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metagraph

기타 소스코드

Version 0.3.6

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메타지놈 그래프 프로젝트

MetaGraph는 주석이 달린 게놈 그래프와 시퀀스-그래프 정렬의 확장 가능한 구성을 위한 도구입니다.

MetaGraph의 기본 인덱스 표현은 확장성이 뛰어나며 수조 개의 노드와 수백만 개의 주석 레이블이 있는 그래프 작성을 지원합니다. 동시에, 제공된 워크플로우와 신중한 구현은 핵심 데이터 구조의 낮은 수준 최적화와 결합되어 뛰어난 쿼리 및 정렬 성능을 가능하게 합니다.

주요 특징:

시퀀스의 대규모 인덱싱
서버 모드에서 쿼리하기 위한 Python API
k-mer 수 (예: 발현 값) 및 소스 서열의 k-mer 좌표 인코딩(예: 게놈의 무손실 인코딩)
매우 큰 주석이 달린 그래프에 대한 서열 정렬 (sub-k 시드를 사용하면 임의로 짧은 시드를 사용할 수 있음)
매우 큰 de Bruijn 그래프의 확장 가능한 정리(시퀀싱 오류 제거)
사용자 정의 알파벳 지원(예: {A,C,G,T,N} 또는 아미노산)
차동 조립을 위한 알고리즘

MetaGraph의 디자인 선택:

매우 높은 확장성을 위해 간결한 데이터 구조와 효율적인 표현 방식을 사용합니다.
간결한 데이터 구조로 효율적으로 작동하는 알고리즘 선택(예: 항상 일괄 작업 선호)
다양한 그래프 및 주석 표현에 대한 모듈식 지원
코드 오버헤드가 거의 없이 사용자 지정 인덱스 표현/알고리즘 추가를 지원하기 위해 일반 및 확장 가능한 인터페이스를 사용합니다.

선적 서류 비치

온라인 문서는 https://metagraph.ethz.ch/static/docs/index.html에서 확인할 수 있습니다. 오프라인 소스는 여기에 있습니다.

설치하다

콘다

Anaconda를 사용하여 Linux 또는 Mac OS X에 최신 릴리스를 설치하십시오.

 conda install -c bioconda -c conda-forge metagraph

도커

시스템에서 docker를 사용할 수 있으면 즉시 시작하세요.

 docker pull ghcr.io/ratschlab/metagraph:master
docker run -v ${HOME}:/mnt ghcr.io/ratschlab/metagraph:master 
    build -v -k 10 -o /mnt/transcripts_1000 /mnt/transcripts_1000.fa

${HOME} 호스트 시스템의 디렉터리로 바꿔 컨테이너의 /mnt 아래에 매핑합니다.

Protein 알파벳용으로 컴파일된 바이너리를 실행하려면 --entrypoint metagraph_Protein 만 추가하면 됩니다.

 docker run -v ${HOME}:/mnt --entrypoint metagraph_Protein ghcr.io/ratschlab/metagraph:master 
    build -v -k 10 -o /mnt/graph /mnt/protein.fa

보시다시피 Docker 컨테이너에서 MetaGraph를 실행하는 것은 매우 쉽습니다. 또한 다음 명령(또는 이와 유사한 명령)은 컨테이너에 마운트된 디렉터리를 확인하거나 다른 종류의 명령 디버깅에 유용할 수 있습니다.

 docker run -v ${HOME}:/mnt --entrypoint ls ghcr.io/ratschlab/metagraph:master /mnt

컨테이너 이미지의 다양한 버전이 모두 여기에 나열됩니다.

소스에서 설치

소스에서 컴파일하려면(예: 사용자 정의 알파벳 또는 기타 구성으로 빌드하는 경우) 온라인 설명서를 참조하세요.

일반적인 작업흐름

Fasta 파일, FastQ 파일 또는 KMC k-mer 카운터에서 de Bruijn 그래프를 작성합니다.
./metagraph build
열 압축 주석을 사용하여 그래프에 주석을 답니다.
./metagraph annotate
빌드된 주석을 다른 주석 구성표로 변환합니다.
./metagraph transform_anno
주석이 달린 그래프 쿼리
./metagraph query

예

 DATA="../tests/data/transcripts_1000.fa"

./metagraph build -k 12 -o transcripts_1000 $DATA

./metagraph annotate -i transcripts_1000.dbg --anno-filename -o transcripts_1000 $DATA

./metagraph query -i transcripts_1000.dbg -a transcripts_1000.column.annodbg $DATA

./metagraph stats -a transcripts_1000.column.annodbg transcripts_1000.dbg

인쇄 용도

./metagraph

그래프 작성

간단한 빌드

./metagraph build -v --parallel 30 -k 20 --mem-cap-gb 10 
                        -o < GRAPH_DIR > /graph < DATA_DIR > / * .fasta.gz 
2>&1 | tee < LOG_DIR > /log.txt

디스크 스왑으로 빌드(RAM 사용량을 제한하는 데 사용)

./metagraph build -v --parallel 30 -k 20 --mem-cap-gb 10 --disk-swap < GRAPH_DIR > 
                        -o < GRAPH_DIR > /graph < DATA_DIR > / * .fasta.gz 
2>&1 | tee < LOG_DIR > /log.txt

KMC로 필터링된 k-mer에서 빌드

K=20
./KMC/kmc -ci5 -t4 -k $K -m5 -fm < FILE > .fasta.gz < FILE > .cutoff_5 ./KMC
./metagraph build -v -p 4 -k $K --mem-cap-gb 10 -o graph < FILE > .cutoff_5.kmc_pre

그래프에 주석 달기

./metagraph annotate -v --anno-type row --fasta-anno 
                           -i primates.dbg 
                           -o primates 
                           ~ /fasta_zurich/refs_chimpanzee_primates.fa

주석을 다중 BRWT로 변환

클러스터 열

./metagraph transform_anno -v --linkage --greedy 
                           -o linkage.txt 
                           --subsample R 
                           -p NCORES 
                           primates.column.annodbg

N*R/8 + 6*N^2 바이트의 RAM이 필요합니다. 여기서 N 은 열 수이고 R 은 서브샘플링된 행 수입니다.

다중 BRWT 구축

./metagraph transform_anno -v -p NCORES --anno-type brwt 
                           --linkage-file linkage.txt 
                           -o primates 
                           --parallel-nodes V 
                           -p NCORES 
                           primates.column.annodbg

M*V/8 + Size(BRWT) 바이트의 RAM이 필요합니다. 여기서 M 은 주석의 행 수이고 V 동시에 병합된 노드 수입니다.

쿼리 그래프

./metagraph query -v -i < GRAPH_DIR > /graph.dbg 
                        -a < GRAPH_DIR > /annotation.column.annodbg 
                        --min-kmers-fraction-label 0.8 --labels-delimiter " , " 
                        query_seq.fa

그래프에 정렬

./metagraph align -v -i < GRAPH_DIR > /graph.dbg query_seq.fa

시퀀스 조립

./metagraph assemble -v < GRAPH_DIR > /graph.dbg 
                        -o assembled.fa 
                        --unitigs

차동 시퀀스 조립

./metagraph assemble -v < GRAPH_DIR > /graph.dbg 
                        --unitigs 
                        -a < GRAPH_DIR > /annotation.column.annodbg 
                        --diff-assembly-rules diff_assembly_rules.json 
                        -o diff_assembled.fa

샘플 파일은 metagraph/tests/data/example.diff.json 및 metagraph/tests/data/example_simple.diff.json 을 참조하세요.

통계 얻기

그래프 통계

./metagraph stats graph.dbg

주석 통계

./metagraph stats -a annotation.column.annodbg

둘 다에 대한 통계

./metagraph stats -a annotation.column.annodbg graph.dbg

개발자 노트

메이크파일

최상위 소스 디렉터리에 있는 Makefile 사용하면 보다 편리하게 metagraph 빌드하고 테스트할 수 있습니다. 다음 인수가 지원됩니다.

env : 컴파일/실행할 환경( "" : 호스트에서, docker : 도커 컨테이너에서)
alphabet : 특정 알파벳에 대한 메타그래프를 컴파일합니다(예: DNA 또는 Protein , 기본 DNA ).
additional_cmake_args : cmake에 전달할 추가 인수입니다.

예:

 # compiles metagraph in a docker container for the `DNA` alphabet
make build-metagraph env=docker alphabet=DNA

새 릴리스 업데이트 및 생성

새 버전 릴리스 생성은 세 단계로 수행됩니다.

package.json 업데이트 및 버전 설정
새 버전으로 태그를 추가하세요.
github에서 새 릴리스 만들기

특허

Metagraph는 GPLv3 라이센스(LICENSE 참조)에 따라 배포됩니다. 자세한 내용은 AUTHORS 및 COPYRIGHTS 파일을 참조하세요.

확장하다

추가 정보

버전 Version 0.3.6
유형 기타 소스코드
업데이트 시간 2024-12-25
크기 43.67MB
출처 Github

metagraph