一文读懂宏基因组分析套路
很多亲人感觉宏基因组的分析结果内容种类太多，根本学不过来。其实本质上并不复杂，只分为两类：物种组成和功能组成两大类，这是核心结果；再加上开头系统描述和结尾的讨论比较。通常会出现固定套路的4部分结构。
今天就从之前解决的1篇nature, 2篇science, 入手来总结宏基因组分析的基本思路。只有分析思路清楚，结果才更容易説清楚。
文章思路和结果
文章分析思路：整体概述——物种组成——功能组成——关联/因果
文章主要结果
- 样本、物种、功能描述
- 物种组成整体差异和分组具体差异
- 功能组成整体差异和分组具体差异
- 环境因子与微生物组的关系
文章套路验证
Nature：人类肠道微生物组的肠型
- 人类肠道微生物组的物种和功能组成。从样本、物种组成和功能的整体描述；
- 肠型的物种组成不同。组间物种组成差异，新方向/领域无分组要根据差异的主成分分组再比较，之后结果的展示方式很多了，如柱状图、箱线图、网络图等；
- 肠型间的功能差异。本质上是功能组成的差异，可具体展示差异或特异功能通路COG/KEGG。
- 与宿主属性的相关分析。可以简单相关，也可连续数据随机森林回归预测，更可以与己有研究元分析验证假设，方法和思路众多，本质是对结果的验证和升华，进一步突出准确性和意义。
Sciences：16S+功能预测
- 整体描述：PCoA散点图+热图展示样本随时间存在变化；机器学习建模来根据变化预测时间；
- 物种组成：比较不同部分、环境下物种丰度的变化，并使用网络、柱状图展示物种随时间传递的过程、和丰度的变化。
- 功能组成：功能整体和局部PCA差示差异的来源，同时挑选与主题相关通路按时间序列呈现拟和曲线
- 环境因子关联：如pH、氨、硝酸盐、各种功能通路等属性随时间变化，CCA展示环境因子对微生物组群体结果关系。展示环境因子在主成分间的关系。
3分和30分文章差距在哪里？
-
- 文章思路和结果
- 文章套路验证
- 宏基因组分析套路
- 文章思路和结果
- 文章套路验证
- Nature：人类肠道微生物组的肠型
- Sciences：16S+功能预测
- 宏基因组专题培训
- 你能学到什么
- 主讲教师
- 助教团队
- 培训时间
- 授课地点
- 课程价格
- 暑期促销优惠活动
- 宏基因组相关学习资源
- 猜你喜欢
- 写在后面
- 你能学到什么
宏基因组分析套路
很多朋友感觉宏基因组的分析结果内容种类太多，根本学不过来。其实本质上并不复杂，只分为两类：物种组成和功能组成两大类，它们是核心结果；再加上开头系统描述和结尾的讨论比较。通常会出现固定套路的4部分结构。
今天就从之前解读3篇CNS文章(1篇nature, 2篇science) 入手，系统总结宏基因组分析的基本思路。助力大家清楚分析思路，更多精力关注科学问题的解决，做出好结果。
文章思路和结果
文章分析思路：整体概述——物种组成——功能组成——关联/因果
文章主要结果
- 样本、物种、功能整体内容描述(无新发现则为非重点，版面有限可放附图)
- 物种组成整体差异和分组具体差异
- 功能组成整体差异和分组具体差异
- 环境因子/相关研究与微生物组的关系——关联；无菌体系验证差异物种——因果；
文章套路验证
以下是平台之前导读过的三篇宏基因组CNS文章，都是必读精品，具体内容点击蓝色标题阅读。这里对仅对分析套路进行归纳总结。证明之前提出的4步法分析套路。
这三篇文章一般有3-4个图，完全符合上面提出的4步法。其中图1基本描述不是必须的，有时根据版面的要求可以调整至附图。
Nature：人类肠道微生物组的肠型
- 人类肠道微生物组的物种和功能组成。从样本、物种组成和功能的整体描述；
- 肠型的物种组成不同。组间物种组成差异，新方向/领域无分组要根据差异的主成分分组再比较，之后结果的展示方式很多，如柱状图、箱线图、网络图等；
- 肠型间的功能差异。整体上是功能组成数据PCA展示整体差异，再具体展示差异或特异功能通路COG/KEGG。
- 与宿主属性的相关分析。可以简单相关，也可连续数据随机森林回归预测，更可以与己有研究元分析验证假设，方法和思路众多，本质是对结果的验证和升华，进一步突出准确性和意义。
Sciences：16S+功能预测
- 整体描述：PCoA散点图+热图展示样本随时间存在变化；机器学习建模：根据菌群结构预测时间；
- 物种组成：比较不同部分、环境下物种丰度的变化，并使用网络、柱状图展示物种随时间传递的过程、和丰度的变化；
- 功能组成：功能整体和局部PCA差示差异的来源，同时挑选与主题相关通路按时间序列呈现拟和曲线；
环境因子关联：如pH、氨、硝酸盐、各种功能通路等属性随时间变化，CCA分析环境因子对微生物组群体整体结构关系，展示环境因子在主成分间的相关性大小和方向。
- Sciences：16S物种组成+meta功能组成发现哈扎人微生物组周期变化
系统描述：版面有限时，太基本的结果调整至文章附录。
- 物种组成：PCoA+冲击图+桑基图期间展示肠道微生物季节周期变化；
- 功能组成：碳水化合物相关基因组PCA、季节多样性箱线图，抗性基因以及本研究重点关注的功能类别进行展示；从功能层面突出季节变化的主题；
- 差异原因讨论：PCoA轴与国家、年龄、和各菌门比较，进一步阐明差异可能的原因。
仔细读读上面这三篇顶级文章，你会发现套路还是非常固定的。你欠缺的是如何实现这些结果。
如果你自己想学习独立分析微生物组数据，但又存在入门困难，欢迎报名我们在北京鼓楼7月份的宏基因组专题课程！详见 《7月14-22日，北京，微生物组——宏基因组分析专题培训开课啦！》
宏基因组专题培训
在广大粉丝的期待下，《生信宝典》联合《宏基因组》在2018年7月北京鼓楼推出《宏基因组分析专题培训》，大家提供一条走进生信大门的捷径、为同行提供一个宏基因组实战分析学习和交流的机会、助力学员真正理解分析原理和完成实战分析，独创线下集中授课2天+自行练习5天+再集中讲解答疑2天三段式教学，真正实现独立分析大数据。
你能学到什么
当时信息大爆炸时间，专业科研人才必须具备大数据分析解读能力。大数据分析解决所需要求知识多而杂，自学时间成本高。参加培训获得经验、内部资料和代码、高效解决问题是当今科研人员不二的选择。
深彻理解生物测序数据的基本思想
宏基因组分析三种模式全面的解决方案，以及结果的统计分析
- 16S扩增子数据PICRUST预测宏基因组
- 宏基因组数据Humann2定量物种和功能
- Denovo宏基因组拼接和binning
- 结果的差异比较和可视化
主讲教师
主讲老师包括中科院微生物所、遗传发育所、基因组所、生物物理所等多名本领域一线技术专家。
助教团队
十余名科学院、清华、北大博士(含在读)，轮值讲师和助教，辅助学员学习和矫正培训过程中不足的点。
培训时间
2018-07-14 到 2018-07-15 (线下讲解实战)
2018-07-21 到 2018-07-22 (可线上线下同时，照顾不能长时间在北京的朋友)
每天早9点到晚5点，半封闭式教学
报到时间：开课前的周五晚上准备晚宴欢迎大家，促进相互认识和了解
授课地点
北京市西城区鼓楼明德大厦 (北京市旧鼓楼大街47号院2号楼2010)。
课程价格
- 原价 6999 元/人，
截止 2018-06-29 4199 元/人
之后恢复原价6999元/人 (住宿自行解决，提供培训期间午餐) - 名额有限，每次课程报名满30人后自动关闭报名通道
- 提供易汉博基因科技实习机会或工作机会
暑期促销优惠活动
在2018年6月底前报名且成功缴费的用户，不仅可以获得上课的前排座位(座位按报名并成功缴费顺序从前到后龙摆尾式排序)，更可同时享受如下四重优惠。
- 赠送价值188元线上生信基础课程一门，目前有《应用Python处理生物信息数据和作图》、《生物信息作图系列R、Cytoscape及图形排版》和《转录组高级分析》和《生物信息中的Linux应用》任选其一。
- 获赠32G品牌定制U盘 (内含数据资料)。
- 多人(N，10>N>1)组团报名并同时缴费，每人还可获得价值N百元的礼品(充值或购物卡)。
- 零元学习588元微生物扩增子实战分析，学员预先购买课程，待完成宏基因组线下课程者，返现90%(10%被腾讯课堂扣除)。
*注意事项
- 需自备笔记本电脑，系统不限(推荐使用Windows 10系统，8G内存更流畅)。课程实践提供云计算平台。
- 培训班所有数据，文档为内部资料，仅供参阅，未经允许不得翻印外传登刊。
- 上课期间禁止录音，录像。
- 成功付款的学员，若临时有紧急事情不能到来的，可申请延期，更换后续培训班；也可申请退款。
- 若开课2周 (含) 前申请退款可退还85%费用；开课3个工作日 (含) 前申请退款退还70%的费用。
- 不可先延期再退款。
更多课程的详细介绍，请扫描下方二维码。
复制以下链接
http://www.ehbio.com/Training/ 或
点击阅读原文跳转报名页
宏基因组相关学习资源
自学能力强、基础好的同学，如果把我们之前分享的资料全部掌握的话，应该早己成为本领域的专家了。
1. 基础理论教程
- 微生物组入门必读+宏基因组实操课程
- 宏基因组分析教程
- 4500元的微生物组培训资料
- 微生物组助手——最易学的扩增子、宏基因组分析流程
2. 分析实战有参系列：
- MetaPhlAn2一条命令获得宏基因组物种组成
- HUMAnN2：人类微生物组统一代谢网络分析2
- 宏基因组有参流程Metagenomics Tutorial (HUMAnN2)
3. 分析实战De novo系列:
- 1背景知识-Shell入门与本地blast实战
- 2数据质控fastqc, Trimmomatic, MultiQC, khmer
- 3组装拼接MEGAHIT和评估quast
- 4基因注释Prokka
- 5基于Kmer比较数据集sourmash
- 6不比对快速估计基因丰度Salmon
- 7bwa序列比对, samtools查看, bedtools丰度统计
- 8分箱宏基因组binning, MaxBin, MetaBin, VizBin
- 9组装assembly和分箱bin结果可视化—Anvi’o
- 10绘制圈图-Circos安装与使用
如果基础知识体系不完善，自学存在困难的小伙伴，急时上车也是不错的选择。
成为实验中不可或缺的人，赶快报名吧！
猜你喜欢
- 10000+：肠道细菌 人体上的生命 宝宝与猫狗 梅毒狂想曲 提DNA发Nature 实验分析谁对结果影响大 Cell微生物专刊
- 系列教程：微生物组入门 Biostar 微生物组 宏基因组
- 专业技能：生信宝典 学术图表 高分文章 不可或缺的人
- 一文读懂：宏基因组 寄生虫益处 进化树
- 必备技能：提问 搜索 Endnote
- 文献阅读 热心肠 SemanticScholar Geenmedical
- 扩增子分析：图表解读 分析流程 统计绘图
- 16S功能预测 PICRUSt FAPROTAX Bugbase Tax4Fun
- 在线工具：16S预测培养基 生信绘图
- 科研经验：云笔记 云协作 公众号
- 编程模板 Shell R Perl
- 生物科普 生命大跃进 细胞暗战 人体奥秘
写在后面
为鼓励读者交流、快速解决科研困难，我们建立了“宏基因组”专业讨论群，目前己有国内外1500+ 一线科研人员加入。参与讨论，获得专业解答，欢迎分享此文至朋友圈，并扫码加主编好友带你入群，务必备注“姓名-单位-研究方向-职称/年级”。技术问题寻求帮助，首先阅读《如何优雅的提问》学习解决问题思路，仍末解决群内讨论，问题不私聊，帮助同行。
学习扩增子、宏基因组科研思路和分析实战，关注“宏基因组”
点击阅读原文，跳转最新文章目录阅读
https://mp.weixin.qq.com/s/5jQspEvH5_4Xmart22gjMA