用途:在文库制备引入 UMI(唯一分子标识)时,从 FASTQ 中提取 UMI、在比对后去重并按基因/细胞计数分子。
主要能力:umi_tools extract 将 UMI 移至读段头部,支持 bc-pattern 模式(N 为 UMI 碱基、C 为细胞条形码、X 为丢弃碱基、固定锚定序列与正则写法),UMI 可位于 R1、R2、双端或独立 index 读段;支持提取时质量过滤与含 N 碱基过滤。去重 umi_tools dedup 支持 directional、unique、cluster、adjacency、percentile 等方法,支持双端、按基因(--per-gene --gene-tag)、按细胞(--per-cell --cell-tag)去重。count 生成基因×细胞计数表,group 可只分组不去重。
用法要点:典型流程为 extract 提取 UMI → 比对(bwa/STAR/bowtie2)→ samtools sort/index → umi_tools dedup → 计数。去重前必须排序并建索引。示例:umi_tools extract --stdin=R1.fastq.gz --read2-in=R2.fastq.gz --stdout=R1_extracted.fastq.gz --read2-out=R2_extracted.fastq.gz --bc-pattern=NNNNNNNN;umi_tools dedup -I aligned_sorted.bam -S deduplicated.bam --log=dedup.log。10X 3' v3 模式为 CCCCCCCCCCCCCCCCNNNNNNNNNNNN。
适用场景:标准 RNA-seq、单细胞(CellRanger 输出后按 CB/UB 标签去重)、高重复或低多样性数据。
限制:去重需先排序建索引;不同去重方法速度与严格度不同(directional 常用且快,unique 最严,cluster 慢)。fastp 仅能提取 UMI 不能去重。其余未在资料中提供的细节暂未提供。