每一個疑惑的地方,都是一個新的知識點。萬事開頭難,加油吧!

在這里感謝生信技能樹的教程分享,感謝Jimmy老師給我的無私幫助;感謝豆豆和花花給我的指導(dǎo)和幫助,尤其給了我非常多的基礎(chǔ)知識方面的輔導(dǎo),不厭其煩的解答我非常幼稚的問題;謝謝洲更在我項目實操過程中給予了強有力的支持。

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