搜索
实习三：芯片数据的基本处理和分析王斌陈欢阮陟王丹浙江加州国际纳米技术研究院(ZCNI)实习一基因组数据注释和功能分析实习二核苷酸序列分析实习三芯片数据的基本处理和分析实习四蛋白质结构与功能分析实习五蛋白质组学数据分析实习六系统生物学软件实习课程内容基因组学转录物组学蛋白质组学系统生物学芯片数据分析的一般流程：1.芯片杂交实验，芯片数据采集（读取扫描图）2.数据基本处理3.数据提交公共数据库4.数据生物信息学分析3浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com实习内容：•TIGRTM4软件的介绍和使用•GenMAPP软件的介绍和使用•GEO数据库的介绍4浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comCy3Cy5Cy5-cDNACy3-cDNARTRTcDNAarray样本mRNA对照mRNATIF扫描图常见的双通道（dualchannel）实验流程：对照基因(referencegene)：绿色荧光标记(G)样本基因(samplegene)：红色荧光标记(R)5浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com6浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com区块(block)非饱和区域饱和区域信号杂交的一些概念背景探针区域7浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comApackageofOpenSourcesoftwareprogramsforMicroarrayanalysis芯片数据采集（读取扫描图）数据基本处理存储整理芯片数据（数据库）芯片数据分析结果的图形显示（）TIGRTM4:8浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comGenePix格式（.gpr）9浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comAgilent格式（.txt）：10浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comMEV文件：MEV格式的芯片数据11浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comExpressConverter:芯片数据的格式转换下载地址：；下载后，解压安装即可。“开始”－“所有程序”处打开。需要先安装Java，Java下载地址：浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comExpressConverter主界面：13浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comExpressConverter使用方法：1.选择“InputFormat→GenPix”,指定输入的文件格式;2.选择“File→Selectinputfiles”，选定一个或多个需要转换的文件;3.选择“File→Startconverting”，格式开始转换。待状态栏显示“Convertingissuccessful”后，格式转换完成。此时在原genepix存放的文件夹中会出现文件名相同但扩展名不同的.mev和.ann的文件。14浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.cominputoutput15浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com程序运行前程序运行结果16浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comMEV文件：MEV格式的芯片数据17浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comMEV注释文件（后缀名为.ann）18浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com课堂练习•使用ExpressConverter将testdata.gpr转换成testdata.mev和testdata.ann。•用记事本查看testdata.gpr，testdata.mev和testdata.ann。ExpressConverter快捷方式：“开始”→“所有程序”testdata.gpr：C:\ProgramFiles\ExpressConverter\samples\19浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comMIDAS:数据基本处理下载地址是：。此程序不用安装下载后解压就可以使用。（需要先安装Java）进入文件夹，双击打开Midas.bat文件，会出现后台运行窗口和图形界面窗口。20浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com低质量数据过滤•根据Flag过滤•根据信号和背景值过滤21浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comMEV文件：MEV格式的芯片数据22浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comFlagsinMevfile:•A–0non-saturatedpixelsinthespot•B–0-50non-saturatedpixelsinthespot•C–50ormorenon-saturatedpixelsinthespot•X–spotisrejected,duetospotshapeandintensityrelativetobackground•Y–backgroundishigherthanspotintensity•Z–spotnotdetectedbySpotfindergood23浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com由于样本差异、荧光标记效率和检出率的不平衡等因素，需对cy3和cy5的原始提取信号进行均衡和修正才能进一步分析实验数据，Normalization正是基于此种目的。芯片内的数据标准化（Normalization）24浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comMIDAS可选的数据处理方法•标准化处理方法TotalIntensitynormalization•低质量数据过滤方法Invalid-intensitycheckingLOWESS(Locfit)normalizationIterativelinearregressionnormalizationIterativelogmeancenteringnormalizationRatioStatisticsnormalizationLowintensityfilterStandarddeviationregularizationSliceanalysis(non-statistical)In-slidereplicatesanalysisFlip-dyeconsistencycheckingRatioStatisticsconfidenceintervalcheckingSignal/NoisecheckingCross-file-trimSpotQCflagcheckingMA-ANOVACross-slidereplicatest-test(statistical)Cross-slideone-classSAM(statistical)•差异表达基因识别方法25浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com芯片内的数据标准化（Normalization）AAMAplotInmanymicroarraygeneexpressionexperiments,thegeneralassumptionisthatmostofthegeneswouldnotseeanychangeintheirexpression.Thereforethemajorityofthepointsontheyaxis(M)wouldbelocatedat0,sincelog(1)is0.26浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comM=log2(R/G)A=log2√R*G区块间均一化处理27浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com用MIDAS处理单张双色芯片的基本流程1.芯片数据的读入；2.低质量数据的过滤；3.标准化（包括区块间的均一化）；4.结果文件的输出。28浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comMIDAS程序界面29浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comStep1：芯片数据的读入30浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comStep2：低质量数据的过滤31浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comStep3：标准化（包括区块间的均一化）32浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comStep4：结果文件的输出33浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com34浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comMIDAS统计作图（MIDASInvestigation窗口查看）log-ratioshistogram(.his)Boxplot(.box)Intensityplot(.ity)R-I(.prc)Intensityplot(.lty)35浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com课堂练习•使用MIDAS处理testdata.mev，并查看结果文件；•MIDAS程序位置：C:\zcni\shiyan3\MIDAS2_19，双击Midas.bat打开程序；•输入文件testdata.mev由ExpressConverter产生，在C:\ProgramFiles\ExpressConverter\Samples\。36浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com芯片数据聚类分析和差异表达基因筛选基因表达研究中通常假设表达水平相似的基因可能参与相同或相似的生物学过程，因而它们具有相似的基因表达谱。例：在临床或诊断学等领域中，为研究某些疾病的发生机制，通常对正常组织和肿瘤组织细胞间的基因表达情况作比较分析，从中筛选出具有显著差异的表达基因。37浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com下载地址：。此程序不用安装下载后解压就可以使用（需要先安装Java）进入软件所在的文件夹（免安装），双击打开TMEV.bat文件，会出现后台运行窗口和图形界面窗口。38浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comMeV4.3支持的文件格式•MIDASMEV,TAV格式•表格格式•GEO格式•Affymetrix格式•GPR格式•Agilent格式39浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.comMeV4.3程序主界面常用工具栏导航栏结果界面40浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com芯片数据聚类分析和差异表达基因筛选1表格格式数据的读入与转化2系统聚类法对基因和样本聚类3使用SAM（significanceanalysisformicroarrays）查找差异表达基因41浙江加州国际纳米技术研究院分子诊断平台zcni_mdp@hotmail.com1表格格式数据