3D-DNA是一款简单，方便的处理Hi-C软件，可将contig提升到染色体水平, githup，也可以用于对已经组装好的contig进行纠错，继而用其它软件（ALLHIC）进行挂载。

3D-DNA流程简介

• 将Hi-C数据比对到draft.genome.fa。（利用Juicer分析Hi-C数据）
• 利用自动化流程进行纠错（misjoin），排序（order），确定正确方向（orient），最后scaffolding，得到染色体水平的组装结果（3D-DNA分析）
• Juicebox 进行人工纠错

所需软件及安装

• LastZ (version 1.03.73 released 20150708)` – for diploid mode only
• Java version >=1.8
• Bash >=4
• GNU Awk >=4.0.2
• GNU coreutils sort >=8.11
• Python >=2.7 - for chromosome number-aware splitter module only
• scipy numpy matplotlib - for chromosome number-aware splitter module only
• GUN Parallel >=20150322 (可选，建议装)
• bwa
• 两个核心软件 juicer 和3D-DNA

安装软件

## 安装juice
git clone https://github.com/theaidenlab/juicer.git
cd juicer
ln -s CPU scripts
cd scripts/common
wget https://hicfiles.tc4ga.com/public/juicer/juicer_tools.1.9.9_jcuda.0.8.jar
ln -s juicer_tools.1.9.9_jcuda.0.8.jar  juicer_tools.jar

## 安装3D-DNA
git clone https://github.com/theaidenlab/3d-dna.git

大概流程

数据准备

• ref 文件夹： 存放draft.genome.fa
• fastq 文件夹：存放HI-C测序双端reads, 注意reads文件名的格式 保证*.R1.fastq, *.R2.fastq

1. 利用Juicer 分析HI-C数据

• 基因组建立索引

bwa index draft.genome.fa

• 创建可能的酶切位点文件

python ~/software/juicer/misc/generate_site_positions.py  HindIII  draft.genome  draft.genome.fa
# 本次使用的是 HindIII 进行酶切；选择自己所有的酶

• 获取每条contig的长度

awk 'BEGIN{OFS="\t"}{print $1, $NF}' draft.genome_HindIII.txt > draft.genome.chrom.sizes

• 运行juicer

~/software/juicer/scripts/juicer.sh \
                              -g draft_genome \
                               -s HindIII \
                               -z ./ref/draft.genome.fa \
                                -y ./ref/draft.genome_HindIII.txt \
                                 -p ./ref/draft.genome.chrom.sizes \
                                 -t 8

## 参数
-g： 定义一个物种名
-s：酶切类型, HindIII(AAGCTAGCTT), MboI(GATCGATC) , DpnII(GATCGATC), NcoI(CCATGCATGG)
-z : 参考基因组文件
-y: 限制性酶切位点可能出现位置文件
-p: 染色体大小文件
-C: 将原来的文件进行拆分，必须是4的倍数，默认是90000000, 即22.5M reads
-S: 和任务重运行有关，从中途的某一步开始,"merge", "dedup", "final", "postproc" 或 "early"
-d: juicer的目录
-D: juicer scripts的目录
-t: 线程数

结果：结果文件在aligned目录下，其中就是下一步3D-DNA的输入文件之一。

2. 运行3D-DNA

使用默认参数进行3D-DNA

~/software/3d-dna/run-asm-pipeline.sh ./ref/draft.genome.fa ./aligned/merged_nodups.txt

最后输出文件中，包含FINAL.fasta就是我们需要的结果。

3. juicerbox进行手动纠错

点击该处进行下载

一般组装错误为：

• misjoin
• translocations
• inversions
• chromosome boundaries

纠错完以后，会得到genome.review.assembly用于下一步的分析

4. 再次运行3D-DNA

~/software/3d-dna/run-asm-pipeline-post-review.sh -r genome.review.assembly ./ref/draft.genome.fa aligned/merged_nodups.txt

参考

利用3D-DNA挂载基因组
githup
juicer
利用3D-DNA流程组装基因组