生物网络绘制 Cytoscape

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生物调控网络绘制

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老师介绍

  • 陈同

    陈同

    中国科学院遗传与发育生物学研究所生物信息博士,从事生物信息分析十年经验,在国际顶级杂志Cell Stem Cell发表生物信息分析封面文章。
简  介 生物调控网络,共表达基因,蛋白蛋白相互作用,miRNA/TF/lncRNA调控网络等,都可以使用的网络图绘图神器Cytoscape。基本的流程图、层级图也可以使用。

本课程第一个视频是有声版,其余视频是无声版。

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Cytoscape已成为网络图绘制的核心工具,基因表达调控网络、蛋白互作网络、miRNA-gene调节关系、分析流程、组织架构等任何与网络、结构、层级有关系的事情都可以用Cytoscape来绘制。前期的教程中有Cytoscape的基本使用早期录制的Cytoscape视频教程, 含安装和基本使用等。

从上次录制视频,到现在Cytoscape也有了不少更新,个人对Cytoscape的体会也有了进步,更主要的是不少人反应之前的视频不够清晰,或实名或匿名 (匿名的都没回复)的联系我要清晰版。实际我也没有,不知道为啥传上去就不清晰了,这次录制了全屏版,希望效果能好些。

本次三个视频,截图不同的角度。

基本操作

利用一个简单的组织构建图展示Cytoscape的基本使用,导入网络、导入节点属性,更改点的形状、颜色,在点上插入图片、绘制饼图、柱状图、加入颜色条纹,点的手动对齐、横向分布等。

 

网络文件和节点属性文件都是正常矩阵格式,若有中文需使用UTF-8编码;若非EXCEL文件,不能有xls后缀。

 

 

miRNA-mRNA调控网络

Cytoscape可用于绘制基因共表达网络,这儿选取miRNA-gene调控网络 (含miRNA-gene表达相关性数据)做为例子,涉及到根据表达变化倍数对每个点进行着色、根据表达相关性对线进行着色、miRNA和靶基因采用不同的形状表示、微调获得合适的展示图形、结果导出PDF格式、导出图例等。

 

 

不同的布局的调试和修改

网络绘制根据网络图的大小、展示的用意可以选择合适的布局。Cytoscape提供了多种布局算法,具体见。

下面列出几种示例

Attribute Circle Layout

属性环展示方式所有的节点都在环上,适用于点比较少的时候。环上点的顺序可以根据某一列来调整。

Group Attributes Layout

先按某一列的值对点进行分组,每个分组的点成为一个独立的环。在区分上下调基因时,可以按这个来分类,看不同类的基因的调控关系。

Prefuse Force Directed Layout

通常也可以获得比较好的结果,相连的点邻接,其它点较远。同时可以根据某一列设置边的强度作为连线的长度。

Compound Spring Embedder Layout

复杂网络适用这个,尤其是连线特别多时。

Edge-weighted Spring-Embedded Layout

所有的边视为连接2个节点的弹簧。每一个弹簧有一个松弛状态下的期望长度 (resting length)和压缩强度。算法会迭代所有的弹簧,并进行仿真模拟获得每个弹簧的最佳长度。是比较常用的一种,其获得结果也是一个环,但对空间的利用比下面两种要好。

yFiles Organic Layout

也是一种Spring-embeded的算法,可以展示网络图的聚类结构。

 

 

1. Cytoscape的基本使用

2. 早期录制的Cytoscape视频教程, 含安装和基本使用

* 课程提供者:陈同

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