“ Cytoscape 是一个专注于分子相互作用和生物通路可视的开源软件。它的核心是提供基础的功能布局和查询网络,并依据基本的数据的结合成可视化网络。”
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Cytoscape的安装
软件下载地址:https://cytoscape.org/
最新版本3.10.2。下载安装非常简捷,进入网址点击“Download 3.10.2”直接下载即可。
Cytoscape安装需要配置Java环境,不过不用担心,现在安装cytoscape软件过程中会默认自动下载相应版本的java工具"Java 17"。
想要下载其他操作系统的软件版本,例如linux、Mac OS系统的可以点击“Other Platforms”下载。
想要下载旧版本的软件,可以点击“Old Versions”下载,注意配套JAVA的版本。
下载之后在本地中得到“Cytoscape_3_10_2_windows_64bit.exe”的应用程序,直接点击安装即可,在选择安装路径时放在全英文路径下。安装过程比较慢,耐心等待进度条结束即可。
安装好之后点击“Cytoscape.exe”运行即可。
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Cytoscape插件的安装
Cytoscape是一个功能强大的网络可视化和分析软件,它提供了许多插件和扩展功能,用于增强其功能和适应不同的研究需求。大家可以根据自己的分析需求进行配置。
插件的下载需要到App Store里面下载。点击菜单栏 -> “Apps” -> “App Store” -> “show App Store” 即可弹出插件面板。或者直接点击最左侧“App Store”也一样。
在插件面板中搜索自己想要下载的插件,输入关键字然后回车,进入网页版Cytoscape App Store。
红框框起来的是安装软件时默认下载好的插件和已经下载好的插件。
进入网页版Cytoscape App Store。选择自己想下载的插件,进入插件介绍页面,点击右侧“Install”即可下载。之后即可在自己软件App Store中查看到并使用,不用重启软件。
另外以下是一些常用的Cytoscape插件和扩展功能:
yFiles Layout Algorithms插件:yFiles Layout Algorithms是一个用于布局和排列网络位置和图形结构的插件。带有yFiles图形库的布局算法。用于绘制环形、拓扑网络等,直接点击就可以转换成相应的网络模式效果。
cytoHubba插件:cytoHubba是一个用于识别关键基因和子网络的插件。它基于拓扑网络算法,可以根据节点在网络中的属性进行排名,并提供多种拓扑分析方法,如Degree、Betweenness、Closeness等。
BiNGO插件:BiNGO是一个用于基因本体分析的插件。它可以将基因列表与基因本体数据库进行比较,帮助用户了解基因在功能和过程上的富集情况,从而揭示基因的生物学意义。
clusterMaker2插件:clusterMaker2是一个用于聚类和可视化分析的插件。它提供了多种聚类算法和可视化布局算法,可以帮助用户发现网络中的模块和群集结构。
MCODE插件:MCODE是一个用于模块发现的插件。它可以识别网络中的高度相互关联的节点群集,并根据节点的连接密度和节点数目进行评分,从而帮助用户发现功能相关的模块。
iRegulon插件:iRegulon是一个用于转录因子调控网络分析的插件。它可以根据转录因子结合位点的富集情况和转录因子的调控模式,预测转录因子在给定基因集中的调控活性,并生成转录因子调控网络图。
KEGGscape插件:KEGGscape是一个用于KEGG通路分析的插件。它可以将基因列表映射到KEGG通路,并提供丰富的可视化功能,帮助用户理解基因在通路中的功能和相互作用。
StringApp插件:StringApp是一个用于蛋白质相互作用网络分析的插件。它可以将基因列表映射到STRING数据库中的蛋白质相互作用网络,并提供丰富的网络分析和可视化功能。
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软件使用
Cytoscape工具页面主要分为菜单栏、工具栏、参数面板、主视图面板、数据数值属性面板。
在工具栏点击图标输入节点node信息和互作edge信息。
节点信息主要是对节点的分组,对于网络图中不同属性节点绘制不同颜色。互作信息主要是描述那两个节点之间有互作关系以及互作关系的强弱。
导入数据信息之后,数据信息将展示在数据数值属性面板。之后使用“Analyze Network”功能对数据进行网络分析
在参数面板的“Style”工具中对节点的颜色、形状、大小和连线的颜色、粗细进行设置
下载yFiles Layout Algorithms插件,进行网络结构位置的排布。
输出结果。点击"Files"中的“Save Session”,保存.cys文件,它会将本项目的所有设置、数据属性和可视化效果打包。点击"Files"中的“Export”保存png和pdf文件。
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示例数据的操作演示
1. 输入互作信息dege
2. 在输入的数据信息中,需要对每一列信息标记,默认第一列是source node(绿色圆圈)
3. 第二列是target node(红色靶标)
4. 后面的列都是一些属性信息attribute
5. 点击OK导入数据
6. 刚才输入的互作信息已经展示在数据属性面板
7. 输入节点信息node
8. 对节点信息的列进行标记,将节点的列标注为key(灰色钥匙)。根据key列节点信息对标互作数据文件中的节点信息,第二列的信息为节点的属性信息
9. 点击OK导入数据
12. 点击参数面板的“Style”工具中对节点的颜色、形状进行设置
13. Style美化面板有三种模式:Def.=对全局节点设置;Map.=根据某个属性进行映射设置;Byn.=对某个选中的节点进行单独设置。
14. 点击“Fill Color”选项中的"Map."模式,对节点颜色进行填充
15. 选择数据属性的“type”列,根据节点类型选择不同的颜色
16. 选择离散映射
17. 点击“...”选择颜色。shell蛋白填充橙色,wrky蛋白填充蓝色
18. 点击“Shape”选项中的"Def."模式,对全部节点的形状进行设置
19. 将节点形状的高和宽锁定保持一致
20. 上述操作是在“Style”中对节点进行操作。可以选择"edge"对连线进行操作。
21. 选择Size选项对节点大小进行Map.映射
22. 选择数据中的Degree列,按照每个节点的互作关系条数体现在节点的大小上
23. 选择"Continuous Mapping"连续映射,将节点最小值设置为30,最大值设置为80
24. 点击“Edge”中的“Width”根据互作关系强弱对edge线条粗细进行连续映射。最终得到右图
25. 点击参数面板的“Filter”工具中对节点的位置及网络排版进行设置
26. 选中“+”中的“Column Filter”,以列为筛选条件进行筛选
27. 选择“Degree”列为条件进行筛选
28. 根据“Degree”列中的数值来选定某区间范围内的节点。这里我选中的是20=<Degree=<36区间
29. 在网络图中黄色节点是我刚才选中的节点
30. 选择“Layout”->“Attribute Circle Layout”->“Selected Nodes Only”->“selected”。将刚才Filter中选中的节点绘制成圆形
31. 如图所示。在选中状态,可以用鼠标拖动整体位置
32. 调出布局工具“Layout Tools”
33. 左右调动滑块决议放大/缩小刚才绘出的圆形
34. 再去选择“Degree”列中不同的数值范围1-9;10-19;去对范围内选中的节点绘出圆形
35. 对圆形大小、位置进行调整
36. 得到最终结果图,并保存。
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软件应用
这里列举生信方面的一些应用:
基因家族蛋白互作网络分析
泛基因家族共表达网络分析
富集分析中的通路注释网络图
ceRNA调控网络分析
微生物OTU网络图