cytoscape使用說明.ppt

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,系統(tǒng)生物學(xué)軟件實習(xí) ——網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)顯示與分析,內(nèi)容提綱：,背景介紹 熟悉Cytoscape軟件界面和操作，熟悉網(wǎng)絡(luò)文件格式 導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，插件下載安裝和使用 網(wǎng)絡(luò)模型分析,Integrated genomic and proteomic analyses of a systematically perturbed metabolic network.,Ideker, T., Thorsson, V., Ranish, J.A., Christmas, R., Buhler, J., Eng, J.K., Bumgarner, R., Goodlett, D.R., Aebersold, R. and Hood, L. (2001) Science, 292, 929-934.,Microarray Data Sample,Cytoscape---- 開源的系統(tǒng)生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)分析軟件 www.cytoscape.org,Cytoscape,開源的生物信息學(xué)軟件平臺 an open source bioinformatics software platform 可視化 Visualizing molecular interaction networks and biological pathways 數(shù)據(jù)整合 Integrating networks with annotations, gene expression profiles and other state data 插件 Plugins are available for network and molecular profiling analyses, new layouts, additional file format support, scripting, and connection with databases,Cytoscape目前最新版本: 2.7.0,Cytoscape,Cytoscape 2.6.3可由http://cytoscape.org/download.php?file=cyto2_6_3 下載得到，下載前需要進行簡單的注冊，輸入姓名、單位、email信息即可。 Cytoscape同時支持Windows、Mac和Linux/Unix。 Cytoscape基于java平臺，需首先安裝java運行環(huán)境，該軟件可由 下載得到。在本教案中我們選擇windows版本的Cytoscape, 下載安裝。,2,3,,,,,4,1,Cytoscape可以直接導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)（Remote），也可以打開本地文件（Local） 。,在本練習(xí)中，選擇點擊本地文件(Local),選中sampleData文件夾中的test.sif, 然后點擊Import.,PFN1 pp WIRE PFN1 pp XPO6 PFN1 pp APBB1IP PFN1 pp ENAH PFN1 pp MLLT4 PFN1 pp VASP PFN1 pp WASL PFN1 pp GPHN A1BG pp CRISP3 SEMG1 pp SEMG2 SEMG1 pp TGM1 SEMG1 pp PRKCA KLK3 pp PZP KLK3 pp FN1 KLK3 pp SERPINA5 KLK3 pp IGFBP3 ……. pp ……….,可用寫字板打開相互作用網(wǎng)絡(luò)文件(sif格式) 左右兩列（1和3列）分別是兩個有相互作用關(guān)系的蛋白名字 中間的“pp”(第2列)為蛋白蛋白相互作用縮寫（Protein Protein） 文件可用excel自建，相互作用的類型還有pd(protein DNA ),,1,2,3,在導(dǎo)入完畢的時候出現(xiàn)的時候，出現(xiàn)如下提示框，表明有216個目標基因，203個互相聯(lián)系。點擊Close，結(jié)束提示框。,一個紅點表示一個生物網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，點擊任一紅點后，可在下方Data Panel窗口看到其ID信息。,導(dǎo)入表達數(shù)據(jù)庫,點擊Select,,選擇test_expression.pvals文件,表達數(shù)據(jù)庫的文件格式：,,,1,2,3,,1,2,3,,,如果目的基因和內(nèi)參基因相同，那數(shù)值就為“0”,點擊Open VizMapper,,,,,Cytoscape：plugins,分析插件（Analysis Plugins） ：用來分析網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)屬性插件（Network and Attribute I/O Plugins）：用來幫助導(dǎo)入不同格式的數(shù)據(jù)信息 網(wǎng)絡(luò)推理插件（Network Inference Plugins）：用于推理新網(wǎng)絡(luò) 功能增強插件（Functional Enrichment Plugins） ：用于網(wǎng)絡(luò)功能增強 通訊/腳本插件（Communication/Scripting Plugins）： 用于通訊和或編輯Cytoscape腳本 其他：不屬于以上任何一種,BiNGO: determine which Gene Ontology (GO) categories are statistically over-represented in a set of genes. Cerebral: Given an interaction network and subcellular localization annotation, Cerebral automatically generates a view of the network in the style of traditional pathway diagrams, providing an intuitive interface for the exploration of a biological pathway or system. Cytoprophet: It is a tool to help researchers to infer new potential protein (PPI) and domain (DDI) interactions. Agilent Literature Search: build networks by extracting interactions from scientific literature.,http://cytoscape.org/plugins.php,Cytoscape插件下載,,http://www.psb.ugent.be/cbd/papers/BiNGO/,,下載得到的BiNGO.jar存放到 程序安裝目錄下的plugins,,插件安裝后：,插件安裝前：,,,GO (Gene Ontology),Gene Ontology在“功能類”的層面上概括了基因參與的生命過程。在基因表達譜分析中，GO常用于提供基因功能分類標簽和基因功能研究的背景知識。 Gene Ontology可以用來發(fā)掘與基因差異表達現(xiàn)象關(guān)聯(lián)的“單個特征基因功能類”或“多個特征功能類”的組合。 http://www.geneontology.org/,,新建文件名字,,勾選后，基因名字從下方輸入,,選擇生物功能分類,,選擇生物種屬,Integrated genomic and proteomic analyses of a systematically perturbed metabolic network.,Ideker, T., Thorsson, V., Ranish, J.A., Christmas, R., Buhler, J., Eng, J.K., Bumgarner, R., Goodlett, D.R., Aebersold, R. and Hood, L. (2001) Science, 292, 929-934.,,,,,,,,,,取名“Gal”,,逐一敲入gal1~gal7,以空格分開,,點擊運行,基因名字可以手動輸入，也可以從節(jié)點復(fù)制得到,Cerebral 插件,Cerebral插件可以根據(jù)已有數(shù)據(jù)自動生成一個以“分子在亞細胞單位內(nèi)空間分布以及其分子互作”為基礎(chǔ)的高度可視化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。 不同的分子根據(jù)其所在細胞結(jié)構(gòu)位置，在結(jié)構(gòu)圖中被分配在不同的結(jié)構(gòu)層面，同時它們的功能與互作關(guān)系也被清晰的表現(xiàn)出來。 Cerebral插件可以處理擁有上千個節(jié)點的龐大網(wǎng)絡(luò)。,下載Cerebral 插件,http://www.cytoscape.org/plugins2.php 分析插件分類下面,http://www.pathogenomics.ca/cerebral/index.html 需要下載兩個文件： cerebral2.0.jar和prefuse.jar,,安裝Cerebral 插件,將cerebral2.0.jar和prefuse.jar兩個文件同時存放到程序安裝目錄下的plugins文件夾 重新啟動Cytoscape軟件,,導(dǎo)入數(shù)據(jù),Import〉Network（multiple file types） 導(dǎo)入tlr4_sif.sif文件,Import〉Node Attributes 分別導(dǎo)入tlr4_localization.noa和tlr4_function.noa文件,noa文件,用記事本打開tlr4_localization.noa文件,點擊Create Cerebral view,,Cytoprophet: 預(yù)測蛋白及結(jié)構(gòu)域相互作用插件 http://cytoprophet.cse.nd.edu/index.php/download,,從插件菜單（Plugins）中打開cytoprophet插件,首先導(dǎo)入cytoprophet.sif文件,,,,,1. 選擇整個網(wǎng)絡(luò)作為預(yù)測對象； 2. 選擇MSSC算法； 3. 選擇同時預(yù)測DDI Network和GO Distances。,,運行后，分別得到蛋白相互作用關(guān)系的窗口和蛋白結(jié)構(gòu)域相互作用關(guān)系的窗口,在數(shù)據(jù)面板（Data panel）中選擇要顯示的節(jié)點屬性,查看節(jié)點屬性,,,,選擇邊屬性瀏覽,選中要顯示的邊屬性,查看邊的屬性,,Agilent Literature Search文獻檢索插件 http://chianti.ucsd.edu/cyto_web/plugins/index.php,,,,,,,,,檢索結(jié)果顯示區(qū)域,檢索內(nèi)容,檢索關(guān)鍵詞,是否同時檢索別名,是否同時使用檢索內(nèi)容要求檢索,生物種屬,檢索條件編輯區(qū),,運行控制按鈕,如何建立beta-catenin, p53, wnt5, ifnb, nfatc, il6六個基因在皮膚黑色素瘤（Melanoma）的發(fā)生發(fā)展中的相互作用網(wǎng)絡(luò)分析模型？,,,,,,,找到與輸入檢索內(nèi)容相關(guān)的47篇最新文獻,同時會自動生成所檢索到結(jié)果的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 黃色節(jié)點代表檢索關(guān)鍵詞節(jié)點,選中某個點，右鍵點擊后可以查看與這個點相關(guān)的文獻,選中某個點，右鍵點擊后也可以鏈接到網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫查看相關(guān)信息,選擇檢索數(shù)據(jù)庫，默認Pubmed，可同時或分別使用OMIM，USPTO,,,同樣的檢索內(nèi)容，共找到134篇最新的文獻、專利等與輸入檢索內(nèi)容相關(guān),自動生成一個由753個節(jié)點組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),應(yīng)用實例： 從已有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入目標網(wǎng)絡(luò)分析模型 網(wǎng)絡(luò)分析,Public data repositories,Protein-protein interaction data BOND, DIP, MINT, MIPS, InACT, … Protein-DNA interaction data BIND, Transfac, … Metabolic pathway data BioCyc, KEGG, WIT, … Text-mining, coexpression Pre-BIND, Tmm, …,,（此網(wǎng)站需要注冊后免費使用）,1. 從已有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入目標網(wǎng)絡(luò)分析模型,在搜索框輸入“PTEN”,,1. 從已有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入目標網(wǎng)絡(luò)分析模型,搜索結(jié)果頁面，點擊Interactions,,,1. 從已有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入目標網(wǎng)絡(luò)分析模型,1. 從已有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入目標網(wǎng)絡(luò)分析模型,Interactions結(jié)果頁面， 點擊Export Results〉Cytoscape SIF〉 存為PTEN.SIF文件,用Cytoscape導(dǎo)入下載的網(wǎng)絡(luò)文件 （C:\ZCNI\shixi6\sampleData\）,得到的信息： 目標基因和其它基因的相互關(guān)系 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 可進行的下一步工作： 確定研究基因 基因表達研究 蛋白質(zhì)組學(xué)研究 ……,1. 從已有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入目標網(wǎng)絡(luò)分析模型,應(yīng)用實例： 從已有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入目標網(wǎng)絡(luò)分析模型 網(wǎng)絡(luò)分析,2. 網(wǎng)絡(luò)分析,,Gα2,Gβ,Gγ,PTEN,PI3K,PIP2,PIP3,GEFs,RAC-GDP(-),,,Actin polymerisation,,,,,,,,,RAC-GTP(+),,,,,The role of PI3K, PTEN and Rac in cell migration,,,,輸入pi3k,pten, rac,,,輸入migration,,點擊運行,2. 網(wǎng)絡(luò)分析,,,LayoutCytoscape LayoutsSpring EmbeddedAll nodes,2. 網(wǎng)絡(luò)分析,,,,PI3K和PTEN基因缺陷的細胞中，進行基因表達實驗,導(dǎo)入基因表達數(shù)據(jù): pi3kptenrac.pvals (sampleData文件夾),2. 網(wǎng)絡(luò)分析,,在PI3K和PTEN基因缺陷細胞中，rac1不成低表達狀態(tài)？ 是否有其它信號傳導(dǎo)途徑？,2. 網(wǎng)絡(luò)分析,,,,輸入和rac1相關(guān)的基因,,,,點擊運行,migration,2. 網(wǎng)絡(luò)分析,拖動節(jié)點rac1, 發(fā)現(xiàn)在Migration方面和rac1相關(guān)的更多基因,,,,,,,,,,,2. 網(wǎng)絡(luò)分析,合并網(wǎng)絡(luò)（Merge networks）,,,,,2. 網(wǎng)絡(luò)分析,,,2. 網(wǎng)絡(luò)分析,,cAMP,Gα2,Gβ,Gγ,PTEN,PI3K,PIP2,PIP3,PH-GEFs,RAC-GDP(-),,,Actin polymerisation,,,,,,,,,RAC-GTP(+),Dock GEFs,,,,,,,Duchek, P., K. Somogyi, et al. (2001). “Guidance of cell migration by the Drosophila PDGF/VEGF receptor.“ Cell 107(1): 17-26.,Thank You!,