生信研究如何画图?收下这份硬核无广入门指南!

文摘   2024-11-08 13:42   中国香港  
在现代生物信息学研究中,数据量越来越大,数据可视化显得尤为重要。通过图表和示意图,研究者可以直观地展示数据结果,更好地传达复杂的科学信息。一个好的图表应该能独立传达信息,让读者无需阅读正文就能理解其中的关键信息。本指南旨在介绍一些常用的生物信息学绘图工具和技巧,帮助您制作高质量的科研图表,使您的研究更具说服力和可读性!

⭐论文中的图表类型:
示意图 用来展示实验流程、研究模型或生物机制,帮助读者快速理解研究思路和方法。
数据图包括各种统计图表,如折线图、柱状图、热图等,用于直观呈现实验数据的趋势和关系。
实验图:虽然在生物信息学中较少涉及,但在一些实验研究的论文中可能会用来展示实验装置或操作步骤。
我们将重点讨论数据图和示意图的制作,这两种图表在生物信息学论文中最为常见且重要。

⭐示意图制作:
示意图是论文中最重要的组成部分之一,它不仅仅是简单的插图,更是科学概念和研究成果的视觉表达。制作一个优秀的示意图,就像完成一个精心策划的设计项目,需要从概念到细节的全程参与。

图1:典型示意图。概述,通过比较共享基因的基因表达,从同一组织收集的sc/snRNA-seq数据和空间数据在空间上对齐。(来源:Deep learning and alignment of spatially resolved single-cell transcriptomes with Tangram, Nature Methods)

1.设计软件 
  • PowerPoint (PPT):易学易用,适合初学者和简单的示意图制作。使用ScienceSlides等插件可以快速添加专业图标和元素。
  • Adobe Illustrator (AI):功能强大,适合创建精细的、可缩放的矢量图形,如标志设计、插图等。

2.专业软件
  • Pathway Builder Tool:针对分子生物学研究的专业工具,内置丰富的分子生物学元素。
  • IBS (Illustrator for Biological Sequences):专门用于基因和蛋白序列可视化的工具。
  • PyMOL:一款用于分子三维结构可视化的软件,适合需要展示蛋白质结构的研究。

3.素材资源

  • PhyloPic: 提供动植物及其他生物形式的剪影图像,方便用于进化树示意图中

  • Bioicons: 包含丰富的科研图标,涵盖多个领域,适合制作示意图时使用。

  • BioRender: 提供大量科研图标和模板,用户可以根据需求自由编辑。

  • Flaticon & Iconfinder:综合性ICON库,资源丰富。

  • https://bioart.niaid.nih.gov/ NIH 最新发布的生物绘图资源库。


数据图制作:
数据图是展示研究结果最直接的方式。选择合适的工具和方法,能让数据更直观、易于理解。通过精心设计的数据图,研究者可以有效地揭示数据中的趋势和模式,帮助读者快速抓住重点信息,使复杂的科学发现变得通俗易懂。

图2:典型数据图。根据典型标记蛋白的表达对免疫反卷积进行基准测试。(来源:Advances in mixed cell deconvolution enable quantification of cell types in spatial transcriptomic data,Nature Communications)

1.软件工具
  • Origin & MATLAB:经典的数据分析和绘图工具,功能强大,适合对数据有精确要求的研究者。
  • GraphPad Prism:用户友好,适合快速制作基础图表,如折线图、柱状图等,集成生物统计功能。
  • SmartDraw:提供多种预设模板,适合绘制复杂的流程图、组织结构图和统计图表
  • Hiplot:在线绘图工具,功能丰富,适合不安装软件的快速绘图需求。

2.编程语言
  • R语言:R语言在生物信息学数据可视化中非常流行,提供了多种强大的绘图包。例如:   
    + ggplot2: 创建高质量统计图形的利器;   
    + GOplot: 专门用于基因富集分析的可视化;   
    + TransPlotR:用于可视化基因组结构,操作简单。
  • Python:作为数据科学的主流语言,Python提供了多种灵活的绘图库。例如:
    + seaborn: 基于matplotlib的高级统计图表库,能创建美观且信息丰富的图表;
    + matplotlib: 基础绘图库,功能广泛,适合各种图表的创建;  
    + vtk: 用于3D计算机图形和可视化的强大库,提供Python接口。



⭐设计原则与技巧

在制作生物信息学图表时,优秀的设计不仅能增强数据的可读性,还能让您的研究成果更加引人注目和易于理解。以下是一些简单而实用的设计技巧,可以帮助您在图表设计中脱颖而出。


图3:丰富的配色方案。(来源:Color Hunt,配色网站)

1.配色方案

  • 使用对比度高的配色以增强可读性。

  • 考虑色盲友好的配色方案,避免红绿搭配。

  • 推荐使用配色网站    

    Adobe color: 使用色轮创建配色方案或浏览色彩社区中的数千种颜色组合;  Color Hunt:提供大量科研配色的模板。


2.图表选择

  • 根据数据类型选择合适的图表形式。例如:时间序列数据:折线图; 分类比较:柱状图或箱线图; 相关性分析:散点图; 比例展示:饼图或堆叠柱状图。

  • 避免在一张图中呈现过多信息。使用小图组展示多组相似的数据。

  • 在整个项目中保持一致的设计风格,包括颜色、字体和符号等,这种一致性有助于增强图表的专业感。


3.标注与图例
  • 清晰的图例和标签对于理解图表至关重要。确保每个数据点、线条或区域都有相应的标签和解释。

  • 使用不同的形状、线条粗细或颜色来强调关键数据点,使得重要的信息更加显眼。


4.字体选择
  • 使用清晰、易读的无衬线字体(如Arial或Helvetica)。

  • 保持字体大小适中,确保打印后仍清晰可读。


总结
👂:选择合适的绘图工具和方法对于创建美观且专业的生物信息学图表至关重要。无论是新手还是有经验的研究者,通过不断学习和实践这些工具,都能在数据可视化中取得进步。好的图表不仅可以增强论文的视觉吸引力,还能更清晰地传达复杂的科学概念和研究发现。希望本指南能帮助您在生物信息学的可视化之旅中获得成功!

引用

Biancalani, Tommaso, et al. "Deep learning and alignment of spatially resolved single-cell transcriptomes with Tangram." Nature methods 18.11 (2021): 1352-1362.
Danaher, Patrick, et al. "Advances in mixed cell deconvolution enable quantification of cell types in spatial transcriptomic data." Nature communications 13.1 (2022): 385.


【注意:转载请联系本公众号获得授权。】如果您对我们的内容有任何疑问需要咨询或想要联系作者,可以备注“AIMS”联系课代表。也欢迎大家投稿!
AIMShare课代表咨询

童鞋,看这里

目前已有1500+人关注加入我们

       

       


推荐阅读
high-quality content 



结构生物学“去污名化”:AI虽好,也不能贪杯喔

AIMShare

DNA语言模型:理解基因组的强大新工具

AIMShare

学术先锋|源自OpenAI老对手, 揭秘AlphaFold背后“神秘组织”的前世今生

AIMShare

AIMShare
AlMShare(Al with Mission and Social responsibility)是以推动实现有社会使命的人工智能为目标的高质量知识分享平台。我们专注于AI交叉领域研究与人才培养,致力于打破该领域信息差。
 最新文章