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O01 IMC を使って環状ゲノムマップをデザインし、描画する(旧)

改訂版ページがあります。こちらへ。

 

環状ゲノムマップ(Circular Genome Map)は、同心円上に単一ゲノム染色体あるいは近縁種同士の複数のゲノム染色体からのFeatureやContentおよびゲノム位置特異的な任意の数値データを比較描画する機能です。

実装Edition:

  • それぞれのゲノム染色体の遺伝子等各Featureの分布状態や、塩基組成の変化などを表示することができます。
  • 配置するFeatureやContentの同心円の順序は任意に変更可能です。
  • 描画パラメータの設定は同心円毎に変更可能です。
  • 環状ゲノムマップの直径や印刷用パラメータの変更も可能です。環状ゲノムマップの印刷直接印刷以外に、PDF, PNG, EMFの各フォーマットでファイル出力可能です。
  • 環状ゲノムマップの同心円上に描画される多数のフィーチャーは注釈が存在すれば、その注釈の種類により異なるカラーでそれぞれを分類表示することができます。
    • Circular Feature Lane別のFeature描画独立カラー設定が可能です。
    • Feature Key別に異なるカラーで描画します。
    • Color Qualifierが設定されている場合に指定カラーでCDS Featureを描画します。
    • Classificationコードに指定されたカラーでCDS Featureを描画します。
    • EC Nubmerに由来するカラーでCDS Featureを描画します。
    • Categoryコードに指定されたカラーでCDS Featureを描画します。
    • Blastのスコア範囲に指定されたカラーでCDS Featureを描画します。
  • 環状ゲノムマップに描画される配列ファイルは、反応プールに表示されている順序で参照されます。このため、異なる多数の環状ゲノム配列を同一形式で描画することが容易に操作可能です。
  • 環状ゲノムマップ上の一部をクリックすることにより、対応するメインフィーチャーマップの領域を表示させることが可能となっています。
  • 環状ゲノムマップには、その中心に配列ファイル名と総塩基長(単一ゲノム染色体の時)が描画され、また周囲には塩基数目盛が表示されます。目盛の開始位置塩基も変更可能です。
  • マップレイアウトは、レイアウトスタイルとして登録可能で、登録された環状ゲノムレイアウトスタイルは後で呼びだすことができます。
  • 環状ゲノムマップ描画機能は、IMC GE/AEに実装されており、IMC SEには実装されていません。

チュートリアル

レベルA. 基本操作を知る

最初に基本操作を行います。基本操作さえ知っていればとりあえず環状ゲノムマップを描画することができます。

環状ゲノムマップの描画対象となる環状ゲノム塩基配列ファイルをあらかじめ反応チューブにロードしておきます

  1. 反応チューブ(=編集DNAプール)に注釈付塩基配列をロードします(複数可)
  2. 環状ゲノムマップ描画ボタンあるいはメニューをクリックします。
  3. Genome Map Drawing Dialogが表示されます
  4. Genome Map Layout Style のデフォールトスタイルで環状ゲノムマップが描画されます

レベルA. レイアウトスタイルを切換える

  1. Genome Map Drawing Dialog上のGenome Map Layout Styleプルダウンメニューをクリックします。
    • 登録されている環状ゲノムマップ用のレイアウトスタイルが表示されます。
  2. 任意のレイアウトスタイルを選択し、Setボタンをクリックします。
    • カレントレイアウトスタイルのCircular Lane Listの内容が変化します。
  3. Showボタンをクリックします。
    • 選択したレイアウトスタイルで環状ゲノムマップが再描画されます。

レベルB. レイアウトスタイル設定の保存

  • 環状マップレイアウトスタイルの設定はIMCを終了しても保存されます。
  • 次回環状ゲノムマップを描画する場合は、最終利用レイアウトスタイルが適用されます。
  • レイアウトスタイルの設定時には塩基配列ファイル名を選択しますが、その記録は反応チューブ上の位置として記録・保存されます。
    • 以前のVersionでは、レイアウトスタイルがゲノム配列ファイル上に保存されましたが、現Versionでは保存されません。

レベルA. 環状ゲノムマップを印刷する

  1. ページ設定を変更したい場合はPage Setupボタンをクリックします
    • Page Setupをクリックすると、ページ設定Dialogが表示され、ページの大きさや向きなどを変更できます
  2. Printをクリックすると、デフォールトのプリンターに直接印刷されます
    • デフォールトのプリンター指定はOS(Mac/Win)の機能を使用します。
    • 別のプリンターに印刷したい場合は、予めそのプリンターをOS操作でデフォールトプリンターとしておきます
  3. 画像ファイルとして出力できます 。
    • PDFをクリックしてPDFフォーマットのファイルとして出します。
    • PNGをクリックするとPNGフォーマットのファイルとして出力されます
    • EMFをクリックするとEMFフォーマットのファイルとして出力されます

レベルB. Circular Laneを追加する

  1. Addボタンをクリックします。
    • Circular Lane Setting Dialogが表示されます。
  2. 反応チューブに複数のゲノム配列がロードされている場合には、描画対象のゲノムをFile Name欄から選択します。
  3. Circular Lane Settingダイアログで詳細を設定します。
  4. Setボタンをクリックします。
    • 新しいCircular Laneの設定が左欄に登録されます。

 

Circular Feature Laneを編集する

  1. Genome Map SettingダイアログのView欄のFeatureラジオボタンをオンにします。
  2. このレーンに表示するフィーチャーを選択します(複数選択可能)。
    • 連続する複数のフィーチャーキーを選択する場合は、シフト+クリックします。
    • 飛び飛びの複数のフィーチャーキーを選択する場合は、コントロール+クリックします。
  3. このレーンに表示するフィーチャーの由来するストランドを指定します。
    • Forward:Forwardを指定するとForward Strandにあるフィーチャーのみがこのレーン上への描画対象となります。
    • Reverse:Reverseを指定するとReverse Strandにあるフィーチャーのみがこのレーン上への描画対象となります。
    • Both:Bothを指定すると両Strandのフィーチャーがこのレーン上への描画対象となります。
  4. Qualifier /genomemapが指定されているフィーチャーのみ表示設定します。
  5. 表示するフィーチャーのカラー描画方法を指定ます。これは、メインフィーチャーマップの指定方法と同様ですが、メインフィーチャーマップとは独立して設定できます。

Circular Content Laneを編集する

Content Lane上にSliding Window方式で塩基組成などのゲノム位置特異的なプロファイルを描画します。
  1. Genome Map SettingダイアログのView欄のContentラジオボタンをオンにします。
  2. Content Radio Buttonをオンにします。
  3. Circular Content Lane設定項目がアクティブになります。
  4. Contentを選択します。
    • GC Content: GC Contentのプロファイルを描画します。
    • AT Content: AT Contentのプロファイルを描画します。
    • GC Skew: GC Skewのプロファイルを描画します。
    • AT Skew: AT Skewのプロファイルを描画します。
    • Cumulative GC Skew:累積GC Skewのプロファイルを描画します。
    • Cumulative AT Skew:累積AT Skewのプロファイルを描画します。
    • Fickett: Fickettの方法で遺伝子領域らしさのプロファイルを描画します。
    • Import Data: Import Dataには利用者が作成した任意のゲノム位置特異的な数値列をインポートし、そのプロファイルを描画します。
  5. Graph Scaleの設定
    • Auto:Autoを指定するとプロファイルの縦スケールを自動的に設定します。プロファイル値の最大値を上スケールライン、プロファイル値の最小値を下スケールライン、そして最大値と最小値の平均値をセンターラインとして描きます。
    • Custom:Customを指定するとスケールの各ラインを自由に設定できます。ただし、Lower Line < Center Line < Upper Lineとします。
  6. Sliding Window Parameter設定
    • Fixed:Fixedを指定すると、スライディングウィンドウのウィンドウサイズとステップサイズをそのときのマップの縮尺にかかわらず一定の塩基長で設定します。
    • Proportional:Proportionalを指定すると、スライディングウィンドウのウィンドウサイズとステップサイズをそのゲノム塩基長に対する割合で設定します。
  7. Color設定
    • Color for Lower Value below the Center Line:センターラインより上に描画されるプロファイルのカラーを設定します。
    • Color for Upper Value below the Center Line:センターラインより下に描画されるプロファイルのカラーを設定します。

Circular Laneを削除する

  1. 削除したいCircular Laneにチェックします。(複数指定可能)
  2. 「Delete]をクリックします。
    • チェックされたCircular Laneがリストから削除されます。

Circular Laneの表示順序を変更する

  1. Genome Map Windowにて、移動したいCircular Laneにチェックします。
  2. Up/Downボタンを移動する量だけクリックします。
  3. 目的の位置に移動したらチェックをはずし、Showボタンをクリックします。
    • 移動したCircular Lane Styleで表示されます。

環状ゲノムマップの直径を変更する

  1. Genome Map Window上部のDiameter欄に数値をPixel単位で直接入力します。
  2. Showをクリックします。
    • 直径の変更された環状ゲノムマップが描画されます。

環状ゲノムマップの目盛り間隔を変更する

  1. 環状ゲノムマップウィンドウの上部にあるIntervalに直接数値を塩基長単位で入力します。
  2. Showをクリックします。
    • 変更された目盛間隔で環状ゲノムマップが再描画されます。
    • Intervalは目盛間隔を塩基長で設定します。
    • あまり小さい数を設定しない。環状ゲノム塩基長の20分の1以上が適当です。

目盛の開始位置を変更する

環状ゲノムマップは通常ゲノムの第一塩基の位置が12時の位置から描画されます。12時の位置に表示開始するゲノムの塩基番号を変更するには、以下のように操作します。
  1. Start欄に表示対象ゲノムの12時に表示する塩基番号を直接入力します。
  2. Showをクリックします。
    • 変更された塩基番号から再描画されます。

変更したCircular Lane Layout Styleを新規スタイルとして登録する

  1. 同心円レイアウトスタイルを変更した後、New Registrationボタンをクリックします。
  2. Genome Map Layout Styleダイアログが表示されます。
  3. Genome Map Layout Style欄にユニークな名前を入力し、Setをクリックします。
  4. 新規スタイルとして登録されます。

Tips

あるCircular Lane上に指定したフィーチャーキーに属する特定のフィーチャーのみを描画する方法

  1. Circular Lane上の特別に描画したいフィーチャーをDescription WindowあるいはAnnotation Windowを使用して編集します。
  2. Qualifierの/genomemapにチェックします。
  3. Applyをクリックします。
    • 複数のフィーチャーを指定する場合は、この操作をそれぞれのフィーチャー別に繰り返します。
  4. 環状ゲノムマップを起動します。
  5. 対象レーンを選択し、Editをクリックしてそのレーンの編集を行います。
  6. 対象のフィーチャーキーを選択し、さらにgenomemapにチェックします。
  7. Setをクリックします。
  8. Showをクリックします。

2種以上の近縁種の環状ゲノムを1つの環状ゲノムマップ上に描画する方法

たとえば、大腸菌ゲノムとチフス菌ゲノムを同一環状ゲノムマップ上に描画します。
  1. 反応チューブに2種以上の近縁種の環状ゲノム塩基配列をロードします。
  2. 環状ゲノムマップボタンをクリックします。
  3. Addをクリックします。
    • Genome Map Settingダイアログが表示されます。
    • Filename欄をプルダウンするとロードしたゲノム配列ファイル名がリストされています。
    • 最初に大腸菌ファイルを選択します。
  4. Setをクリックします。
  5. Addをクリックします。
    • Genome Map Settingダイアログが表示されます。
    • Filename欄をプルダウンするとロードしたゲノム配列ファイル名がリストされています。
    • 次にチフス菌ファイルを選択します。

多数のゲノムの環状ゲノムマップを同一Layout Styleで素早く描画する方法

  1. 描画対象のゲノムを反応チューブにロードします。
    • 多重環状ゲノムマップを描画する場合は、そのゲノム数分だけロードします。
  2. 環状ゲノムマップボタンをクリックします。
  3. 使用するCircular Layout Styleを選択し、Setボタンをクリックします。
  4. Showボタンをクリックします。
  5. 描画結果を印刷、ファイル保存等します。
  6. 反応チューブのゲノムをRemoveします。
  7. つぎのゲノムファイルをロードします。
  8. Showボタンをクリックします。
    • ロードされたゲノムが同一レイアウトで描画されます。

ゲノム塩基位置に対応する任意の数値列をプロファイルとして表示する方法

  1. あらかじめ、ゲノムの全領域に対応する数値列ファイルを以下のフォーマットで作成しておきます。
  2. Content Map Lane上でImport Mapを選択します。
  3. Refをクリックします。
  4. ファイル選択ボックスから先に準備しておいた数値列ファイルを指定します。
  5. Setをクリックします。
  6. Showをクリックします。

コンテントプロファイルの解像度を変更する方法

  • Sliding WindowのパラメータであるStep Sizeを小さくするとプロファイルの解像度が上がります。
  • しかしこの場合プロファイル計算時間が増加します。

コンテントプロファイルを滑らかに描画する方法

  • Sliding WindowのパラメータであるWindow Sizeを大きくします。するとプロファイルのグラフは滑らかになります。

環状ゲノムマップ全体の印刷解像度を変更する方法

  1. 用紙サイズをできるだけ大きく設定します。
  2. 印刷時にそれを縮小して印刷します。

 

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