MotifStack：多motif序列比较和可视化

最近大量跑chip-seq，看到一篇2016Cell的文章《Cistrome and Epicistrome Features Shape the Regulatory DNA Landscape》感觉图3好惊艳。

找了下材料和方法，发现是一个叫MotifStack（http://www./packages/release/bioc/html/motifStack.html）的包画的。

什么是motif？

Motif是在生物学中是一个基于数据的数学统计模型，典型的是一段sequence也可以是一个结构。如转录因子倾向于结合某些特定的序列。把这个R包和数据下载下来自己画一下，它motif的测试数据是pcm格式的文本。MotifStack 还有一些motif格式转换的函数。（Cell重磅综述：关于人类转录因子，你想知道的都在这）

motif的格式是什么？

Chip-seq鉴定出的motif，是一个ATCG的序列矩阵。对于这个字母矩阵，目前主流Motif的序列格式主要有JASPAR\MEME\RAW PFM。此外JASPAR数据库 (http://jaspar./) 提供了转录因子与DNA结合位点motif最全面的公开数据，共收集了脊椎动物、植物、昆虫、线虫、真菌和尾索动物六大类不同类生物的数据 （AnimalTFDB 动物转录因子注释和预测的综合资源库）。

1 Single motif log

pcm <> read.table('/Users/zt/learn/软件包/motifStack/test_data/bin_SOLEXA.pcm',header = F)

# 创造Motif对象

pcm <> pcm[,3:ncol(pcm)]

rownames(pcm) <> c('A','C','G','T')

motif <> new('pcm', mat=as.matrix(pcm), name='bin_SOLEXA')

opar<>par(mfrow=c(4,1))

plot(motif)

#plot the logo with same height

plot(motif, ic.scale=FALSE, ylab='probability')

#try a different font

plot(motif, font='mono,Courier')

#try a different font and a different color group

motif@color <> colorset(colorScheme='basepairing')

plot(motif,font='Times')

2 Affinity motif log

需要画出双链。

motif<>matrix(
  c(
    .846, .631, .593, .000, .000, .000, .434, .410, 1.00, .655, .284, .000, .000, .771, .640, .961,
    .625, .679, .773, 1.00, 1.00, .000, .573, .238, .397, 1.00, 1.00, .000, .298, 1.00, 1.00, .996,
    1.00, 1.00, 1.00, .228, .000, 1.00, 1.00, .597, .622, .630, .000, 1.00, 1.00, .871, .617, 1.00,
    .701, .513, .658, .000, .000, .247, .542, 1.00, .718, .686, .000, .000, .000, .595, .437, .970
  ), nrow=4, byrow = TRUE)
rownames(motif) <> c('A', 'C', 'G', 'T')
motif<>new('psam', mat=motif, name='affinity logo')
plot(motif)

3 Stacked motif

当要画多个motif以堆积起来，对不同的motif进行距离计算构建进化树。导入的数据文件是单个motif一个pcm文件，通过file.path命令读取整个目录

motifs<>importMatrix(dir(file.path('/Users/zt/learn/软件包/motifStack/test_data'),'pcm$', full.names = TRUE))

motifStack(motifs, layout='stack', ncex=1.0)

# 建立进化树

motifStack(motifs, layout='tree')

4  Circle Motif

4 Circle motif

设置layout的格式，可以设置成环形，有点像circles

motifStack(motifs, layout='radialPhylog',

          circle=0.5, cleaves = 0.3,

           clabel.leaves = 0.3,

          col.bg=rep(color, each=5), col.bg.alpha=0.3,

           col.leaves=rep(color, each=5),

          col.inner.label.circle=rep(color, each=5),

           inner.label.circle.width=0.05,

          col.outer.label.circle=rep(color, each=5),

           outer.label.circle.width=0.1,

          circle.motif=1.2,

           angle=350)