之前搜集免費(fèi)生物AI插圖時(shí)簡(jiǎn)單提到了通路數(shù)據(jù)庫(kù)Reactome（https://reactome.org/）， 那些精美的生物插圖只能算是該數(shù)據(jù)庫(kù)附贈(zèng)的小禮品，他的主要功能還是作為一個(gè)開源的通路數(shù)據(jù)庫(kù)，為相關(guān)領(lǐng)域的研究者提供直觀的可視化生物信息學(xué)工具。在一定程度上，可以替代收費(fèi)的KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)，而且拓展出很多新的通路。

目前該庫(kù)覆蓋了19個(gè)物種的通路研究，包括經(jīng)典的代謝通路、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控、細(xì)胞凋亡與疾病。數(shù)據(jù)庫(kù)引用了100多個(gè)不同的在線生物信息學(xué)資源庫(kù)，包括NCBI、Ensembl、UniProt、UCSC基因組瀏覽器、ChEBI小分子數(shù)據(jù)庫(kù)和PubMed文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)等。（具體見下圖和表）

SPECIESPROTEINSCOMPLEXESREACTIONSPATHWAYS

D. discoideum	2174	1932	1766	848
P. falciparum	772	731	613	470
S. pombe	1465	1473	1230	673
S. cerevisiae	1652	2160	1878	834
C. elegans	5088	3360	2829	1137
S. scrofa	18418	8405	7335	1602
B. taurus	9905	8492	7363	1606
C. familiaris	11153	8225	7093	1599
M. musculus	12769	9560	8331	1620
R. norvegicus	11754	8682	7498	1606
*H. sapiens	10763	11674	11896	2222
G. gallus	12305	7462	6420	1631
T. guttata	7394	6350	5354	1500
X. tropicalis	9363	7434	6390	1562
D. rerio	14261	7362	6286	1561
D. melanogaster	9959	4806	4023	1391
A. thaliana	6522	1901	1729	790
O. sativa	13433	1835	1677	786
M. tuberculosis	13	47	39	12

Pathway Browser

現(xiàn)在就來(lái)體驗(yàn)一下！在首頁(yè)點(diǎn)擊Pathway Browser進(jìn)行通路檢索。

界面介紹

• 標(biāo)記1處選擇物種；

• 標(biāo)記2處可以按照不同的生物功能來(lái)檢索自己所需要的通路；

• 標(biāo)記3處的大框是不同的生物反應(yīng)按照模塊劃分組成的多個(gè)煙花狀的有向無(wú)環(huán)圖；

1 ）在此方框中，結(jié)合滾輪可以放大縮小通路圖；

2） 也可以通過(guò)右下角的操作按鈕來(lái)放大縮小通路圖，通過(guò)方向按鈕調(diào)節(jié)整個(gè)畫面；

3）右上角可將當(dāng)前畫面下載成PNG或者PPTX(你和PPT高手之間，就只差一個(gè)iSlide)的格式；

4） 網(wǎng)頁(yè)右側(cè)還有半隱藏的一個(gè)工具，鼠標(biāo)放上會(huì)彈出，在這里可以修改通路圖的背景色等；

• 標(biāo)記4處是對(duì)當(dāng)前所選通路的描述、參與該通路的所有分子、通路中相關(guān)基因的表達(dá)等；

可以通過(guò)特定關(guān)鍵詞（比如基因、小分子、代謝產(chǎn)物）檢索相關(guān)通路，這里以Developmental Biology為例，直接在左側(cè)點(diǎn)擊即可。

Pathway通路都是一層層往下遞進(jìn)的，最高層的通路含有太多路徑，無(wú)法單個(gè)詳細(xì)顯示。從而該數(shù)據(jù)庫(kù)以形象生動(dòng)的圖形化方式將Developmental Biology通路下9個(gè)子通路簡(jiǎn)潔地展現(xiàn)出來(lái)。

剛剛所說(shuō)的標(biāo)記3的展示框中，點(diǎn)擊左上角第三個(gè)圖標(biāo)可以切換pathway overview和open pathway diagram兩種視圖效果。點(diǎn)擊一下，便可以切換到煙花狀的有向無(wú)循環(huán)圖形式。

根據(jù)自己的研究選擇感興趣的通路，在此我們以HOX基因在后腦發(fā)育的早期胚胎發(fā)生過(guò)程中的激活為例。

在Activation of anterior HOX genes in hindbrain developmentduring early embryogenesis通路中有許多關(guān)鍵的反應(yīng)，點(diǎn)擊一個(gè)感興趣的，視圖界面跳轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)的通路圖。

Details Panel

Discrimination

此部分是對(duì)選定通路的概述、研究進(jìn)展和重要發(fā)現(xiàn)，參考資料和作者信息等。

Molecules

展示了通路中包含的所有分子，包括化學(xué)成分、蛋白、基因。點(diǎn)擊右側(cè)+，將詳細(xì)條目展示出來(lái)，點(diǎn)擊藍(lán)色編號(hào)將跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)的其它數(shù)據(jù)庫(kù)。點(diǎn)擊Download可將數(shù)據(jù)下載下來(lái)。

Structures

對(duì)于一個(gè)反應(yīng)，此處展示的結(jié)構(gòu)圖來(lái)自Rhea數(shù)據(jù)庫(kù)；對(duì)于簡(jiǎn)單的分子，展示的結(jié)構(gòu)圖來(lái)自ChEBI；而若是一個(gè)含蛋白質(zhì)的通路，則顯示來(lái)自PDBe的蛋白3D結(jié)構(gòu)。

Expression

此部分展示參與上面所選通路的所有基因表達(dá)情況，表達(dá)數(shù)據(jù)來(lái)自基因表達(dá)圖譜。可點(diǎn)擊download下載基因表達(dá)數(shù)據(jù)以進(jìn)行后續(xù)的個(gè)性化分析。

Analyze Data

該數(shù)據(jù)庫(kù)除了可以檢索通路外，在首頁(yè)點(diǎn)擊Analyze Data，還可進(jìn)行基因分析。

該工具支持兩種類型的分析，第一種是分析一系列基因涉及到哪些具體的通路，另外一種是對(duì)比物種間的通路差異。兩種分析顯示的方式相同，都通過(guò)對(duì)通路標(biāo)黃來(lái)顯示（顏色可自行調(diào)整）。這里我們利用數(shù)據(jù)庫(kù)中提供的數(shù)據(jù)查看了某一些基因的通路，結(jié)果如圖所示。

Cytoscape里reactomeFIPlugIn 插件使用

Cytoscape是一個(gè)功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)互作分析工具，之前有介紹。在騰訊課堂 （https://bioinfo.ke.qq.com）有免費(fèi)視頻可看。

• Cytoscape教程1
• Cytoscape之操作界面介紹
• 新出爐的Cytoscape視頻教程

在Apps里有眾多的插件工具用來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的分析功能，同時(shí)還能與很多數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，直接在電腦本地調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，可以說(shuō)是非常的方便啦！

下面介紹的reactomeFIPlugIn插件便可以實(shí)現(xiàn)利用cytoscape在本地調(diào)用reactome數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，讓用戶輕松在軟件中進(jìn)行各種分析。

1. 首先按照下圖所示步驟選擇Apps下的App Manager，在Search框中輸入插件名，點(diǎn)擊Install安裝reactomeFIPlugIn

2. 安裝好的插件將保存在Apps下，在工具欄依次點(diǎn)擊Apps/Reactome FI/Reactome Pathways，cytoscape將通過(guò)網(wǎng)絡(luò)加載Reactome數(shù)據(jù)庫(kù)中的通路信息（https://reactome.org/PathwayBrowser/），加載完成后各通路將顯示在左側(cè)Control Panel處。

3. 選擇感興趣的Pathway，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選擇View Reactome Source，可以查看該通路在Reactome中的詳情注釋；或者選擇View in Reactome將跳轉(zhuǎn)至Reactome網(wǎng)頁(yè)查看詳情。

4. 在上述右鍵彈出菜單中選擇Search，輸入想查找的Pathway，查找到的Pathway將以藍(lán)色背景凸顯。

5. 在鼠標(biāo)右鍵彈出的菜單欄中選擇View in Diagram或Show Diagram

Show Diagram：如果選定的路徑有自己的路徑圖，可以在彈出菜單中選擇Show Diagram，將其路徑圖顯示在Cytoscape中央。

View in Diagram：如果選定的路徑布局為較大的路徑中的子路徑，則可以在彈出菜單中選擇View in Diagram查看通路圖。打開圖表后，所選路徑包含的反應(yīng)將以藍(lán)色突出顯示。

6. 在Cytoscape中央通路圖的空白區(qū)域點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇彈出菜單中的Convert to FI Network，可以將通路圖轉(zhuǎn)換成功能互作網(wǎng)絡(luò)圖，原始的通路圖將在cytoscape的左下角顯示。

7. 鼠標(biāo)右鍵在跳出的菜單欄中選擇Analyze Pathway Enrichment可進(jìn)行Pathway富集分析，此時(shí)會(huì)彈出一個(gè)框，要求選擇上傳一個(gè)基因集文件。該文件可以是一下三種格式中的任一一種：1）每行一個(gè)基因；2）所有基因以逗號(hào)分隔放在一行；3）所有基因以制表符分隔放置在一行。

1）基因富集的通路根據(jù)FDR值以不同的顏色背景凸顯；

2）基因富集的通路信息在Table Panel中展示；

3）使用View in Diagram或Show Diagram在通路圖查看命中的pathway，并可以在通路圖結(jié)果展示面板中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵后，選擇Export Annotations將當(dāng)前通路圖保存下來(lái)。

后面的皆可以參考https://bioinfo.ke.qq.com免費(fèi)視頻中Cytoscape的使用來(lái)把基因表達(dá)信息或修飾信息映射到網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行更多展示了。

• GO、GSEA富集分析一網(wǎng)打進(jìn)
• GSEA富集分析 - 界面操作
• Bedtools使用簡(jiǎn)介
• OrthoMCL鑒定物種同源基因 （安裝+使用）
• Rfam 12.0+本地使用 （最新版教程）
• 輕松繪制各種Venn圖
• ETE構(gòu)建、繪制進(jìn)化樹
• psRobot：植物小RNA分析系統(tǒng)
• 生信軟件系列 - NCBI使用
• 去東方，最好用的在線GO富集分析工具
• 2018 升級(jí)版Motif數(shù)據(jù)庫(kù)Jaspar
• 一文教會(huì)你查找基因的啟動(dòng)子、UTR、TSS等區(qū)域以及預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)
• 拿到基因兩眼一抹黑？沒(méi)關(guān)系，先做個(gè)基因富集分析吧！
• 科研小萌新，掌握這些技巧，輕松玩轉(zhuǎn)各個(gè)基因！
• 引起相變的無(wú)序結(jié)構(gòu)域（IDRs）怎么預(yù)測(cè)？跟蹤熱點(diǎn)，提升文章檔次！
• 如果你經(jīng)常用PubMed，那么這個(gè)插件將非常好用！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的没钱买KEGG怎么办？REACTOME开源通路更强大的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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