用途:deepTools 是面向高通量测序(NGS)数据的 Python 命令行工具套件,用于质控、标准化、样本比较与可视化,覆盖 ChIP-seq、RNA-seq、ATAC-seq、MNase-seq 等实验。
主要能力:将 BAM 比对转换为标准化覆盖轨道(bigWig/bedGraph);质控评估(指纹、相关性、覆盖度);样本比较与相关性分析;围绕基因组特征生成热图与剖面图;富集分析与 peak 区域可视化。
安装:可选用 uv 建立虚拟环境并安装 deepTools 4.0.0:uv venv --python 3.13 .venv-deeptools;uv pip install --python .venv-deeptools/bin/python deepTools==4.0.0;source .venv-deeptools/bin/activate;bamCoverage --version。上游建议在共享 HPC 上用 conda/bioconda 解决依赖:conda create -n deeptools -c conda-forge -c bioconda python=3.13 deeptools=4.0.0 samtools。
使用方式:先验证输入文件,python scripts/validate_files.py --bam sample1.bam sample2.bam --bed regions.bed;再用工作流生成器创建脚本,如 python scripts/workflow_generator.py chipseq_qc -o qc_workflow.sh --input-bam Input.bam --chip-bams "ChIP1.bam ChIP2.bam",随后 chmod +x 并运行。常用操作为 bamCoverage 转 bigWig、bamCompare 比较样本、plotFingerprint 检查富集、multiBamSummary 与 plotCorrelation 做多样本相关、computeMatrix 配合 plotHeatmap 出热图。标准化选择:ChIP-seq 覆盖用 RPGC 或 CPM;ChIP-seq 比较用 bamCompare 的 log2 与 readCount;RNA-seq bins 用 CPM;ATAC-seq 用 CPM。RPGC 需 --effectiveGenomeSize,资料给出人类 GRCh38 为 2913022398、小鼠 GRCm39 为 2654621783 等示例值,使用前应核对实际 FASTA、contig 集与比对过滤策略。
适用场景:ChIP-seq 质控与完整分析、RNA-seq 覆盖度、ATAC-seq 分析(alignmentSieve --ATACshift 获得移位比对)、多样本比较与 peak 区域分析。
限制与注意:4.0 重写的五个命令使用 Rust;bamCoverage、bamCompare、multiBamSummary 不再接受 --ignoreDuplicates,需先标记重复再使用 --samFlagExclude 1024;bamCompare 不再接受 SES;--exactScaling 已移除。RNA-seq 不应延伸 reads;ATAC-seq 的 RPGC 在 4.0.0 对移位 BAM 无延伸会失败。BPM 在 4.0.0 Rust 实现中等同 CPM,不应视为基因 TPM。内存受限可按染色体用 --region 处理,bigWig 优于 bedGraph。其他收费、价格与平台信息暂未提供。