二代测序数据分析
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+HWI-EAS209_0006_FC706VJ:5:58:5894:21141#ATCACG/1 efcfffffcfeefffcffffffddf`feed]`]_Ba_^__[YBBBBBBBBBBRTT\]][]ddd d`ddd^dddadd^BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
速，但对于空隙和错配，缺乏敏感度
二代测序数据分析
BW Transform
X→B
acaacg$
$acaacg aacg$ac acaacg$ acg$aca caacg$a cg$acaa g$acaac
BWT
gc$aaac
Burrows-Wheeler Matrix (BWM)
二代测序数据分析
BW Transform
acg $ac a acg aac g $ac aca a cg$ acg $ aca caa c g$a 5cg$ a caa 6g$a c aac
X=L[0] i=0
LF[0]=6, L[6]=c i=6 二代测序数据分析
LF[6]=5, L[5]=a i=5
BW Tranform 重构
恢复原序列
二代测序数据分析
LF mapping
LF (last-first) mapping: 字符在最后一列与第 一列的出现次数位置保持不变
SA seq
06 $acaacg 0 1 2 a a c g $ a c 1 $0 2 0 a c a a c g $ 2 a1 33 acg$aca 3 4 1 c a a c g $ a 4 c4 5 4 c g $ a c a a 5 g6 65 g$acaac 6
二代测序数据分析
BW Transform 重构
恢复原序列: X = L[ LF(i) ] + X; i = LF(i)
g $acaacg aacg$ac acaacg$ acg$aca caacg$a cg$acaa g$acaac
cg $a c aacg aa c g$ac ac a acg$ ac g $aca ca a cg$a cg $ acaa 6g$ a caac
二代测序数据分析
BLAST
二代测序数据分析
BLAST
二代测序数据分析
BLAST
二代测序数据分析
二代测序数据分析
2012/9/25
二代测序数据分析
测序数据分析流程
短片段序列 短片段Mapping 基因型估计 关联分析
短序列片段(fastq) Mapping (BWA, Bowtie)
二代测序数据分析
acaacg $acaacg 1aacg$ac acaacg$ 3acg$aca 4caacg$a 5cg$acaa 6g$acaac
二代测序数据分析
短片段Mapping
输入
一个参考基因组 大量(10-1000M)的25~100bp的reads
输出
成功map到参考基因组上的每一个位点信息 未成功map比例
二代测序数据分析
短片段Mapping
问题
不唯一位置 不确切位置
方法
哈希表：迅速，需要完美匹配 阵列扫描：无法处理空隙 动态规划：Indels，最优，但速度慢 Burrows-Wheeler Transform (BW Transform): 快
二代测序数据分析
LF mapping
LF[i] = C[L[i]] + ri，C[L[i]]是L[i]在BWT中的起 始位置，ri是L[i]出现的次数
LF[0] = C[L[0]] + 1 = 6 + 1 -1 = 6 LF[1] = C[L[1]] + 1 = 4 + 1 -1= 4 LF[2] = C[L[2]] + 1 = 0 + 1 -1= 0 LF[3] = C[L[3]] + 1 = 1 + 1 -1= 1 LF[4] = C[L[4]] + 2 = 1 + 2 -1= 2 LF[5] = C[L[5]] + 2 = 1 + 3 -1= 3 LF[6] = C[L[6]] + 2 = 4 + 2 -1= 5 LF[] = [6 4 0 1 2 3 5]
1-PAM矩阵平均改变1%的氨基酸，能否说2PAM矩阵平均改变2%
用Blast在GenBank中查询序列 GAATTCCAATAGA，命中了什么数据库序列
S和t的长为l的比对，把该比对拆成两部分，一 个从列1到列k，另一个从列k+1到l。计分系统 的什么性质保证对任意的k整个比对的计分是 其部分比对计分的和
二代测序数据分析
短序列片段
长度：35 - 120bp
碱基测序质量：Phred Quality Score
ASCII表示 P是base-calling错误率
Βιβλιοθήκη Baidu
Q 10 log10 P
二代测序数据分析
ASCII码表
二代测序数据分析
内容
短片段序列 短片段Mapping 基因型估计 关联分析
循环转换
0a c a a c g $ 1 caa c g$a 2 aac g $ac 3 acg $ aca 4 cg$ a caa 5 g$a c aac 6 $ac a acg
字典方式排序
6$acaacg 2aacg$ac 0acaacg$ 3acg$aca 1caacg$a 4cg$acaa 5g$acaac
基因型估计 (Bayes) 关联分析
二代测序数据分析
短序列片段
Fastq格式
文本文件 包含短片段序列（reads）和碱基测序质量
示例
@HWI-EAS209_0006_FC706VJ:5:58:5894:21141#ATCACG/1 TTAATTGGTAAATAAATCTCCTAATAGCTTAGATNTTACCTTN NNNNNNNNNTAGTTTCTTGAGATTTGTTGGGGGAGACATTTT TGTGATTGCCTTGAT
aacg $acaacg aacg$ac acaacg$ 3acg$aca caacg$a 5cg$acaa 6g$acaac
caacg $acaacg 1aacg$ac acaaCg$ 3acg$aca caacg$a 5cg$acaa 6g$acaac
LF[5]=3, L[3]=a i=3
LF[3]=1, L[1]=c i=1
速，但对于空隙和错配，缺乏敏感度
二代测序数据分析
BW Transform
X→B
acaacg$
$acaacg aacg$ac acaacg$ acg$aca caacg$a cg$acaa g$acaac
BWT
gc$aaac
Burrows-Wheeler Matrix (BWM)
二代测序数据分析
BW Transform
acg $ac a acg aac g $ac aca a cg$ acg $ aca caa c g$a 5cg$ a caa 6g$a c aac
X=L[0] i=0
LF[0]=6, L[6]=c i=6 二代测序数据分析
LF[6]=5, L[5]=a i=5
BW Tranform 重构
恢复原序列
二代测序数据分析
LF mapping
LF (last-first) mapping: 字符在最后一列与第 一列的出现次数位置保持不变
SA seq
06 $acaacg 0 1 2 a a c g $ a c 1 $0 2 0 a c a a c g $ 2 a1 33 acg$aca 3 4 1 c a a c g $ a 4 c4 5 4 c g $ a c a a 5 g6 65 g$acaac 6
二代测序数据分析
BW Transform 重构
恢复原序列: X = L[ LF(i) ] + X; i = LF(i)
g $acaacg aacg$ac acaacg$ acg$aca caacg$a cg$acaa g$acaac
cg $a c aacg aa c g$ac ac a acg$ ac g $aca ca a cg$a cg $ acaa 6g$ a caac
二代测序数据分析
BLAST
二代测序数据分析
BLAST
二代测序数据分析
BLAST
二代测序数据分析
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2012/9/25
二代测序数据分析
测序数据分析流程
短片段序列 短片段Mapping 基因型估计 关联分析
短序列片段(fastq) Mapping (BWA, Bowtie)
二代测序数据分析
acaacg $acaacg 1aacg$ac acaacg$ 3acg$aca 4caacg$a 5cg$acaa 6g$acaac
二代测序数据分析
短片段Mapping
输入
一个参考基因组 大量(10-1000M)的25~100bp的reads
输出
成功map到参考基因组上的每一个位点信息 未成功map比例
二代测序数据分析
短片段Mapping
问题
不唯一位置 不确切位置
方法
哈希表：迅速，需要完美匹配 阵列扫描：无法处理空隙 动态规划：Indels，最优，但速度慢 Burrows-Wheeler Transform (BW Transform): 快
二代测序数据分析
LF mapping
LF[i] = C[L[i]] + ri，C[L[i]]是L[i]在BWT中的起 始位置，ri是L[i]出现的次数
LF[0] = C[L[0]] + 1 = 6 + 1 -1 = 6 LF[1] = C[L[1]] + 1 = 4 + 1 -1= 4 LF[2] = C[L[2]] + 1 = 0 + 1 -1= 0 LF[3] = C[L[3]] + 1 = 1 + 1 -1= 1 LF[4] = C[L[4]] + 2 = 1 + 2 -1= 2 LF[5] = C[L[5]] + 2 = 1 + 3 -1= 3 LF[6] = C[L[6]] + 2 = 4 + 2 -1= 5 LF[] = [6 4 0 1 2 3 5]
1-PAM矩阵平均改变1%的氨基酸，能否说2PAM矩阵平均改变2%
用Blast在GenBank中查询序列 GAATTCCAATAGA，命中了什么数据库序列
S和t的长为l的比对，把该比对拆成两部分，一 个从列1到列k，另一个从列k+1到l。计分系统 的什么性质保证对任意的k整个比对的计分是 其部分比对计分的和
二代测序数据分析
短序列片段
长度：35 - 120bp
碱基测序质量：Phred Quality Score
ASCII表示 P是base-calling错误率
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Q 10 log10 P
二代测序数据分析
ASCII码表
二代测序数据分析
内容
短片段序列 短片段Mapping 基因型估计 关联分析
循环转换
0a c a a c g $ 1 caa c g$a 2 aac g $ac 3 acg $ aca 4 cg$ a caa 5 g$a c aac 6 $ac a acg
字典方式排序
6$acaacg 2aacg$ac 0acaacg$ 3acg$aca 1caacg$a 4cg$acaa 5g$acaac
基因型估计 (Bayes) 关联分析
二代测序数据分析
短序列片段
Fastq格式
文本文件 包含短片段序列（reads）和碱基测序质量
示例
@HWI-EAS209_0006_FC706VJ:5:58:5894:21141#ATCACG/1 TTAATTGGTAAATAAATCTCCTAATAGCTTAGATNTTACCTTN NNNNNNNNNTAGTTTCTTGAGATTTGTTGGGGGAGACATTTT TGTGATTGCCTTGAT
aacg $acaacg aacg$ac acaacg$ 3acg$aca caacg$a 5cg$acaa 6g$acaac
caacg $acaacg 1aacg$ac acaaCg$ 3acg$aca caacg$a 5cg$acaa 6g$acaac
LF[5]=3, L[3]=a i=3
LF[3]=1, L[1]=c i=1