样本与抗性基因Circos图片解读

背景

高分文章的图片看不懂?高分文章的图片好好看
这里对文章中常见的花里胡哨的Circos图进行仔细解读,希望开拓大家对高分文章中图片解读的思路,抛砖引玉一下啦~

图片绘制

这篇主要讲解解读的方法,绘制这里将的简单一点~
做图数据:

Sample ZC011 ZC012 ZC013 YX031 YX032 YX033 fModel1 fModel2 fModel3 fSABP1 fSABP2 fSABP3 fSDNVig1 fSDNVig2 fSDNVig3 fSDNViv1 fSDNViv2 fSDNViv3
vanT_gene_in_vanG_cluster 204 295 280 271 257 268 256 231 267 271 250 265 264 287 251 277 293 249
adeF 124 135 244 252 118 183 170 127 158 111 142 150 211 201 185 170 159 178
tet(Q) 47 56 86 70 64 84 99 79 133 73 101 69 96 98 101 126 103 78
vanW_gene_in_vanI_cluster 81 120 32 12 72 56 68 130 29 34 57 28 48 20 38 30 60 65
vanY_gene_in_vanB_cluster 52 81 27 11 61 31 33 104 18 13 54 119 69 85 26 93 24 62
nimJ 26 36 28 20 44 46 36 23 57 17 58 79 56 89 20 73 10 50
vanG 43 56 22 17 54 29 55 54 76 21 63 82 55 67 26 60 31 83
vanY_gene_in_vanF_cluster 3 6 1 3 3 4 44 18 69 3 31 9 23 21 4 8 64
vanY_gene_in_vanA_cluster 4 10 5 9 19 8 2 4 8 1 17 50 22 35 13 36 18
vanXY_gene_in_vanG_cluster 29 47 19 3 26 16 22 38 7 7 18 6 14 3 17 7 13 26

karyotype.txt 文件配置

#karyotype.txt 文件配置
| chr | - | Feature               | Feature               | Start | End  | Color          |
|-----|---|-----------------------|-----------------------|-------|------|----------------|
| chr | - | fSDNVig2              | fSDNVig2              | 0     | 906  | 240,248,255    |
| chr | - | fSDNViv1              | fSDNViv1              | 0     | 880  | 250,235,215    |
| chr | - | fSDNViv3              | fSDNViv3              | 0     | 873  | 0,255,255      |
| chr | - | fSDNVig1              | fSDNVig1              | 0     | 858  | 127,255,212    |
| chr | - | fSABP3                | fSABP3                | 0     | 857  | 240,255,255    |
| chr | - | ZC012                 | ZC012                 | 0     | 842  | 245,245,220    |
| chr | - | fModel3               | fModel3               | 0     | 822  | 255,228,196    |
| chr | - | fModel2               | fModel2               | 0     | 808  | 0,0,0          |
| chr | - | fSABP2                | fSABP2                | 0     | 791  | 255,235,205    |
| chr | - | fModel1               | fModel1               | 0     | 785  | 0,0,255        |
| chr | - | ZC013                 | ZC013                 | 0     | 744  | 138,43,226     |
| chr | - | YX033                 | YX033                 | 0     | 725  | 165,42,42      |
| chr | - | YX032                 | YX032                 | 0     | 718  | 222,184,135    |
| chr | - | fSDNViv2              | fSDNViv2              | 0     | 703  | 95,158,160     |
| chr | - | fSDNVig3              | fSDNVig3              | 0     | 681  | 127,255,0      |
| chr | - | YX031                 | YX031                 | 0     | 668  | 210,105,30     |
| chr | - | ZC011                 | ZC011                 | 0     | 613  | 255,127,80     |
| chr | - | fSABP1                | fSABP1                | 0     | 551  | 255,182,193    |
| chr | - | vanT_gene_in_vanG_cluster | vanT_gene_in_vanG_cluster | 0     | 4736 | 255,160,122    |
| chr | - | adeF                  | adeF                  | 0     | 3018 | 32,178,170     |
| chr | - | tetQ                  | tetQ                  | 0     | 1563 | 135,206,250    |
| chr | - | vanW_gene_in_vanI_cluster | vanW_gene_in_vanI_cluster | 0     | 980  | 119,136,153    |
| chr | - | vanY_gene_in_vanB_cluster | vanY_gene_in_vanB_cluster | 0     | 963  | 119,136,153    |
| chr | - | vanG                  | vanG                  | 0     | 894  | 176,196,222    |
| chr | - | nimJ                  | nimJ                  | 0     | 768  | 255,255,224    |
| chr | - | vanY_gene_in_vanF_cluster | vanY_gene_in_vanF_cluster | 0     | 321  | 0,255,0        |
| chr | - | vanXY_gene_in_vanG_cluster | vanXY_gene_in_vanG_cluster | 0     | 318  | 50,205,50      |
| chr | - | vanY_gene_in_vanA_cluster | vanY_gene_in_vanA_cluster | 0     | 264  | 250,240,230    |

使用circos软件进行绘图。

结果解读

以下面这张样本与抗性基因之间的Circos图为例进行解读:


circos.overview.png

概况:
这个 Circos 图展示了样本与抗性基因(CARD,Comprehensive Antibiotic Resistance Database)之间的关联,帮助我们理解基因组中抗性基因的分布和相互作用。
见到复杂的图片先不要蒙,每一部分慢慢看。

外环:
外环显示了样本中不同的抗性基因或基因簇,每个扇区代表一个不同的抗性基因或功能基因簇。比如标记的 vanY_gene_in_vanA_cluster、ISABlP2 和 mModel 等,这些都是与抗生素耐药性相关的基因簇。外环中标注的名称帮助我们定位样本中检测到的不同抗性基因。

柱状图部分:
图中某些抗性基因的外部有类似于柱状图的条形图。这些柱状图的高度通常代表该基因或基因簇在样本中的相对丰度。

丰度解释:
柱状图越高,说明该基因在样本中的丰度越高,可能表示该抗性基因在微生物群落中占据重要地位。例如,如果 vanY_gene_in_vanA_cluster 旁边的柱状图很高,意味着该基因簇在样本中具有较高的相对丰度,提示存在对万古霉素抗性的显著菌株。

颜色编码:
柱状图的颜色与抗性基因的类别一致,用于区分不同的基因簇。不同的颜色代表不同类别的抗性基因,如β-内酰胺类抗性基因或转座酶相关基因。

内环的连接线:
内环的连接线展示了样本基因组区域与这些抗性基因簇之间的相互关联。这些关联线根据不同的颜色区分不同的抗性基因簇之间的关联。例如,图中橙色和蓝色的连接线展示了样本中不同区域与抗性基因的匹配,显示了基因之间的协同作用或共存。

连接线的宽度与颜色:
较粗的连接线表示更强的关联,可能指示样本中与抗性基因之间的更高序列相似度或更频繁的交互。较细的连接线则可能代表较弱的关联或稀有的基因匹配。

抗性基因的分布与交互:
通过该 Circos 图,可以观察到样本中的多个抗性基因簇如何相互作用。例如,ISABlP2 旁边的连接线与多个其他抗性基因簇相连,可能意味着转座酶在耐药性基因传播中的重要作用。基因之间的连接展示了基因重组或耐药性基因共存的可能性。

整体解读与分析:
抗性基因的多样性:图中不同颜色的扇区代表了样本中多个抗性基因簇,表明样本中抗性基因种类繁多。

相对丰度的比较:
通过柱状图,可以比较不同抗性基因的丰度,确定样本中哪些抗性基因占据主导地位,哪些可能是较少见的抗性基因。

基因之间的关联:
通过内环的连接线,可以确定哪些抗性基因簇之间存在潜在的关联,可能暗示它们在同一细菌群体中共同作用或通过基因水平转移传播。

进一步的结论:
这张 Circos 图展示了样本中多种抗性基因的复杂相互作用和相对丰度,帮助研究者了解样本中哪些耐药基因簇是主导的,并提供了基因间可能的关联和耐药机制的信息。如果这些数据来自临床或环境样本,研究者可以根据这些信息进一步分析抗性基因的传播模式以及耐药性菌株的潜在威胁。

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