Nature Genetics同款弦图:从数据准备到参数复用

当一组表型同时关联多个基因时,表格可以列清楚配对关系,却不容易让读者快速看出哪些节点连接较多、不同类别如何分布。弦图把两类实体排在圆周两侧,用弦表示对应关系,并按节点的类别着色,简洁清晰。适合展示表型与基因、GO term 与基因、细胞类型与 marker 基因等两类实体间的关系。

📖 论文案例

《Nature Genetics》文章 "Genome-wide association study meta-analysis provides insights into the etiology of heart failure and its subtypes" 的 Figure 5 a展示了心力衰竭总体表型与相关表型的遗传共定位。将22个相关表型与42个心衰易感位点连接起来。每条弦表示一个位点与一个表型之间的共定位关系。

▲ 论文 Figure 5a:弦图

图左侧黑色名字为22个表型,右侧红色名字为44个基因名称。小圆圈中的数字表示节点连接数量,弦线颜色对应表型类别。

🛠️ 作图地址

https://www.bioinformatics.com.cn/plot_relationship_circle_chord_diagram

▲ 图1:绘图页面

📋 五步出图:从数据到矢量图

Step 1:准备数据

点击图片上方的「示例数据」可以下载示例数据,使用Excel 查看数据结构。

▲ 图2:示例数据

示例数据包括两部分:

第一部分是连线数据,包括 source 和 target 两列。每一行表示一条关系:source 是起始节点,例如表型;target 是目标节点,例如基因。

第二部分是节点分组数据,包括 source 和 class 两列。source 要与连线数据第一列中的名称一致,class 用来指定起始节点所属的类别,例如心血管相关、代谢相关等。

两列实体可以按研究问题替换。例如,source 是 GO term、target 是基因;或者 source 是细胞类型、target 是 marker 基因。

💡 准备自己的数据时,可以在 Excel 中按示例格式排好,然后复制到网页的两个输入框中。

Step 2:输入检查(重要!)

将数据粘贴到输入框后,先点击「输入检查」。后台会逐行逐列检查数据格式,并提示需要修改的地方。检查通过后继续设置参数。

▲ 图3:载入示例数据


▲ 图4:输入检查结果

💡 如果检查未通过,请根据提示修改数据,重新检查,直到检查通过。

Step 3:设置参数

检查通过后,进入参数设置。

▲ 图5:绘图参数面板

【图片大小】图片宽度和高度决定输出画布的尺寸。主图缩放用于控制圆形主体在画布中的占比,数值越小,四周留白越多,外圈文字也更不容易被截断。使用时可与图片大小一起调整。

【弧线颜色】前6个分组可以分别设置颜色;分组超过6类时,其余类别使用系统默认颜色。

页面还提供三种配色方式:

 ① 颜色集 —— 内置 npg、lancet、aaas、jama、nejm、jco 和 frontiers 七套配色

 ② 随机颜色 —— 每次点击会生成一组新颜色

 ③ 自定义 —— 粘贴以空格分隔的十六进制色号,例如 #E64B35 #4DBBD5 #00A087

【外圈文字颜色】可以分别设置两列实体名称的颜色。示例中,第一列的表型名称为黑色,第二列的基因名称为红色。

【弧线相关】可以设置弦线粗细、bend(弯曲参数)和透明度。关系较多时,可结合预览调整,避免中心区域过于拥挤。

【字体设置】外圈实体名称和小圆圈内数字的字号可以分别调整。字体支持 Times New Roman 和 Arial。

【小圆圈半径】控制节点旁小圆圈的大小,数值越大,圆圈越大。

【起始角度】用于调整整张图在圆周上的角度位置。

Step 4:提交出图

参数设置完成后,点击「提交」按钮,约1s后生成预览图。

▲ 图6:预览图

Step 5:下载与后期编辑

平台支持下载 PDF、SVG、PNG 和 TIFF 四种格式,其中PDF和SVG是矢量图,PNG 为300 dpi,TIFF 为600 dpi。需要移动文字、替换字体或组图时,可以使用Adobe Illustrator 或 Inkscape 编辑保存 PDF 或 SVG。

✍️ 小结

弦图用圆周两侧的节点和中间弦线表示两类实体之间的对应关系,并用颜色区分起始节点的类别。它适合以下场景:

• 展示表型与基因、通路与基因、细胞类型与基因等多对多关系

• 比较不同类别节点的连接数量和分布

整个流程在网页中完成,不需要单独写代码或安装绘图软件。

📌 新增功能

可以从预览图下方的「参数」链接下载 JSON 文件,其中保存了输入数据和绘图设置。

▲ 图7:参数文件

完成一版满意的图后,可以把参数文件,图片,原始数据放在一起保存,下次可以直接导入参数复用。

▲ 图8:导入参数,恢复数据和绘图设置

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