உயிர் தகவலியல்

பயோம்: உயிரியல் கண்காணிப்பு மேட்ரிக்ஸ் - நுண்ணுயிர் தரவுகளுக்கான பொதுவான தரவு வடிவமைப்பு

Biom Biological Observation Matrix Generic Data Format



கட்டுரை அடைவு


படம்

அறிமுகம்

http://biom-format.org/

பயோம் வடிவம் நுண்ணுயிரியல் துறையில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் முடிவு பாதுகாப்பு வடிவமாகும் , நன்மை OTU அல்லது அம்ச அட்டவணை, மாதிரி பண்புக்கூறுகள் மற்றும் இனங்கள் தகவல் போன்ற பல அட்டவணைகள் ஒரே கோப்பில் ஒரே மாதிரியான வடிவம் மற்றும் சிறிய அளவுடன் சேமிக்கப்படும். தற்போது நுண்ணுயிர் களத்தில் உள்ள அனைத்து முக்கிய மென்பொருள்களாலும் ஆதரிக்கப்படுகிறது:



  • QIIME
  • எம்.ஜி.-ராஸ்ட்
  • PICRUSt
  • மோத்தூர்
  • phyloseq
  • மெகன்
  • VAMPS
  • metagenomeSeq
  • பிஞ்ச்
  • RDP வகைப்படுத்தி
  • பயன்பாடு
  • பைலோடோஸ்ட்
  • ஈபிஐ மெட்டஜெனோமிக்ஸ்
  • GCModeller
  • MetaPhlAn 2

BIOM வடிவம் முதன்முதலில் சீனாவின் கிகா சயின்ஸ் இதழில் 2012 இல் வெளியிடப்பட்டது மற்றும் 242 முறை மேற்கோள் காட்டப்பட்டது.



உயிரியல் கண்காணிப்பு மேட்ரிக்ஸ் (அல்லது BIOM, நியமனமாக உச்சரிக்கப்படும் பயோம்) என்பது நுண்ணுயிரியல் பகுப்பாய்விற்கான முக்கிய தரவு வகையாகும்.



பின்வரும் மூன்று அம்சங்களை நாங்கள் முக்கியமாக புரிந்துகொள்கிறோம்:

  1. BIOM கோப்பு வடிவமைப்பின் வரையறை
  2. பயோம் கட்டளை கோப்பு வடிவங்களை மாற்றுகிறது, மெட்டாடேட்டாவைச் சேர்க்கிறது, சுருக்கமாகக் கூறுகிறது.
  3. பைதான் மற்றும் ஆர் உடன் பயாம் கோப்புகளை கையாளுதல்

பயோம் கருவி நிறுவல்

பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும் பயோம் ஆபரேஷன் கருவி பைதான் தொகுப்பு ஆகும், இது குழாய், காண்டா போன்றவற்றின் வழியாக நிறுவப்படலாம்.

# Install dependency science computing package pip install numpy # Install biom package pip install biom-format # Install biom2.0 format support pip install h5py # Show command line biom

மேலும் பரிந்துரைக்கப்படுகிறது, காண்டா இன்ஸ்டால் பைதான் மற்றும் ஆர் தொடர்புடைய செயல்பாட்டு தொகுப்பு



தொடர்புடைய பயோகொண்டா தொகுப்பு உள்ளது https://bioconda.github.io/recipes.html வினவல் பெயர் மற்றும் பதிப்பு விவரங்கள்

# Install Python package conda install biom-format # 2.1.7 # Install r biom package conda install r-biom # or install r microbiome package, including r-biom conda install bioconductor-microbiome

முக்கிய செயல்பாடுகள் பின்வருமாறு

sage: biom [OPTIONS] COMMAND [ARGS]... ptions: --version version Show the version and exit. -h, --help help Show this message and exit. ommands: Add-metadata Add metadata Add metadata to a BIOM table. Convert text table and biom interchange Convert to/from the BIOM table format. From-uc convert uc to biom Create a BIOM table from a vsearch/uclust/usearch BIOM... Head skip the header. Dump the first bit of a table. Normalize-table normalizes Normalize a BIOM table. Show-install-info provides installation information. Provide information about the biom-format installation. Subset-table extracts a subset Subset a BIOM table. Summarize-table statistical summary Summarize sample or observation data in a BIOM table. Table-ids dump Dump IDs in a table. Validate-table format validation Validate a BIOM-formatted file.

கோப்பு வகை

http://biom-format.org/documentation/biom_format.html

BIOM தற்போது 1.0 JSON உடன் 2.0 HDF5 இரண்டு பதிப்புகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது

1.0 JSON என்பது நிரலாக்க மொழிகளுக்கான பரவலாக ஆதரிக்கப்படும் வடிவமாகும், இது முக்கிய மதிப்பு ஜோடிகளைப் போன்றது. தரவு தளர்த்தலின் அளவை அடிப்படையாகக் கொண்டு வெவ்வேறு சேமிப்பக கட்டமைப்புகளைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம் விண்வெளி சேமிப்பு அடையப்படும்.

2.0 எச்.டி.எஃப் 5 என்பது பைனரி வடிவமாகும், இது பல நிரலாக்க மொழிகளால் ஆதரிக்கப்படுகிறது, இது வாசிப்பை மிகவும் திறமையாகவும் விண்வெளி திறமையாகவும் மாற்றும்.

உதவிக்குறிப்புகள் மற்றும் அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

BIOM இன் நோக்கம் பெரிய, தளர்வான அட்டவணைகள் ஆய்வின் முக்கிய தகவல்களை ஒரே கோப்பாக சேமித்து வைப்பது, வெவ்வேறு மென்பொருள்களில் வடிவம் பொதுவானது.

OTU அட்டவணைகளுக்கு பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும் இரண்டு பாணிகள் பின்வருமாறு.

மூடிய OTU அட்டவணை OTU அட்டவணையின் அடர்த்தியான பிரதிநிதித்துவம்:

OTU ID PC.354 PC.355 PC.356 OTU0 0 0 4 OTU1 6 0 0 OTU2 1 0 7 OTU3 0 0 3

தளர்வான OTU அட்டவணை OTU அட்டவணையின் சிதறிய பிரதிநிதித்துவம்:

PC.354 OTU1 6 PC.354 OTU2 1 PC.356 OTU0 4 PC.356 OTU2 7 PC.356 OTU3 3

OTU அட்டவணைகள் பெரும்பாலும் 0% இல் 90% அல்லது 0 இல் 99% கூட இருக்கும். BIOM 1.0 தளர்வான மற்றும் சிறிய வடிவங்களை ஆதரிக்கிறது BIOM 2.x தளர்வான வடிவங்களை மட்டுமே ஆதரிக்கிறது.

முக்கிய ஆராய்ச்சி தரவை (OTU அட்டவணைகள், மாதிரி தகவல்கள் மற்றும் OTU இனங்கள் சிறுகுறிப்புகள்) ஒரே கோப்பில் இணைக்கவும்

விரைவு தொடக்கத்தை விரைவாகப் பயன்படுத்தவும்

இந்த பிரிவு பைத்தானில் உள்ள பயோம் வடிவமைப்பு கோப்புகளின் ஊடாடும் செயல்பாட்டைக் குறிக்கிறது, நான் பொதுவாகப் பயன்படுத்தவில்லை, பின் இணைப்பு 1 ஐப் பார்க்கவும்.

கோப்பு வடிவ மாற்றம்

மாற்றும் கட்டளை உரை வடிவமைக்கப்பட்ட அட்டவணையை பயோம் வடிவங்களுக்கு சுதந்திரமாக மாற்றுகிறது.

  • எக்செல் போன்ற நிரல்களில் எளிதாகக் காண தாவல் பிரிக்கப்பட்ட அட்டவணைகளுக்கு மாற்றவும்
  • தளர்வான அல்லது சிறிய வடிவிலான பயோமை மாற்றவும் (biom1.0 இறுக்கமான அடர்த்தியான வடிவமைப்பை மட்டுமே ஆதரிக்கிறது)

தாவல் பிரிக்கப்பட்ட அட்டவணைகள் பெரும்பாலும் கிளாசிக் வடிவமைப்பு அட்டவணைகள் என குறிப்பிடப்படுகின்றன, மேலும் BIOM வடிவம் பயோம் அட்டவணைகள் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

கிளாசிக் படிவங்களை HDF5 அல்லது JSON வடிவத்திற்கு மாற்றவும்

biom convert -i table.txt -o table.from_txt_json.biom --table-type='OTU table' --to-json biom convert -i table.txt -o table.from_txt_hdf5.biom --table-type='OTU table' --to-hdf5

பயோமை கிளாசிக் வடிவத்திற்கு மாற்றவும்

biom convert -i table.biom -o table.from_biom.txt --to-tsv

பயோமை கிளாசிக் வடிவமாக மாற்றவும், கடைசி நெடுவரிசையில் இனங்கள் சிறுகுறிப்பு தகவல்களை சேர்க்கவும்

biom convert -i table.biom -o table.from_biom_w_taxonomy.txt --to-tsv --header-key taxonomy

பயோமை கிளாசிக் வடிவமாக மாற்றி, கடைசி நெடுவரிசையில் இனங்கள் சிறுகுறிப்பு தகவல்களைச் சேர்த்து, அதை ஒருமித்த வரி என மறுபெயரிடுங்கள்

மென்பொருளால் குறிப்பிடப்பட்ட சில நெடுவரிசை பெயர்களுக்கு இந்த அம்சம் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

biom convert -i table.biom -o table.from_biom_w_consensuslineage.txt --to-tsv --header-key taxonomy --output-metadata-id 'ConsensusLineage'

இனங்கள் சிறுகுறிப்பு வடிவத்துடன் பரிமாற்றம்

biom convert -i table.biom -o table_tax.txt --to-tsv --header-key taxonomy biom convert -i table_tax.txt -o new_table.biom --to-hdf5 --table-type='OTU table' --process-obs-metadata taxonomy biom convert -i table_tax.txt -o new_table.biom --to-json --table-type='OTU table' --process-obs-metadata taxonomy

QIIME1.4 ஆரம்ப படிவத்தை BIOM வடிவத்திற்கு மாற்றவும் (வழக்கத்திற்கு மாறாக பயன்படுத்தப்படுகிறது)

sed 's/Consensus Lineage/ConsensusLineage/' otu_table.taxonomy.txt biom convert -i otu_table.taxonomy.txt -o otu_table.from_txt.biom --table-type='OTU table' --process-obs-metadata taxonomy --to-hdf5

பயோம் கோப்புகளில் மாதிரி தொகுத்தல் மற்றும் இனங்கள் சிறுகுறிப்புகளைச் சேர்க்கவும்

biom add-metadata -h # உதவியைக் காட்டு

Usage: biom add-metadata [OPTIONS] Add metadata to a BIOM table. Add sample and/or observation metadata to BIOM-formatted files. See examples here: http://biom-format.org/documentation/adding_metadata.html Example usage: Add sample metadata to a BIOM table: $ biom add-metadata -i otu_table.biom -o table_with_sample_metadata.biom -m sample_metadata.txt Options: -i, --input-fp FILE Input file The input BIOM table [required] -o, --output-fp FILE output file The output BIOM table [required] -m, --sample-metadata-fp FILE Sample information The sample metadata mapping file (will add sample metadata to the input BIOM table, if provided). --observation-metadata-fp FILE OTU Species Note The observation metadata mapping file (will add observation metadata to the input BIOM table, if provided). --sc-separated TEXT metadata separated by semicolons, such as species classification Comma-separated list of the metadata fields to split on semicolons. This is useful for hierarchical data such as taxonomy or functional categories. --sc-pipe-separated TEXT metadata separated by vertical lines, such as lefse Comma-separated list of the metadata fields to split on semicolons and pipes ('|'). This is useful for hierarchical data such as functional categories with one-to-many mappings (e.g. xyz|xyw)). --int-fields TEXT semicolon-separated integers Comma-separated list of the metadata fields to cast to integers. This is useful for integer data such as 'DaysSinceStart'. --float-fields TEXT semicolon-separated character points Comma-separated list of the metadata fields to cast to floating point numbers. This is useful for real number data such as 'pH'. --sample-header TEXT Specify sample attribute column name Comma-separated list of the sample metadata field names. This is useful if a header line is not provided with the metadata, if you want to rename the fields, or if you want to include only the first n fields where n is the number of entries provided here. --observation-header TEXT OTU attribute sample name Comma-separated list of the observation metadata field names. This is useful if a header line is not provided with the metadata, if you want to rename the fields, or if you want to include only the first n fields where n is the number of entries provided here. --output-as-json Output JSON format Write the output file in JSON format. -h, --help help Show this message and exit.

உங்கள் மாதிரி குழு கோப்பு இந்த வடிவமைப்பில் உள்ளது

தலை sample.txt

#SampleID BarcodeSequence genotype KO1 TAGCTT KO KO2 GGCTAC KO KO3 CGCGCG KO

உங்கள் இனங்கள் சிறுகுறிப்பு தகவல் இது போன்றது

head taxonomy.txt

#OTUID taxonomy confidence OTU_325 k__Bacteriap__Bacteroidetesc__Flavobacteriiao__Flavobacterialesf__Cryomorphaceaeg__s__ 0.880 OTU_324 k__Bacteriap__Chlorobic__SJA-28o__f__g__s__ 1.000

மாதிரி குழு தகவல்களைச் சேர்க்கவும்

biom add-metadata -i table.biom -o table.w_smd.biom --sample-metadata-fp sample.txt

OTU கருத்தைச் சேர்க்கவும்

biom add-metadata -i table.biom -o table.w_omd.biom --observation-metadata-fp taxonomy.txt

மாதிரிகள் மற்றும் OTU குறிப்புகளைச் சேர்க்கவும்

biom add-metadata -i table.biom -o table.w_md.biom --observation-metadata-fp taxonomy.txt --sample-metadata-fp sample.txt

வரிசை மற்றும் நெடுவரிசை தகவல்களை ஒரே நேரத்தில் சேர்க்கவும்
சிறுகுறிப்பின் நெடுவரிசை வடிவமைப்பை நீங்கள் குறிப்பிடலாம், அதாவது முழு எண் முழு எண் (–இன்ட்-புலங்கள்), மிதக்கும் புள்ளி தசமங்கள் (–ஃப்ளோட்-புலங்கள்), அல்லது அரைப்புள்ளிகளால் பிரிக்கப்பட்ட இனங்கள் நிலை சிறுகுறிப்புகள் (–sc- பிரிக்கப்பட்ட)

biom add-metadata -i table.biom -o table.w_md.biom --observation-metadata-fp taxonomy.txt --sample-metadata-fp sample.txt --sc-separated taxonomy --float-fields confidence

–அறிவிப்பு-தலைப்பு மற்றும்-மாதிரி-தலைப்பு ஆகியவை நெடுவரிசை பெயர்களை மறுபெயரிடலாம்.

biom add-metadata -i min_sparse_otu_table.biom -o table.w_smd.biom --sample-metadata-fp sam_md.txt --sample-header SampleID,BarcodeSequence,DateOfBirth biom add-metadata -i min_sparse_otu_table.biom -o table.w_omd.biom --observation-metadata-fp obs_md.txt --observation-header OTUID,taxonomy,confidence

குறிப்பிட்ட பெயரின் நெடுவரிசையை படிக்க முடியும்

biom add-metadata -i min_sparse_otu_table.biom -o table.w_omd.biom --observation-metadata-fp obs_md.txt --observation-header OTUID,taxonomy --sc-separated taxonomy

பயோம் அட்டவணை புள்ளிவிவரங்கள்

biom சுருக்கம்-அட்டவணை -h

ஒவ்வொரு மாதிரியையும் எண்ணுங்கள்

biom summarize-table -i table.w_md.biom -o table.w_md_summary.txt

மாதிரி முடிவுகள் பின்வருமாறு:

Num samples: 27 Num observations: 975 Total count: 409647 Table density (fraction of non-zero values): 0.464 Counts/sample summary: Min: 2352.0 Max: 35955.0 Median: 14851.000 Mean: 15172.111 Std. dev.: 10691.823 Sample Metadata Categories: BarcodeSequence genotype Observation Metadata Categories: taxonomy confidence Counts/sample detail: OE4: 2352.0 OE3: 2353.0 OE8: 3091.0 OE2: 3173.0

ஒவ்வொரு மாதிரியிலும் உள்ள அவதானிப்புகளின் எண்ணிக்கையை எண்ணுங்கள். ஒரு மாதிரிக்கு தனிப்பட்ட அவதானிப்புகள், அதாவது ஆல்பா பன்முகத்தன்மை செழுமை

biom summarize-table -i table.w_md.biom --qualitative -o table.w_md_qual_summary.txt

முடிவுகள் பின்வருமாறு:

Num samples: 27 Num observations: 975 Observations/sample summary: Min: 222 Max: 633 Median: 486.000 Mean: 452.704 Std. dev.: 138.713 Sample Metadata Categories: BarcodeSequence genotype Observation Metadata Categories: taxonomy confidence Observations/sample detail: OE3: 222 OE4: 248 OE8: 261 OE1: 272 OE2: 278

குறிப்பு

உயிரியல் கண்காணிப்பு மேட்ரிக்ஸ் (BIOM) வடிவம் அல்லது: நான் கவலைப்படுவதை நிறுத்தி, ஓம்-ஓமை நேசிக்க கற்றுக்கொண்டது எப்படி.
டேனியல் மெக்டொனால்ட், ஜோஸ் சி.
ஜிகா சயின்ஸ் 2012, 1: 7. doi: 10.1186 / 2047-217X-1-7

http://biom-format.org/

பின் இணைப்பு 1. பைத்தானில் பயோமை ஒன்றிணைப்பதற்கான செயல்பாடுகள்

செயல்பாடு

பைத்தானில் ஒரு பயோம் தொகுப்பு இருக்கும் வரை, அதை பைதான் ஊடாடும் கட்டளை வரியில் படிக்கலாம்.

Load_table (f) செயல்பாடு பயோம் கோப்பைப் படிக்கிறது

பயோமின் உள்ளமைக்கப்பட்ட தரவைப் படித்து காண்பிக்கவும்

>>> from biom import example_table >>> print(example_table) # Constructed from biom file #OTU ID S1 S2 S3 O1 0.0 1.0 2.0 O2 3.0 4.0 5.0

கோப்பிலிருந்து பயோம் கோப்பைப் படியுங்கள்

from biom import load_table table = load_table('otutab.biom')

அட்டவணை செயல்பாடு

அட்டவணை (தரவு, கண்காணிப்பு_ஐடிகள், மாதிரி_ஐடிகள் [,…])

import numpy as np from biom.table import Table data = np.arange(40).reshape(10, 4) sample_ids = ['S%d' % i for i in range(4)] observ_ids = ['O%d' % i for i in range(10)] sample_metadata = [{'environment': 'A'}, {'environment': 'B'}, {'environment': 'A'}, {'environment': 'B'}] observ_metadata = [{'taxonomy': ['Bacteria', 'Firmicutes']}, {'taxonomy': ['Bacteria', 'Firmicutes']}, {'taxonomy': ['Bacteria', 'Proteobacteria']}, {'taxonomy': ['Bacteria', 'Proteobacteria']}, {'taxonomy': ['Bacteria', 'Proteobacteria']}, {'taxonomy': ['Bacteria', 'Bacteroidetes']}, {'taxonomy': ['Bacteria', 'Bacteroidetes']}, {'taxonomy': ['Bacteria', 'Firmicutes']}, {'taxonomy': ['Bacteria', 'Firmicutes']}, {'taxonomy': ['Bacteria', 'Firmicutes']}] table = Table(data, observ_ids, sample_ids, observ_metadata, sample_metadata, table_id='Example Table') Table # table information Print(table) # output table Print(table.ids()) # Display sample name Print(table.ids(axis='observation')) # Display the name of the observation Print(table.nnz) # non-zero number of nonzero entries

நான் கட்டளை வரி மாதிரியை விரும்புகிறேன். பைத்தானில் மேலும் ஊடாடும் பயன்பாட்டிற்கு, மேலும் விவரங்களுக்கு குறியீட்டைப் பார்க்கவும். http://biom-format.org/documentation/table_objects.html

நீயும் விரும்புவாய்

பின்புறத்தில் எழுதப்பட்டது

விஞ்ஞான ஆராய்ச்சி சிக்கல்களை விரைவாக தொடர்புகொள்வதற்கும் தீர்க்கவும் வாசகர்களை ஊக்குவிப்பதற்காக, நாங்கள் ஒரு “மேக்ரோஜனேஜ்” தொழில்முறை கலந்துரையாடல் குழுவை நிறுவியுள்ளோம். தற்போது, ​​உள்நாட்டிலும் வெளிநாட்டிலும் 2600+ முதல் வரிசை ஆராய்ச்சியாளர்கள் சேர்ந்துள்ளனர். கலந்துரையாடலில் கலந்து கொள்ளுங்கள், தொழில்முறை பதில்களைப் பெறுங்கள், இந்த கட்டுரையை நண்பர்களின் வட்டத்தில் பகிர்ந்து கொள்வதை வரவேற்கிறோம், மேலும் உங்களை குழுவிற்குள் கொண்டுவர குறியீடு மற்றும் தலைமை ஆசிரியர்-ஐ ஸ்கேன் செய்து, 'பெயர்-அலகு-ஆராய்ச்சி திசை-தலைப்பு / தரம் '. உதவிக்கான தொழில்நுட்ப கேள்விகள், முதலில் படிக்கவும் 'நேர்த்தியாக எப்படிக் கேட்பது' சிக்கலைத் தீர்க்க கற்றுக்கொள்வது, குழு விவாதத்தை இன்னும் தீர்க்கவும், சிக்கல் தனிப்பட்ட அரட்டை அல்ல, சகாக்களுக்கு உதவுங்கள்.
படம்

ஆம்பிளிகான், மெட்டஜெனோமிக் ஆராய்ச்சி யோசனைகள் மற்றும் உண்மையான போரின் பகுப்பாய்வு ஆகியவற்றைக் கற்றுக் கொள்ளுங்கள், 'மேக்ரோஜெனோம்' க்கு கவனம் செலுத்துங்கள்
படம்

படம்

அசலைப் படிக்க கிளிக் செய்க, படிக்க சமீபத்திய கட்டுரை அடைவுக்குச் செல்லவும்
https://mp.weixin.qq.com/s/5jQspEvH5_4Xmart22gjMA