R語言-GO富集分析的超幾何檢驗和可視化

Gene Ontology

可分為分子功能(Molecular Function),生物過程(biological process)和細胞組成(cellular component)三個部分。蛋白質或者基因可以通過ID對應或者序列注釋的方法找到與之對應的GO號,而GO號可對于到Term,即功能類別或者細胞定位。

?根據挑選出的差異基因,計算這些差異基因同GO 分類中某(幾)個特定的分支的超幾何分布關系,GO 分析會對每個有差異基因存在的GO 返回一個p-value,小的p 值表示差異基因在該GO 中出現了富集。

GO 分析對實驗結果有提示的作用,通過差異基因的GO 分析,可以找到富集差異基因的GO分類條目,尋找不同樣品的差異基因可能和哪些基因功能的改變有關。

上一篇提到的Pathway指代謝通路,對差異基因進行pathway分析,可以了解實驗條件下顯著改變的代謝通路,在機制研究中顯得尤為重要。

GO分析好比是將基因分門別類放入一個個功能類群的籃子,而pathway則是將基因一個個具體放到代謝網絡中的指定位置。

下面我們來總結一下R語言如何做GO分析

1.準備數據,需要導入與基因對應的ENTREIZID的數據框DEG

因此首先你要先準備這個數據框,這里不詳細闡述,可自學ID注釋部分


DEG

首先理解一下即將用到的代碼:

#gene: 通路編號

#"org.Hs.eg.db":OrgDb

#ont: One of "MF", "BP", and "CC" subontologies.

#pvalueCutoff:pvalue的最大值

#pAdjustMethod:多重假設檢驗矯正的方法:"holm", "hochberg", "hommel", "bonferroni", "BH", "BY", "fdr", "none"

#universe: 背景基因-所有測序的基因

#qvalueCutoff: qvalue的最大值

#minGSSize: minimal size of genes annotated by Ontology term for testing.

#maxGSSize: maximal size of genes annotated for testing

#readable: TRUE\FALSE:是否將基因ID轉換為gene symbol

#pool: If ont=’ALL’, whether pool 3 GO sub-ontologies

#細胞組分

erich.go.CC = enrichGO(gene = DEG$ENTREZID,

OrgDb = org.Hs.eg.db,

keyType = "ENTREZID",

pAdjustMethod = "BH",

ont = "CC",

pvalueCutoff = 0.5,

qvalueCutoff = 0.5,

readable=T)

## 畫圖

barplot(erich.go.CC)

ggsave("erich.go.CC.png")



細胞組成

#生物過程

erich.go.BP = enrichGO(gene = DEG$ENTREZID,

OrgDb = org.Hs.eg.db,

keyType = "ENTREZID",

ont = "BP",

pvalueCutoff = 0.5,

qvalueCutoff = 0.5,

readable=T)

##分析完成后,作圖

barplot(erich.go.BP)



生物過程

#分子功能:

ego_MF <- enrichGO(gene = DEG$ENTREZID,

OrgDb= org.Hs.eg.db,

keyType = "ENTREZID",

ont = "MF",

pvalueCutoff = 0.5,

qvalueCutoff = 0.5)

barplot(ego_MF)



分子功能

ALL <- enrichGO(gene=DEG$ENTREZID,

OrgDb=org.Hs.eg.db,

keyType = "ENTREZID",

ont = 'ALL',

pvalueCutoff = 0.5,

pAdjustMethod = "BH",

qvalueCutoff = 0.5,

readable=T)

barplot(ALL)

#BB,CC,MF全部顯示出來

#條形圖

barplot(ALL, split="ONTOLOGY")+ facet_grid(ONTOLOGY~.,scale="free")

#泡泡圖

dotplot(ALL, split="ONTOLOGY")+ facet_grid(ONTOLOGY~.,scale="free")

ALLGO <- as.data.frame(ALL@result)

write.csv(as.data.frame(ALL@result), file="GOALL-ADM.csv",quote=FALSE)





圖形解讀:

#橫坐標是GeneRatio,意思是說輸入進去的基因,它每個term(縱坐標)占整體基因的百分之多少

條形的顏色代表P-value,顏色代表的P值越小,這事就越可信。

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