1. 导读
本文主要对insulation score 的提出与计算方法进行简要的介绍，并展示一个计算insulation score 的过程。
2. 定义
insulation score 是dekker实验室在2015年发表于Nature上的Condensin-driven remodelling of X chromosome topology during dosage compensation文章中提出的，其主要用于TAD相关的分析与表征，目前insulation score主要用于识别TAD
3. 计算方法
3.1. 计算insulation score
计算过程动画
在给定的区域内，沿着互作矩阵的对角线，以一个正方形的滑动窗口，从上至下滑动，计算每个窗口内互作程度值的总和。
这些`bin`之间存在这很强的`insulation`现象，例如在`TAD`的边界，这些区域的`insulation score` （根据`insulation square测定`）很低。
那些互作程度较高，比如`TAD`内部的区域，它们的`insulation score` 很高。
这些`insulation score` 很低的区域，可能就是潜在的`TAD`边界。
3.2. insulation score标准化
标准化公式
ISavg: 是所有
IS值的平均值
3.3. 计算每个bin的delta值
insulation score 曲线
将每个`bin`的互作强度值作为`value`，画出其在染色体上的波动曲线，波谷处就是需要识别的边界。为了识别出黑色曲线中的波谷，方法中又定义了一个`window`，对每个`bin`内的`insulation`值计算`delta`值，最终红色曲线中经过X轴的坐标即为`insulation score`值曲线的波谷，也就是TAD边界的位置（从上图可以看到，红色曲线穿过0刻度线的点，对应的就是黑色波动曲线的波谷）。
3.4. 计算TAD边界
由于该方法计算的是`TAD`的边界位置，因此`TAD domain`的位置区域，需要进一步的转换，才能得到。
4. 公式总结
公式总结
5. 实战
下面介绍如何用FAN-C计算insulation score
5.1 install
pip install fanc -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
- 推荐使用
conda进行安装
conda create -n fanc python=3.7
conda activate fanc
conda install fanc
5.2. example
- 计算
利用不同的windows size计算insulation score
fanc insulation ./example.hic ./example.insulation \
-w 1000000 1500000 2000000 2500000 3000000 3500000 4000000 \
-o bed # 输出bed 格式
-
TAD强度变化图
TAD边界强度变化图，大体上可以反映TAD之间隔绝情况,绝缘系数越低，TAD之间交互越弱。
边界强度变化图
- 绘图
fancplot -o ./insulation.png chr18:18mb-28mb \
-p ./example.hic -m 4000000 -vmin 0 -vmax 0.05 \
-p ./example.insulation
- 曲线图
fancplot --width 6 -o ./example.png \
chr18:18mb-28mb -p triangular ./example.hic -m 4000000 \
-vmin 0 -vmax 0.05 -p line ./example.insulation_1mb.bed \
./example.insulation_2mb.bed -l "1mb" "2mb"
insulation score 曲线
有任何问题，欢迎大家评论区留言，或者私信小编。
本文由mdnice多平台发布
网友评论