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scikit-bio

数据与分析

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更新于 10-16 05:01

技能介绍

用途:scikit-bio 是面向生物信息学的 Python 库,用于序列操作、比对、系统发育、微生物生态与多元统计分析。

主要能力:

  1. 序列操作:DNA/RNA/Protein 类读写 FASTA、FASTQ、GenBank、EMBL,支持反向互补、转录、翻译、正则查找基序、去 gap、质量分数。
  2. 序列比对:局部比对 local_pairwise_align_ssw、全局比对、可配置打分与 CIGAR,TabularMSA 存储多序列比对并计算 consensus。
  3. 系统发育树:TreeNode 读写 Newick,nj()、upgma() 等建树,剪枝、重根、遍历、patristic/cophenetic 距离、Robinson-Foulds 比较。
  4. 多样性分析:alpha_diversity、beta_diversity 计算 Shannon、Simpson、Faith's PD、Bray-Curtis、Jaccard、UniFrac 等;计数须为整数丰度。
  5. 排序:pcoa、cca、rda 等,结果含特征值与坐标,可写读 OrdinationResults。
  6. 统计检验:permanova、anosim、permdip、mantel、bioenv,基于置换检验。
  7. 文件 I/O:支持 19+ 格式,含 FASTA、FASTQ、GenBank、Clustal、PHYLIP、Stockholm、Newick、BIOM、GFF3 等,大文件可用生成器。
  8. 距离矩阵与生物表:DistanceMatrix、DissimilarityMatrix、Table(BIOM),可与 pandas、numpy、AnnData 互转。
  9. 蛋白嵌入:ProteinEmbedding 支持转距离矩阵、排序与导出。

使用方式:安装命令为 uv pip install scikit-bio。典型流程如微生物组分析:读 BIOM 表 → 计算 α/β 多样性 → PCoA → PERMANOVA;系统发育分析:读序列 → 比对 → 距离矩阵 → 建树 → 系统发育距离。

适用场景:微生物组与群落生态、比较基因组、序列处理与注释、蛋白语言模型嵌入分析。

限制:系统发育指标需树与 OTU ID 映射;PERMANOVA 对离散度敏感,建议配合 PERMDISP;大文件建议用生成器;部分功能依赖 QIIME 2 生态。具体收费、平台与效果资料暂未提供。