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做完差异表达分析之后,会得到一份差异基因列表,接下来通常还要回答两个问题:这些基因富集在哪些生物学功能上?又参与了哪些信号通路?这就需要做 GO 和 KEGG 富集分析!
下面就以一份具体的数据为例,看下如何用 WorkBuddy 自动完成 GO、KEGG 富集分析吧!
做富集分析,第一步是准备好目的基因列表。如下图,表格的第1列是基因名(GENE_SYMBOL),后面 8 列是 8 个样本的表达量,最后三列分别是 P Value、log2FC 和 平均表达量。当然,这里只需表格的第 1 列就可以了,共 84 个目的基因。
然后在 WorkBuddy 中新建任务,把数据文件放进工作文件夹,选择好工作空间后,提交分析需求指令即可,如下。
文件 OS_diffgenes.csv 的第1列为目的基因列表,研究物种为人,使用 R 包 clusterProfiler 对附件文件进行GO、KEGG富集分析,给出分析报告并将分析结果以csv表格导出;使用KEGG富集分析结果进行条形图和气泡图的绘制,使用aPEAR包对GO、KEGG分析结果分别进行富集网络图绘制,给出R代码
提交后,WorkBuddy 会先检查本机的 R 环境和相关 R 包是否就绪,随后编写一个完整的 R 脚本并实际跑出结果。任务完成后,WorkBuddy 会先给出核心结果总览,如下图。
除了结果解读,WorkBuddy 还给出了完整的交付文件说明。本次任务主要交付了一份 HTML 图文分析报告和 一个完整可复现的 R 脚本。
此外,打开当前工作文件夹,可以看到全部结果文件。figures 文件夹里是 5 组结果图:KEGG 条形图、KEGG 气泡图、GO 条形图、GO 和 KEGG 富集网络图,每组都有 PNG 和 PDF 两种格式,如下图。
而 tables 文件夹里则是 10 个分析结果表格,包括基因 ID 映射表、GO 全量/分本体/显著结果、KEGG 全量与显著结果,以及 aPEAR 的 GO/KEGG 模块归属表,方便直接用于二次分析作图。
直接双击 GO_KEGG_富集分析报告.html 文件,可以直接用浏览器打开分析报告,如下图,报告开头是研究概况和数据与方法,84 个目的基因全部映射成功。
报告正文给出了完整的分析结果。GO 富集方面,生物学过程(BP)Top 8 几乎被氧化应激相关条目包揽,如 response to oxidative stress、cellular response to chemical stress、response to hydrogen peroxide 等;细胞组分(CC)Top 5则富集到 neuronal cell body、glial cell projection、euchromatin 等。
而 KEGG 通路富集方面,共检验 220 条人类通路、显著 56 条。显著富集通路包括AGE-RAGE signaling pathway in diabetic complications、Apoptosis、C-type lectin receptor signaling pathway 等,报告页面还给出了 KEGG 富集条形图和气泡图。
另外,富集结果中,大量条目共享同一批基因,aPEAR 通过计算条目间的基因重叠相似度构建网络,并进行层次聚类,把功能相近的条目收拢为模块:GO 富集分析得到7个功能模块,KEGG 富集分析得到 4 个功能模块,如下图。
报告的第 4 部分给出了生物学意义解读。核心结论是,这批目的基因的功能高度集中在 “氧化应激应答-内源性凋亡-炎症(NF-κB/TNF/IL-17)”这一条主线上,并伴随线粒体自噬与糖脂代谢通路的协同变化。
最后,如果还想自己动手进行数据分析,可以直接用 RStudio 运行交付的 R 脚本,即可复现整个分析流程。下图是绘制 KEGG 富集条形图部分的代码,以及绘图效果。
好啦,本次使用 WorkBuddy 自动完成 GO、KEGG 富集分析的教程就分享到这里啦!从提交一份差异基因列表,到拿到分析报告、富集分析结果图表和 R脚本,轻松搞定!另外,WorkBuddy 中也有专门的 GO KEGG 富集分析技能,大家感兴趣大家也可以试一试!
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