下面我们就按照网络图的构成逐一进行讲解:

节点(node)

所谓的节点,就是我们要分析的基因。在一个网络图当中往往有数十个乃至上百个节点,那就意味着,我们需要分析的基因有数十个或者上百个。这些基因是怎么来的呢?这就跟我们的研究目的相关了,这些基因可能是我们筛选出来的差异表达的基因,可能是肿瘤患者中高频突变的一些基因,也可能是某一个miRNA的下游靶基因,抑或仅仅是你感兴趣的一群基因,都是可以的。

在进行网络图分析的时候,我们往往对基因的来源不做要求,只要是你认为有意义的一群基因,就OK了。但是,在基因的数量上,我们往往有一定的限制。因为,基因数少了,网络图中edge太少,图做不出来,或者做出来很丑;而基因数多了,网络图太大,导致没办法导入软件中进行分析,耗时太久,同时背景噪声和混杂影响也会更多。因此,我个人一般建议的要分析的网络图基因数量在50-300个左右,这样的网络图比较适中,不会太大,也不会太小。

连线(edge)

所谓的edge就是基因之间的相互作用关系。比如我随便列举两个基因:TP53和CXCL12,这两个基因是否有相互作用关系?我们通过何种方法进行判断呢?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STRING database。STRING (https://string-db.org/) 是一个非常全面的蛋白互作网络数据库,里面存储了非常多物种和基因的相互作用关系。我们只要把基因名字提交上去,就能够判定它们之间是否有互作关系了。

下面,我们就从实例出发,教大家如何制作一个发表质量的网络图。

PART1

研究内容

分析处理组和对照组共得到100多个差异基因,分析其相互作用关系,并找到其中的关键基因。

(测试数据见文末,关注科研猫公众号,后台回复网络图)

看到这个研究内容,可能一下子有点懵,不要紧,我们先来理理思路:有了基因,我们得分析基因互作,这一步好办,刚才已经讲了STRING数据库能做。那么有了基因互作,我们怎么做网络图?怎么分析关键基因呢?这个时候,我们就需要一个软件来帮我们实现了。 他是谁呢?大名鼎鼎的Cytoscape(Cytoscape最新版安装包见文末,联系胖雨小姐姐)。

Cytoscape(https://cytoscape.org/)是一套完整的网络图分析系统,它不仅仅是个软件,它还包含了一系列编程语言接口、app store等诸多内容,是网络分析领域的龙头老大。(突然发现,Cytoscape的主色调和我们科研猫居然是一致的,What a coincidence!)

e!)

Cytoscape能够帮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,因此掌握Cytoscape之后,我们的这个问题就迎刃而解了。所以,理清思路之后,我们的研究方法如下。

PART2

研究方法

利用String数据库获取基因相互作用网络,并使用Cytosacpe软件对网络进行可视化和核心基因筛选。

那么,我们的分析步骤也就一目了然了:

Step1: 从 基因列表 到 基因互作

Step2: 从 基因互作 到 互作网络

Step3: 从 互作网络 到 关键基因

先给大家看看我们的分析结果,后面的教程中,我们会带领大家实际操作,逐一讲解这里面的分析步骤。

本期干货

网络图分析数据

&

Cytoscape安装包

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