如何理解BAM文件的flags

每次遇到BAM文件flag值都有一些困惑,時間越久越迷惑。
在此,針對BAM文件中的flag信息進行梳理和解釋:

記錄于BAM文件的第2列,以bwa軟件比對結果為例

可以使用samtools查詢:
samtools view test.bam | cut -f2 | uniq

1024
1040
1089
1097
1105
1107
1121
1123
113
1137
1145
1153
1161
1169
117
1171
1185
1187
1201
1209
121
129
133
137
145
147
16
161
163
177
181
185
65
69
73
81
83
97
99

問題來了,這些數字的意義是什么呢?
首先可以參考SAM/BAM文件的解釋文檔:
http://samtools.sourceforge.net/SAMv1.pdf
其中,對于FLAG有如下說明:
FLAG: bitwise FLAG. Each bit is explained in the following table:

| Bit | Description |
| 0x1 | template having multiple segments in sequencing |
| 0x2 | each segment properly aligned according to the aligner |
| 0x4 | segment unmapped |
| 0x8 | next segment in the template unmapped |
| 0x10 | SEQ being reverse complemented |
| 0x20 | SEQ of the next segment in the template being reversed |
| 0x40 | the first segment in the template |
| 0x80 | the last segment in the template |
| 0x100 | secondary alignment |
| 0x200 | not passing quality controls |
| 0x400 | PCR or optical duplicate |
| 0x800 | supplementary alignment |

上述0x1, 0x2, …是十六進制的數值與十進制的數字截然不同。

對應的十進制數值描述如下:

| 十進制 | 描述 |
| 1 | template having multiple segments in sequencing |
| 2 | each segment properly aligned according to the aligner |
| 4 | segment unmapped |
| 8 | next segment in the template unmapped |
| 16 | SEQ being reverse complemented |
| 32 | SEQ of the next segment in the template being reversed |
| 64 | the first segment in the template |
| 128 | the last segment in the template |
| 256 | secondary alignment |
| 512 | not passing quality controls |
| 1024 | PCR or optical duplicate |
| 2048 | supplementary alignment |

回過頭來看,比如16和1024分別是比對到互補鏈的片段,對于1024指的是PCR重復片段。

那其他數字的含義呢,他們只是簡單數字組合而已,例如:1040是1024 + 16,Read比對到反義鏈且是一個PCR重復,簡單的數字相加而已。

也可以借助flag解釋鏈接來解析上述數字的含義,如把1040輸入到該網站會返回:
“read reverse strand”和“read is PCR or optical duplicate”。

不過,SAM說明文檔中FLAG的代號均使用按位符號顯示。bit是信息的基本單元且只有2個數值,1和0。
這誰能搞的懂啊?!

直接用linux bc轉換吧:

#bam flag 1040
echo 'obase=2;1040' | bc
10000010000

按下表對10000010000從右到左依次讀取:


圖片.png

故BAM flag轉換為元字符,輕松獲取各種類型BAM flag值背后的信息。

參考資料
https://davetang.org/muse/2014/03/06/understanding-bam-flags/

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