STRINGCytoscape网络互作图0820LL

网络图(Network)看似复杂,其实构成非常简单,网络图是一种图解模型,形状如同网络,故称网络图,由节点(node)和连线(edge)两个因素组成的。其中node又分为sourcenode(源节点)和targetnode(目标节点)两个因素组成的。这里的node就是我们的基因,edge就是基因间的相互作用关系。任何网络图都不外乎这些构成成分。知道了网络图的构成之后,再做图分析就很简单了。

edge就是基因之间的相互作用关系。比如两个基因TP53和CXCL12之间是否有相互作用关系呢?通过什么方法进行判断呢?这是一个比较困难的问题。好在,有一些非常好的数据库帮我们解决了这一问题,比如最著名的就是STRINGdatabase。

STRING数据库中包含有实验数据、从Pubmed摘要中文本挖掘的结果、综合其他数据库的数据,另外还有利用生物信息学的方法预测的结果,所应用的生物信息学的方法有:染色体临近、基因融合、系统进化谱、基于芯片数据的基因共表达等。

Cytoscape是一套完整的网络图分析系统,它不仅仅是一个软件,还包括了一系列编程语言接口、appstore等诸多内容,是网络分析领域的龙头老大。Cytoscape能够帮助我们实现基因互作的可视化网络图,并且通过其诸多分析插件帮我们找到这里面的关键基因。

step1从基因列表到蛋白互作

step2从蛋白互作到互作网络

step3从互作网络到关键基因

step1准备基因列表

这个基因列表的文件说白了就是一列基因,对于基因的数量最好是50-300个。

step2打开STRING数据库

点击SEARCH,然后就会跳转到让我们输入基因列表的页面,如下图所示,我们点击"Multipleproteins",再依次输入我们的基因列表和物种名称,点击SEARCH即可。

然后STRING数据库会搜索我们提交的蛋白,点击CONTINUE即可。

之后就会出现这些基因的互作网络图了。这个网络图中有很多彩色的点,这个颜色是随机分配的没有生物学意义,有的点中还有花花绿绿的蛋白质的三维结构,这个对我们来说也不是非常重要,重要的是蛋白之间的连线,这就是相互作用。

图的下面有很多的panel,这里面蕴含了很多功能,其中最主要的就是Exports,从这里可以输出我们想要的图形和网络。

对于初级分析来说,网络图就可以了;当时如果是高级分析和美观的网络图,比如需要找到关键基因,需要发表质量的高级网络图,那就需要源文件了,源文件是一个tsv文件,通过它,可以制作各种各样的网络图。

step3Cytoscape美化网络图

网络文件包括多种格式:TXT、SIF、GML等,这些都是Cytoscape能够识别的,其中最常用的就是TXT文本格式。这种格式是最简单的,其实就是从Excel中复制出来的表格,其格式如下:

(1)第一行,默认作为列名,所以不要有重复的名字

(2)从第二行开始就是节点之间的相互作用关系了

(3)数据至少包含两列,第一列是SourceNode,第二列是TargetNode

就拿我们从STRING生成的网络图源文件为例,我们生成的是一个名为string_interactions.tsv的文件,这是一个文本文件,用Excel把它打开之后是这样的

将该文件导入到Cytoscape中

File-->Import-->NetworkfromFile即可导入文件

点击导入文件,找到要导入的网络文件,即string_interactions.tsv文件,导入之后是这样的。Cytoscape会自动识别最重要的两列:SourceNode和TargetNode,一般就是前面的两列。

如果自动识别的不对,可以自己指定。点击表头,会出现一个下拉菜单,然后自己选择指定即可。除了SourceNode、TargetNode其他列数据的属性还包括InteractionType、EdgeAttribution、SourceAttribution、TargetAttribution等,同时对应不同颜色和图标标记。

指定好数据列之后,点击OK即可,数据导入到此为止,软件会自动生成一个网络图。

页面布局

Cytoscape是一个非常庞大的软件,其功能非常丰富,页面布局也很复杂,在我们导入网络图数据后,其会自动帮我们生成一个网络图,如下

从上图中可以看出,页面相当复杂,而其中我们最常用的区域就是两个:控制面板和网络图区。

控制面板是我们用的最多的地方,这里面至少包括了三个子面板:

1)Network:网络图列表,这里以树形图的方式罗列了我们打开的所有网络图

2)Style:外观可视化控制面板,这个面板控制了我们的网络图的外观,所有的外观设计都在这个里面,这个面板也包括三个子面板:

--Node:控制节点的外观,包括大小、颜色、形状等,使用频率很高

--Edge:控制连线的外观,包括颜色、粗细等,使用频率很高

--Network:控制网络图的外观,如背景色等,使用较少

3)Select:筛选,即从整个网络图中按照用户的要求去选定特定的Node或者Edge。

其实整个Cytoscape页面布局中最重要的就是控制面板,而通过控制面板中特定属性的设置,我们可以随心所欲的改变网络图的外观。

Cytoscape的应用商店

Cytoscape的菜单栏中有很多的功能栏,其中Apps就是很重要的一个,其提供了非常多的功能插件,使得Cytoscape的功能根据用户的需求无限延伸。

寻找关键基因

通过使用Cytoscape插件MCODE或者Cytohubba可以从网路图中找到关键基因

第一步打开网络图

找到以.cys结尾的网络图文件,导入到Cytoscape中

第二步安装插件

第三步运行插件

MCODE的使用

在Apps中点击MCODE,然后会在控制面板中出现Mcode这一面板,点击AnalyzeCurrentNetwork即可。

Cytohubba的使用

Cytohubba的使用也比较简单,但是相对于MCODE来说,Cytohubba提供了更多的算法来对基因的重要性或者说核心程度进行排序。使用Cytohubba的话,首先也是在Apps当中找到Cytohubba,点击以后会在控制面板中出现Cytohubba的子面板,然后按照我们下面的步骤操作,逐步点击即可:

这里可以跟大家罗列一下Cytohubba所提供的核心基因筛选算法有哪些。算法虽多,但是这些算法的具体方法不需要我们大家掌握,只需要知道怎么用怎么选择就行了。

THE END
1.Cytoscape做基因和蛋白质互作网络图spiralife本文对 cytoscape 软件做基因和蛋白质互作共表达网络关系图的过程,进行了图解。效果图如下(Fig.1),数据是模拟的,如有雷同,纯属巧合。http://s13/mw690/0078OqW4zy7kX4VQRMUdc&690做基因和蛋白质互作网络图" TITLE="Cytoscape做基因和蛋白质互作网络图" /> ...https://blog.sina.com.cn/s/blog_18600b4880102ydkc.html
2.利用STRING数据库进行Cytoscape蛋白互作网络绘制步骤详解.pdf...利用STRING 数据库进行Cytoscape蛋白互作网络绘制步骤详解.pdf,利用 STRING 数据库进行蛋白互作预测步骤详解 一、简介 STRING (Search Tool for the Retrieval of Interacting Genes/Protein )数据库(/)是一个搜寻已知蛋白质之间和预测蛋白质之间相互 作用的系统,这种https://max.book118.com/html/2021/1201/6204200005004104.shtm
3.cytoscape绘制互作网络图对于蛋白网络互作图,一开始会首先使用string数据库进行分析,但是碍于数据库中收录的物种限制,有些物种并不能做。此时可以考虑使用cytoscape来做。对于人等物种,即使string可以进行蛋白互作分析,也可以用该软件进行后期的美化,以下是基本的介绍。 软件安装 软件是windows系统下的可执行程序,可以直接下载安装。 https://www.jianshu.com/p/0f7bf82d56be
4.String蛋白质相互作用数据库将String的蛋白互作数据下载到Cytoscape本地中 Cytoscape中apps->stringApp 安装完毕后,回到文件>import>network>public databases 选择string数据库,以基因或蛋白输入 以TP53为例,选择score为0.2,连接的基因最大为80个。 也可以在已构建好的网络中可以扩展新的连接蛋白数或者重设confidence score来调整网络大小。 http://www.shengxin.ren/article/164
5.STRING蛋白互作数据库在线分析基因互作网络(PPI)2.基因集(蛋白集)间的互作关系 回到分析主界面,如下图所示,填上基因集,然后搜索,如果有提示,选择在人类中搜索: 由于我输入了1400个基因,最后会得到一个庞大复杂的网络,网络太复杂不利于我们查看与分析,可以将网络,导出到cytoscape中分析查找子网络。https://www.omicsclass.com/article/1126
6.基于网络药理学和实验验证探究胆南星对癫痫的作用机制应用STRING、DAVID在线平台进行蛋白互作(protein-protein interaction)、KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) 信号通路和GO (Gene Ontology) 基因功能富集分析。利用Cytoscape 3.7.2软件构建“中药-成分-靶点-通路-疾病”拓扑分析网络。动物实验已获得河北医科大学实验动物福利伦理委员会批准。网络药理学结果发现...http://html.rhhz.net/YXXB/html/20220419.htm
7.基于Cytoscape下斑马鱼衰老基因蛋白质的模块化分析不幸的是,到目前为止,对于斑马鱼衰老分子机制的分子相互作用很少,所以高度需要斑马鱼衰老蛋白质分子相互作用交互图。在这种情况下,使用不同的动物模型系统进行精确的遗传或药理学操作确实可以在不同的生理系统和/或功能中鉴别衰老剂。因此,似乎只有将不同模型中的数据组合起来才有助于破译造成老龄化的主要因素。http://school.freekaoyan.com/heilongjiang/hit/keyan/2019/10-24/157190143469031.shtml
1.STRING网站+Cytoscape软件制作精美蛋白互作网络图(PPI)–王进的...STRING网站的官网(网址为https://cn.string-db.org/),左侧一栏是网站的输入方式,右侧一栏是我们的蛋白输入框。通常我们在做PPI时选择输入方式是“Multiple proteins”,即多个蛋白的输入。 1. Input your genelist,并选择对应物种Search 2. Mapping gene symbol ...https://www.jingege.wang/2023/07/19/string%E7%BD%91%E7%AB%99cytoscape%E8%BD%AF%E4%BB%B6%E5%88%B6%E4%BD%9C%E7%B2%BE%E7%BE%8E%E8%9B%8B%E7%99%BD%E4%BA%92%E4%BD%9C%E7%BD%91%E7%BB%9C%E5%9B%BEppi/
2....功能分析,KEGG富集通路,Cytoscape构建蛋白互作网络123321mn 肿瘤治疗学医学生 请问多套差异基因的热图是怎么做出来的?2022-03-18来自iOSIP陕西陕西 收藏...https://www.dxy.cn/bbs/newweb/pc/post/37581797
3.掌握这个Python小技巧,轻松构建cytoscape导入文件上一次的利用Cytoscape中展示富集分析的结果教程中,Cytoscape导入的文本内容大致有图中的那几列, 将基因富集后,我们打开的原始文件一般如下图 为了举例说明,我们仅选取了一个性质,通过分列将gene里的gene分散到各个单元格里,形成下图。 具体问题是:将图1中source,性质和target三类数据转化为图2里的具有一对一关系样式...https://blog.csdn.net/2401_84569463/article/details/138783600
4.生物信息学入门富集分析与蛋白质互作用网络(PPI)的可视化Cysto...生物信息学入门 富集分析与蛋白质互作用网络(PPI)的可视化 Cystocape入门指南,程序员大本营,技术文章内容聚合第一站。https://www.pianshen.com/article/8051256462/
5.干货:这些软件你都不知道,还配做科研汪么?@MedSci蛋白质互作网络分析软件 Cytoscape 是一款开源可视化软件,可用于整合模块化网络和生物科学联系网络图的绘制,专为生物研究设计。 文献管理软件 文献管理一般用EndNote就够了,除了管理文献,写文章的时候插入文献也是相当的方便;还有一个文献分析软件RefViz 2.1,,与EndNote结合使用,分析文献,可以省掉大把自己看自己归纳的时间...https://m.medsci.cn/article/show_article.do?id=781c6130edb
6.特发性肺间质纤维化中长链非编码RNA及转录因子的生物信息学挖掘...采用Cytoscape 中的 BiNGO 插件构建 IPF 中 DEGs 的生物网络,结果显示大部分的生物系统集中在细胞大分子代谢、核酸磷酸二酯键水解、RNA 加工等(图3a)。采用 Cytoscape 的另一个插件 ClueGO 注释和可视化生物功能,结果显示大部分生物功能集中在谷胱甘肽代谢、核苷酸切除修复、泛素介导的蛋白酶解、细胞色素 P450 的生物代...https://www.rrsurg.com/article/10.7507/1671-6205.201909064
7.基于蛋白质互作网络挖掘自闭症谱系障碍的功能模块与核心基因结果显示, 整个网络包含 171 个节点和 1 041 条边, 其中每个节点代表基 因对应的蛋白质, 每条边代表两个蛋白质之间的 互作关系(图 2).根据 PPI 网络中每个节点的连通 度, 筛选得到 PPI 网络中核心蛋白质的编码基因 23 个, 分别为 NRXN1,GRIN2B,GRIN2A ,DLG4, NLGN3,MECP2,CNTNA P2,BDNF,NLGN4X,...http://smkx.hunnu.edu.cn/EN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=2294
8.光皮桦AP2/ERF基因家族鉴定与表达分析利用STRING数据库(https://string-db.org/)[33],对光皮桦AP2/ERF蛋白相互作用网络进行预测,以拟南芥为参照物种,选择最低互动分为0.4,其他参数默认,借助Cytoscape软件绘制蛋白互作网络图[34]。 1.6 基因表达模式分析 利用13个2年生光皮桦植株不同组织器官的转录组数据进行AP2/ERF基因组织表达特异性分析。13个不同...https://www.fx361.com/page/2022/1207/18132224.shtml
9.共表达网络构建蛋白互作网络共表达功能分析生信数据库蛋白互作网络和共表达网络 主要内容: 蛋白互作网络的构建(String) 共表达网络构建 1、表达相关性 2、WGCNA 3、Cytoscape 如果是两个基因,可以直接使用表达相关性的方法,得到表达相关性 如果差异基因数目多,用WGCNA方法来做共表达 蛋白互作网络概念: 蛋白质的互相作用(PPI,Protein-protein interraction)是指蛋白质分子...https://ke.biowolf.cn/biovideo-128.html