Ribo测序翻译效率计算及可视化

一、翻译效率计算

(1)准备文件:

转录组和翻译组测序的表达量表(经过标准化的TPM/FPKM)矩阵如图

(2)实现代码 

## get TPM值
import pandas as pd
import numpy as np
import sys 
tpm = sys.argv[1]  ##输入TPM表达量表  如TPM.gene.xls
outfile = sys.argv[2]  ##输出文件名字,如TE.xls

df = pd.read_csv(tpm, index_col=0, sep="\t")
rna_cols = [col for col in df.columns if  'RNA' in col]
ribo_cols = [col for col in df.columns if 'Ribo' in col]

##配对列名去除前缀
def get_suffix(col):
    return "_".join(col.split("_")[1:])

pairs_name = []

for rna_col in rna_cols:
    suffix = get_suffix(rna_col)
    ribo_col = "Ribo_" + suffix
    if ribo_col in ribo_cols:
        pairs_name.append((rna_col, ribo_col))

##创建TE的数据框
te_df = pd.DataFrame(index=df.index)
for rna, ribo in pairs_name:
    te_name = get_suffix(ribo)
    te_df[te_name] = df[ribo]/df[rna].replace(0, np.nan)

##保存
在处理Ribo-seq(核糖体印记测序)数据时,计算每百万读数映射(Reads Per Million mapped reads, RPM)是一种常见的标准化方法。该值用于消除测序深度对基因表达量估计的影响,使得不同样本之间的数据具有可比性。 ### 计算RPM的基本步骤如下: 1. **统计总映射读数**:首先需要获取每个样本中成功映射到参考基因转录组的总读数数目。通常这一步可以通过使用工具如`samtools flagstat`来完成,它会输出关于BAM文件中读数映射情况的统计数据,包括总的映射读数。 2. **计算每个基因或区域的读数**:使用工具如`featureCounts`、`HTSeq`或者`bedtools`等对每个基因或感兴趣的区域进行读数计数,得到每个基因或区域的原始读数计数。 3. **标准化为RPM**:对于每一个基因或区域,其RPM值可以通过以下公式计算: $$ \text{RPM} = \frac{\text{基因的读数计数}}{\text{总映射读数(以百万为单位)}} $$ 其中,总映射读数应转换为百万单位,即除以1,000,000。 例如,如果一个基因有500个读数,并且总映射读数是20,000,000,则RPM值为: $$ \text{RPM} = \frac{500}{20,000,000 / 1,000,000} = \frac{500}{20} = 25 $$ 这意味着该基因每百万映射读数中有25个读数[^1]。 ### 示例代码 下面是一个简单的Python脚本示例,用来计算给定基因读数总映射读数的RPM值: ```python def calculate_rpm(gene_reads, total_mapped_reads): """ Calculate RPM value for a gene. :param gene_reads: Number of reads mapped to the gene. :param total_mapped_reads: Total number of mapped reads in the sample. :return: RPM value. """ rpm = gene_reads / (total_mapped_reads / 1e6) return rpm # Example usage: gene_reads_example = 500 total_mapped_reads_example = 20_000_000 rpm_value = calculate_rpm(gene_reads_example, total_mapped_reads_example) print(f"The RPM value is {rpm_value}") ``` 这段代码定义了一个函数`calculate_rpm`,它接受两个参数:基因的读数计数总映射读数,然后返回计算出的RPM值。 通过这样的计算,可以有效地对Ribo-seq数据进行标准化处理,以便于后续的分析比较。
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