基因表達(dá)有三種調(diào)控方式，除了看家基因的那種組成型表達(dá)，還有誘導(dǎo)（induction）和阻遏（repression）表達(dá)，如轉(zhuǎn)錄因子對靶基因的調(diào)控、miRNA對靶基因的抑制作用；和協(xié)調(diào)表達(dá)，如功能相關(guān)的一組基因，協(xié)調(diào)一致共同表達(dá)。

　　因此對應(yīng)地，基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)圖也分成兩種類型，一類是有向的網(wǎng)絡(luò)圖，展示的是基因表達(dá)的誘導(dǎo)阻遏調(diào)控方式，表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)圖的邊是有箭頭的或鈍末端的，如下圖：

　　圖1 差異表達(dá)的miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[1]

　　圖中展示了miRNA與靶基因間、以及基因與基因間的調(diào)控關(guān)系。有箭頭的邊代表了促進(jìn)作用，鈍末端的邊代表了miRNA對靶基因的抑制作用。

　　另一類是權(quán)重網(wǎng)絡(luò)圖，展示的是基因間的共表達(dá)關(guān)系以及相關(guān)性強(qiáng)弱關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)圖的邊通常沒有方向，如下圖：

　　圖2 草莓花托發(fā)育相關(guān)基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[2]

　　圖中展示了WGCNA分析中l(wèi)ightyellow模塊中的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。顏色的深淺代表調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中基因的連通性大小。我們從這個(gè)圖中可以清晰地看出位于網(wǎng)絡(luò)圖中心的基因連通性越高。

　　因此，針對這兩種基因表達(dá)調(diào)控關(guān)系，Omicshare Tools在線云平臺(tái)也進(jìn)行了升級，隆重推出有向網(wǎng)絡(luò)圖工具和權(quán)重網(wǎng)絡(luò)圖工具！這次先推出有向網(wǎng)絡(luò)圖，權(quán)重網(wǎng)絡(luò)圖將于下次推出，敬請期待！

　　下面小師妹將以構(gòu)建mRNA-TF-miRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)為例，跟大家說明如何使用OS Tools的有向網(wǎng)絡(luò)圖工具~

　　我們都知道，在生物體內(nèi)，mRNA-TF-miRNA存在著復(fù)雜的相互調(diào)控關(guān)系，如下圖：

　　TF可以調(diào)控mRNA和miRNA的表達(dá)，而miRNA可以抑制mRNA和TF的表達(dá)。我們基于生物信息學(xué)預(yù)測的序列結(jié)合位點(diǎn)可以得出潛在的靶基因調(diào)控關(guān)系，結(jié)合高通量測序結(jié)果或其他生物學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的基因間表達(dá)量相關(guān)性，可以得到mRNA、TF、miRNA三者間的調(diào)控關(guān)系。然后將這些基因與調(diào)控關(guān)系數(shù)據(jù)輸入我們的有向網(wǎng)絡(luò)圖工具，就得到這些基因之間的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)圖啦！

　　步驟

　　01進(jìn)入工具

　　從OS Tools首頁找到“有向網(wǎng)絡(luò)圖”工具，點(diǎn)擊進(jìn)入。進(jìn)入后發(fā)現(xiàn)版面很簡潔，只需要輸入一個(gè)文件：邊界文件，而且邊界文件也只有三列，那是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)圖的樣式修改是在任務(wù)完成后再隨意修改的，后面會(huì)詳細(xì)介紹~

　　02輸入文件準(zhǔn)備

　　需要輸入的文件只有一個(gè)：邊界文件。這個(gè)文件只有三列：調(diào)控基因-調(diào)控關(guān)系-靶基因，也就是對應(yīng)了基因網(wǎng)絡(luò)圖的節(jié)點(diǎn)（調(diào)控元素）和邊（調(diào)控關(guān)系），格式如下：

　　其中，第一列為調(diào)控基因，第二列為調(diào)控關(guān)系分組，第三列為靶基因。分組是為了方便后續(xù)對整組調(diào)控關(guān)系的邊進(jìn)行樣式調(diào)整。比如這里，我設(shè)置了兩組，其中“1”代表促進(jìn)，“2”代表抑制，那么后續(xù)我可以選擇對“1”這一組調(diào)控關(guān)系的邊全部改為箭頭，對“2”這一組調(diào)控關(guān)系的邊全部改為鈍末端。

　　這里分多少組、組名都是可以自定義的。第一列和第三列的基因之間的調(diào)控關(guān)系是有向的，一定是第一列的基因調(diào)控第三列的基因。比如第二行，表示GATA1對EPB41有促進(jìn)作用。如果反過來EPB41對GATA1也有促進(jìn)作用，則需要另寫一行，EPB41在第一列，GATA1在第三列。

　　需要注意的是，這個(gè)表必須要有表頭，表頭命名可以自定義。如果沒有表頭，系統(tǒng)就會(huì)把第一行默認(rèn)為表頭的。

　　03提交任務(wù)、查看結(jié)果

　　輸入邊界文件后，就可以提交任務(wù)了。任務(wù)是瞬間完成的~點(diǎn)擊“結(jié)果預(yù)覽”，即可跳到網(wǎng)絡(luò)圖樣式調(diào)整界面：

　　可以看到，初步得到的網(wǎng)絡(luò)圖猶如沒有穿衣服，丑的很??！這需要你們來慢慢調(diào)整樣式直到得到自己滿意的圖形為止~這一步與cytoscape相似，但是要比cytoscape容易上手，而且一般的功能都具備了，是不是很強(qiáng)大~

　　04網(wǎng)絡(luò)圖樣式調(diào)整

　　接著就對得到的網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行樣式的調(diào)整，表現(xiàn)各種基因調(diào)控關(guān)系?？梢赃M(jìn)行全局樣式調(diào)整、整組邊界的樣式調(diào)整、結(jié)點(diǎn)分組設(shè)置，也可以單擊某個(gè)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行單個(gè)結(jié)點(diǎn)的樣式調(diào)整。

　　1.設(shè)置結(jié)點(diǎn)樣式

　　我的數(shù)據(jù)里有mRNA、TF、miRNA，我想mRNA設(shè)置為藍(lán)色圓形、TF設(shè)置為綠色菱形、miRNA設(shè)置為紅色三角形。我們可以先選擇“source”或“target”對整組結(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，個(gè)別的結(jié)點(diǎn)可以雙擊該結(jié)點(diǎn)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置。

　　對source和target兩組結(jié)點(diǎn)進(jìn)行樣式調(diào)整后，由于有好多基因既是source又是target，所以我們需要單獨(dú)對這些基因進(jìn)行樣式調(diào)整。雙擊某個(gè)結(jié)點(diǎn)，鼠標(biāo)往下拉，可以看到右邊的“單獨(dú)結(jié)點(diǎn)設(shè)置”：

　　總結(jié)：對結(jié)點(diǎn)的設(shè)置可以分組設(shè)置，也可單獨(dú)設(shè)置。可調(diào)整的樣式有：結(jié)點(diǎn)形狀、大小、顏色、透明度、邊框粗細(xì)、邊框顏色。