使用biopython可視化染色體和基因元件

2021-01-08 騰訊網

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基因組結構元件的可視化有多種方式，比如IGV等基因組瀏覽器中以track為單位的展示形式，亦或以circos為代表的圈圖形式，比如在細胞器基因組組裝中，基因元件常用圈圖形式展示，示例如下

在biopython中，通過BiolGraphics子模塊可以對基因組結構進行可視化，支持線性和圈圖兩種可視化方式。其中，基因組結構信息存儲在genebank格式的文件中，首先通過Bio.SeqIO讀取結構信息，然後通過Bio.Graphics模塊進行可視化。

以下列數據為例，先來看下可視化的用法

>https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/NC_005816

首先是讀取gb文件，代碼如下

接下來提取gb文件中的feature信息，構建用於繪圖的數據結構，代碼如下

最後進行繪圖即可，代碼如下

輸出結果如下

對於圈圖，只需要修改簡單修改繪圖的參數即可，代碼如下

輸出結果如下

除了圈圖之外，biopython還可以繪製染色體圖。最簡單的繪圖，只需要提供染色體名稱和對應的長度即可，代碼如下

輸出結果如下

更進一步，可以在染色體上添加注釋，標記基因組結構元件在染色體上的分布，代碼如下

輸出結果如下

相比circos,biopython的track可能沒有那麼多種豐富的表現形式，但是也有其獨特性。更重要的是，在染色體上標記特定元件的這種可視化方式，應用非常廣泛，snp, ssr, cnv, genge等等都可以進行標記。

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