「文献01」ATAC-pipe: ATAC-seq分析的工具包

日期：2019年1月6日——2019-Week1
分类：「工具」
题目：ATAC-pipe: general analysis of genome-wide chromatin accessibility
DOI: 10.1093/bib/bby056
杂志：Briefings in Bioinformatics
关键词： ATAC; chromatin accessibility; transcription factor; regulatory network

摘要

ATAC-pipe是中科大Kun Qu实验室开发的一个打包软件包，用于分析bulk ATAC-Seq。主要功能包括：

• 鉴定显著差异的开放染色质区域
• motif分析及相关的TFs对转录调控的影响
• TF和motif的足迹分析以及核小体占位的可视化
• 基于相关性的细胞聚类分析
• 构建TF调控网络，评估TFs和基因间的相互作用

详细用法参考： https://github.com/QuKunLab/ATAC-pipe
或者 manual for ATAC-pipe:
https://github.com/QuKunLab/ATAC-pipe/blob/master/Manual_for_ATAC-pipe.pdf

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材料和方法

1. 流程和算法

ATAC-pipe是基于其他工具和软件包的，需要在Linux/MAC OS平台安装 requires Bowtie2, Picard, MACS2, HOMER, Python和R的环境，以及相关的参考基因组和DESeq R包。

• 比对: Bowtie2
• 去重: Picard
• peak calling: MACS2
• count标准化和差异分析：DESeq
• 聚类和热图：Cluster 3.0 和 Treeview
• TF motifs分析: Homer and msCentipede
• 序列迁移，TSS富集值和分布，V-plot, TF调控网络：他们自己实验室写的代码

2. 与其他工具的比较

他们的介绍是「ATAC-pipe功能多，其他工具可能只是包含QC，比对，peak calling等基本步骤，但是ATAC-pipe还包含样本聚类，motif 搜索，足迹验证、核小体占位分析和TF调控网络分析，而且更重要的是可以鉴定显著差异开放染色质区域和这些区域的TF motif富集, 另外所需时间与其他工具相比较少」。
（他们介绍的优点了解下即可，其实很多工具都可以实现相同的功能,其他工具的功能和原理也要了解一下）

ATAC-pipe与其他工具的比较

结果

看一下这个流程包可以给出哪些结果

结果1：质控

测序质量QC

实验QC

结果2：相关性和差异peaks分析

相关性和差异peaks分析

结果3：TF 富集分析

差异开放染色质区域和这些区域的motif富集分析

结果4：TF motif足迹分析和核小体占位分析

TF motif足迹分析和核小体占位分析

结果5：TF驱动调控网络

TF驱动调控网络

讨论

使用他人打包的工具包有人可能觉得省时方便，但是会有很多限制，不够灵活。而且他们这个工具包本身需要安装很多工具，最终是包装成python模块，使用时是需要有linux和python基础的。他们的分析结果有很多工具和方法可以实现，对于这篇文章也就是了解下他们进行ATAC-seq分析时使用的方法，同时了解下文章中做比较时提到其他工具。

如果想实现个性化和弹性化的分析，还是需要自己了解掌握每一步的分析流程，具体方法可以参考之前的帖子:

• ATAC-Seq入门加高阶传送门，文末点击可进入交流群
  https://mp.weixin.qq.com/s/iVMY_0Su278OfWc2r2_brQ
• 第10篇：ATAC-Seq、ChIP-Seq、RNA-Seq整合分析（内附目录）
  https://mp.weixin.qq.com/s/7k2GEmPmnkVfmzegpxabQA
• 给学徒的ATAC-seq数据实战（附上收费视频）
  https://mp.weixin.qq.com/s/XQITfdnS6Zn6iTBtuladPw

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另外记得在去年苏州单细胞会议的海报展示，Kun Qu老师实验室展示了一个用于sc-ATAC分析的工具包APEC（不知道发表没）。

APEC的文章已在预印版上发出：https://www.biorxiv.org/content/early/2019/05/23/646331.full.pdf