实验6 基因芯片数据处理分析与GO分析.pdf

实验六: 基因芯片数据处理和分析、GO 分析 实验目的： 1. 学会使用TM4 软件集对芯片数据进行处理和分析，学会使用Cluster 进行聚类分析 3. 学会GO 语义及其相关注释的浏览与有哪些信誉好的足球投注网站，学会使用DAVID 进行基因集功能富集分析 实验内容： 一、基因芯片数据处理和分析 基因芯片或称微阵列（microarray ）能够平行、高通量地检测成千上万基因转录本的表 达水平，应用芯片技术可以比较正常和异常细胞中的表达，帮助识别疾病相关基因和药物作 用靶标，分析复杂疾病的致病机制，也可以揭示基因间的表达调控关系。基因芯片数据处理 包括芯片杂交实验芯片数据采集（扫描）数据基本处理提交数据库生物信息学分析 等步骤，涉及很多不同的实验类型。这里介绍TIGR 中心开发的TM4 软件包，应用MeV 、 Cluster 和TreeView 等软件对相关基因表达谱进行聚类分析和差异表达基因的筛选。 1、芯片数据的获取与处理 芯片杂交试验完成后，借助扫描仪将杂交信号形成TIF 图像，通过图像分析软件从中提 取原始杂交信号强度值，并将其转换成数字文本文件。但是不同扫描仪产生的数据格式不尽 相同，因此，需要对不同平台的数据进行转换和整合。 1.1、ExpressConverter 数据格式转换 TM4 （ ）的ExpressConverter 可将其他格式的数据文件转换为 MEV 格式以供后续分析。由于该软件的运行需要 Java 运行环境支持，故第一次使用之前需要预 先安装Java Runtime Environment （ ）。完成ExpressConverter 安装后，在 开始菜单中找到Expressconverter 并打开，出现软件主界面（Figure 6.1）。 Figure 6.1 ExpressConverter 可以读取Genepix、ImaGene、ScanArray、ArrayVision 、Agilent 、TAV 、 Customized、Gal 等格式的数据并将其转换成TM4 能够使用的MEV 格式。这里以Genepix 文件转换为例，说明ExpressConverter 的使用过程。 （1）在”Input Format”菜单中选择“GenePix”，指定它为读入文件格式。 （2 ）在“File”菜单中选择“Select input files”，选定一个或多个需要转换的GenePix 文件 （扩展名为.gpr）。本例从该软件的默认安装目录下，即C:\ExpressConverter\samples\ 中选择 testdata.gpr 文件（Figure 6.2）。 Figure 6.2 （3 ）在界面下方选择“Integrated”，然后在“File”菜单下选择“Start converting”，开始转 换格式，直到界面下方显示“Converting is successful”，完成转换。此时，在原目录中会出现 文件名相同但扩展名不同的.mev 和.ann 文件，它们可用记事本或Excel （推荐）打开。 .mev 文件包含注释（comments ）和数据（data ），其中以“#”开头的注解部分包括文件版 本号、生成日期、数据的行数等基本信息，数据部分则详细地列出芯片中每个探针的位置、 信号强度等杂交信息（Figure 6.3）。例如，UID 为探针标识号；IA 、IB 分别表示Cy3 （对照） 和Cy5 （样本）的杂交信号强度；R 和C、MR 和MC 、SR 和SC 这三对数值指定了探针在 芯片中的位置；其他各列参数分别反映对照（A ）和样本（B ）的杂交背景、面积、信号强 度的中值等。 Figure 6.3 .ann 文件是一个芯片注释文件，用于存储每个探针的注释信息。其中UID 表示探针的 标识号，R 和C 分别表示探针在芯片中的位置，Name 和ID 分别表示探针所代表的基因名 和检索号（Figure 6.4）。 Figure 6.4 1.2、MIDAS 数据过滤和标准化 芯片杂交试验所产生的原始数据需要对低质量数据作过滤处理，即表达水平是负值或很 小的数据或明显的噪