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peak calling软件MACS如何使用

发布时间:2021-12-31 11:39:27 来源:亿速云 阅读:322 作者:柒染 栏目:大数据
# Peak Calling软件MACS如何使用 ## 一、MACS简介 MACS (Model-based Analysis of ChIP-Seq) 是表观遗传学研究中广泛使用的peak calling工具,由哈佛大学梁晗团队开发。它专门用于分析ChIP-seq、ATAC-seq等测序数据,通过统计学模型识别基因组中蛋白质结合位点或开放染色质区域。 ### 主要版本 - MACS2(当前主流版本) - MACS3(2020年发布,支持更多测序类型) ## 二、安装方法 ### 1. 通过conda安装(推荐) ```bash conda install -c bioconda macs2 

2. 通过pip安装

pip install MACS2 

3. 源码安装

git clone https://github.com/macs3-project/MACS cd MACS python setup.py install 

三、基础使用流程

1. 输入文件要求

  • 处理组样本(BAM格式)
  • 对照组样本(可选)
  • 参考基因组大小文件(effective genome size)

2. 基本命令格式

macs2 callpeak -t treatment.bam -c control.bam -f BAM -g hs -n output_prefix 

3. 关键参数说明

参数 说明
-t/--treatment 处理组样本文件
-c/--control 对照组样本文件
-f/--format 输入文件格式(BAM/BED等)
-g/--gsize 参考基因组大小(hs/mm等)
-n/--name 输出文件前缀
-q/--qvalue q值阈值(默认0.05)

四、进阶参数配置

1. 峰型模型调整

--bw 300 # 设置带宽 --mfold 5 50 # 设置模型构建的富集倍数范围 

2. 输出控制

--outdir ./results # 指定输出目录 --broad # 检测宽峰模式 --keep-dup all # 重复reads处理方式 

3. 差异peak分析

macs2 bdgdiff --t1 cond1_treat_pileup.bdg --c1 cond1_control_lambda.bdg \ --t2 cond2_treat_pileup.bdg --c2 cond2_control_lambda.bdg \ -g 60 -l 120 

五、输出结果解读

1. 主要输出文件

  • _peaks.xls:详细peak信息表格
  • _peaks.narrowPeak:BED6+4格式peak文件
  • _summits.bed:peak summit位置文件
  • _model.r:R脚本可绘制peak模型

2. 结果文件示例

chr1 10000 10500 peak_1 342 . 5.32 32.1 25.6 125 

各列含义: 1. 染色体 2. peak起始 3. peak结束 4. peak名称 5. 打分 6. 链信息 7. fold change 8. -log10(pvalue) 9. -log10(qvalue) 10. summit位置

六、实战案例

1. ATAC-seq数据分析

macs2 callpeak -t atac.bam -f BAM -g hs --nomodel --shift -100 --extsize 200 -n ATAC_result 

2. 组蛋白修饰分析(宽峰)

macs2 callpeak -t h3k27me3.bam -c input.bam -f BAM -g mm --broad -n H3K27me3 

七、常见问题解决

1. 内存不足错误

增加--buffer-size参数:

--buffer-size 1000000 

2. 处理大基因组

使用--scale-to参数:

--scale-to small 

3. 质量控制建议

  • 检查FRiP分数(Fraction of Reads in Peaks)
  • 比较重复样本的peak一致性
  • 使用IGV可视化验证典型peak

八、与其他工具联用

1. 下游分析流程

graph LR A[MACS2] --> B[bedtools] A --> C[HOMER] A --> D[GREAT] 

2. 可视化工具推荐

  • IGV
  • UCSC Genome Browser
  • pyGenomeTracks

九、版本更新说明

MACS3新增功能: - 支持CUT&Tag数据分析 - 改进单细胞ATAC-seq处理 - 增强的并行计算能力

十、学习资源

  1. 官方文档:https://github.com/macs3-project/MACS
  2. Galaxy平台在线工具
  3. Bioconductor相关分析流程

提示:建议首次使用时通过macs2 --help查看完整参数说明,根据实验设计调整关键参数。 “`

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