WashU Epigenome Browser(https://epigenomegateway.wustl.edu/)是圣路易斯華盛頓大學醫(yī)學院王艇教授實驗室開發(fā)的,為表觀基因組數(shù)據(jù)集提供可視化,集成和分析的工具。首次發(fā)表于2010年,2019年進行了一次大規(guī)模更新,該瀏覽器的核心除了維護數(shù)據(jù),功能和基礎架構(gòu)之外,還致力于與基因組學界合作,并將重點放在開發(fā)可視化解決方案上,以滿足隨著基因組技術(shù)快速發(fā)展而出現(xiàn)的需求。如果需要用到正常人類、動植物組織細胞樣本,需要對照,或者需要三維基因組數(shù)據(jù)的話,這個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù),是個不錯的選擇。
Browser的數(shù)據(jù)來源于Roadmap Epigenomics Project,ENCODE,IHEC,TCGA,TaRGET和4DN,總共托管了202598條人類和小鼠基因組track之多。其中,人hg19基因組收錄數(shù)據(jù)最多,以下所有案例將以hg19為例。
Tracks -> Public Data Hubs,選擇數(shù)據(jù),Add添加,X關(guān)閉。
用戶界面主要由三大塊組件組成:菜單欄、染色體和track容器。頂部菜單允許用戶切換基因組裝配;查詢基因,SNP和特定基因組位置;管理track和數(shù)據(jù)中心;管理session;并訪問一套工具,包括區(qū)域/基因集視圖,基因圖,散點圖和一個發(fā)布質(zhì)量的圖形生成器。幫助菜單允許用戶訪問文檔,并從在線獲得幫助論壇和Slack頻道并訪問舊版瀏覽器。
Track -> Track Facet Table,facet表將所有加載的數(shù)據(jù)集組織到一個表中,以允許用戶使用metadata terms搜索數(shù)據(jù)集。這里,行代表樣本,列代表試驗類型。帶有數(shù)字的單元格表示數(shù)據(jù)集的數(shù)量。例如,帶有數(shù)字的單元格:11/2728——11表示當前加載在瀏覽器上的數(shù)據(jù)集的數(shù)量,而2728表示可用數(shù)據(jù)集的總數(shù)。點擊Sample,選擇Fetal Brain,點擊后面的數(shù)字,即會出現(xiàn)搜索框,這里我們來搜索一下H3K9me3 of Fetal Brain和H3K4me3 of Fetal Brain,并添加,然后點擊X關(guān)閉。
1.3.1 track重新排序
可以用兩種方法對track重新排序:使用Reorder工具,鼠標放在track上,直接拖拽;如果track比較多,不方便直接拖拽,可以選擇Re-order Many tracks at one time,在單獨的窗口拖拽,點擊apply。
1.3.2修改Track配置
右擊某個track,按住shift單擊,可選擇多個樣本,會出現(xiàn)配置窗口??梢栽谂渲么翱谛薷膖rack名稱,高度,Y軸信號范圍,track顏色和背景顏色等。
Setting ->Change track legend width,可調(diào)整track中樣本名稱的寬度。
1.3.3合并,移除track
通過調(diào)出配置窗口,選擇Apply matplot可以合并兩個track,選擇Dynamic plot可以進行動態(tài)合并展示。選擇remove track,可以移除某個track。
相比與2010年的版本,2019年的版本更新了很多,也增加一些相比與其他基因組瀏覽器的特殊功能。
不同地方的研究人員可以以與Google文檔相同的方式進行交互和協(xié)作注釋。實時瀏覽可將用戶的視圖同步到由Google開發(fā)的實時數(shù)據(jù)庫Firebase (https://firebase.google.com/)。啟用此功能后,該軟件會生成一個“實時” URL,該URL共享后可使其他人實時查看和在同一視圖中進行操作。對于具有相同URL的所有用戶,將同步到跳轉(zhuǎn)到新區(qū)域和編輯track等操作。Apps ->Go Live ,點擊Go Live,復制網(wǎng)址給同伴,即可實時共享同一session,End Live可以關(guān)閉實時共享。
高階染色質(zhì)相互作用描述了3D空間中DNA的復雜包裝和折疊。DNA折疊可以將重要的基因組特征(例如增強子和啟動子)緊密地放置在可以相互作用的地方。Browser提供了可視化和比較通過不同技術(shù)測定染色質(zhì)相互作用的功能。
舉例:Tracks -> Public Data Hubs,到第二頁,選擇 Long-range chromatin interaction experiments和HiC interaction from Juicebox,關(guān)閉。
Click Tracks -> Track Facet Table,Adult Cells/Tissues -> Blood -> Lymphocyte ->GM12878,Assay->Long Range Internaction->ChIA-PET,點擊數(shù)字,選擇ChIA-PET GM12878 CTCF,Assay->Long Range Internaction ->Hi-C,選擇GM12878_1in_situ_1combined,關(guān)閉。右擊ChIA-PET track,Display mode選擇ARC。
虛擬現(xiàn)實(VR)不僅提供了更加身臨其境的觀看體驗,而且還提供了更加直觀的體驗。用戶無需從遠處觀察基因組,而是可以在基因組內(nèi)“漫步”。當前,VR模式支持數(shù)字和長距離染色質(zhì)相互作用軌跡。
Settings ->VR mode
Washu Epigenome Browser作為基因組瀏覽器,其表觀遺傳修飾數(shù)據(jù)中的表現(xiàn),相比于其他瀏覽器,更加人性,更加便捷,也更加美觀,難能可貴的還是這款瀏覽器的展望將致力于可視化和交互預測染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的3D模型,并確保與生物學家生成的最新數(shù)據(jù)的兼容性。隨著基因組技術(shù)和可視化技術(shù)的成熟,預計基因組瀏覽體驗將繼續(xù)發(fā)展。
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