Hi-C升级一小步,产品优化一大步
2018.11.22

标准分析、高级分析、个性化分析,高通量测序的每一个产品都免不了这熬人的三部曲。


看不懂!没啥用!不是我想要的结果!每一个做高通量测序的客户可能都遇到过这扎心的三大难题。


为了解决上述三大难题,安诺Hi-C在数据分析上进行了全面升级今天小编先给大家公布升级后的标准分析内容~标准分析是安诺Hi-C分析流程中的基础内容,本次升级后的标准分析将涵盖6大领域针对染色质结构特征进行全方位、多角度的可视化展示。


图


升级亮点


1. 新增TAD结构分析将原属于高级分析的TAD分析内容纳入标准分析,加量不加价。

2. 丰富IDE分析内容:在原有仅针对单条染色体进行顺反交互作用分析(IDE分析)的基础上,新增单个样本和多个样本整体的IDE分析,内容更全,适用性广。

3. 新增多项统计学分析结果:新增TAD数目、TAD大小统计结果图展示,及TAD在全染色质上的分布结果展示,数据与结果同步反馈。

4. 提升结题报告实用性:细化和详述Compartments、TAD分析流程,知其然更要知其所以然,授人鱼不如授人以渔。

5. 提升结题报告丰富度:升级后的标准分析一方面对染色质间互作、染色质内互作、Compartment、TAD等重要构象特征进行全面分析,同时还对文库质量、数据利用率和实际分辨率水平进行详细反馈。


结果展示


1. 文库质量反馈+数据利用率统计


比对分析

分析重点为统计唯一比对率,与参考基因组比对(分别将测序读取的Reads1和Reads2与参考基因组进行单端比对,统计唯一比对率)+NT库比对。


分配到酶切片段分析

分析重点为统计用于分析的有效片段占比,将唯一比对上参考基因组的Paired-end reads分配到对应的酶切片段,对Hi-C建库过程中产生的不同分子类型(Self circle、Dangling end、Valid pair等)进行统计。


PE reads 比对

PE reads 比对


2. 实际分辨率水平


分辨率深度统计

分析重点为测序数据量实际可达到的分辨率水平,在特定分辨率下,当80% bin的深度达到1000时,那么测序量达到了此分辨率[1],我们将统计不同分辨率下75%、 80%、 90%的bin number达到的最低深度,如下图展示。


不同分辨率深度统计

不同分辨率深度统计

(纵坐标:深度,蓝色代表90%的bin number可达到的最低深度,黄色表示80%的bin number可达到的最低深度,青色表示75%的bin number可达到的最低深度。)


3. 染色体相互作用分析


顺反相互作用频率分析

分析重点为交互频率随着距离增加的衰减情况,Hi-C实验获得的染色质相互作用频率在一个给定范围内一般随着距离的增大而衰减,一般使用交互衰减指数(IDEs)来描述。我们可以观测每个样本单条染色体或每个样本整体的交互频率随着距离衰减的情况,同时,若存在多个样本,可以对多个样本的IDE进行比较。


多样本相互作用强度随距离衰减图

多样本相互作用强度随距离衰减图

(横轴表示不同位点染色质间距离;纵轴表示相互作用的频率。)


染色体相互作用分析

分析重点为染色质间和染色体内的互作强弱,染色体间互作分析:采用Heatmap展示每两个染色体之间的交互(Valid Reads Pair数取log值),另外将各染色体间的交互进行标准化得到标准化之后的染色体间交互矩阵,两个染色体间交互数值越高代表这个两个染色体在空间上越靠近。染色体内互作分析:采用Heatmap展示每条染色体内部的交互作用强弱。


全基因组交互热图

全基因组交互热图


染色体内相互作用热图

染色体内相互作用热图


4. Compartments+TAD结构分析


Compartment分析

分析重点为基因组上Compartments的划分,通过矩阵标准化、矩阵相关性分析、和特征向量分析三个步骤,将基因组划分为两类Compartments。结合基因组的基因密度或RNA-seq等数据,最终确定A/B的划分。


每条染色体的Compartments分布

每条染色体的Compartments分布


TAD分析

分析重点为染色体上的TAD大小及分布,我们通过Insulation的算法来鉴定TAD的边界,并展示相应区域内的交互热图,同时展示全基因组范围内TAD的分布,并针对每个样品,统计全染色质TAD大小。


TAD展示图

TAD展示图


TAD大小及在全基因组上的分布

TAD大小及在全基因组上的分布


如何让分析结果实用性更强、结果展示形式更加直观和完美一直是安诺Hi-C产品追求的目标,我们将为此不断完善~下一期,小编将继续为大家展示安诺Hi-C升级之高级分析,敬请关注哦~



参考文献

[1] Rao S S P, Huntley M H, Durand N C, et al. A 3D map of the human genome at kilobase resolution reveals principles of chromatin looping[J]. Cell, 2014, 159(7): 1665-1680. 


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