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使用STRING网站和Cytoscape软件制作蛋白互作网络图(PPI)

之前小编为大家推送了利用DAVID网站进行差异基因的GO和KEGG分析,而基因功能注释后就可以寻找蛋白表达之间的关系了,在生信分析中,常常会使用STRING网站+Cytoscape软件来制作蛋白互作网络图(PPI)。今天小编奉上一部PPI制作教程,让我们一起细细咀嚼吧!

首先我们进入STRING网站的官网(网址为https://string-db.org/),界面很简单明了,左侧一栏是网站的输入方式,右侧一栏是我们的蛋白输入框。通常我们在做PPI时选择输入方式是“Multiple proteins”,即多个蛋白的输入。

选择好蛋白的输入方式后,输入一列差异基因,STRING网站对基因的限制条件是不超过2000个基因,格式也是每行一个基因名(或者说是蛋白名字吧,总之就是差异基因所表达的蛋白)。简而言之,这个页面上的操作的步骤是先选择“Multiple protenins”,然后输入基因名,最后选择“Homo sapiens”。

然后点击“SEARCH”选项,千万别停下来,继续点击“CONTINUE”选项。

这样就做好了一张PPI图,但是看上去还是比较杂乱的,因此我们需要通过Cytoscape软件对PPI图进一步做美化处理。

下拉当前页面,可以看到一行菜单,Legend菜单里面是关于网络图中Nodes和Edges的注释,了解一下。

Settings菜单功能比较重要,比如我们对Edges的选择,“confidence”是通过线条的粗细来反映蛋白之间相互作用的强弱。如果我们制作的网络图比较分散,我们可以通过设置“minimum required interaction score”将conbined_score调高来调整PPI,使图形看上去更紧密。

如果我们觉得网络图上的蛋白数量较少,我们可以通过设置蛋白数量的上限,比如我们将其设置为“no more than 50 interactors”,看下效果。

明显可以发现网络图变得更加复杂,线条也更多了。

在Analysis菜单里面,我们可以查看network的一些信息,包括nodes、edges、degree、PPI富集分数的P值等,同时我们也能查看GO和KEGG功能富集信息及其他信息。

Clusters菜单,是将PPI网络进行聚类,点击APPLY。

我们可以看到,通过聚类后,蛋白通过聚类形成不同颜色的成簇分布的蛋白互作网络图。

如果我们想要在Cytoscape软件中调整网络图,直接点击“Exports”选项,下载TSV格式的文件保存。

保存好的TSV格式文件是Cytoscape软件数据的输入方式之一,当我们在STRING网站完成PPI制作之后,就可以打开Cytoscape软件了。

第一步是导入数据:File-Import -Network-file,然后选择TSV格式的文件。

数据导入完成后如下图,右边的图形是刚刚在STRING网站中的PPI导入到Cytoscape软件后的图形,看上去确实精简了不少,和原图相比只是把没有相互作用关系的蛋白去掉了,这样的图确实精简,但是看上去也还是不咋滴!

下面就开始对这幅图进行改造,我们依次点击Tools- NetworkAnalyzer-Network Analysis-Generate style from statistics。

最终会出现一个弹窗。

小编对于这个弹窗的理解是,在Cytoscape软件中Node的大小和渐变颜色由Degree来调整,Edge的粗细和渐变颜色由combined_score来调整。

点击“Apply”后出图,可以看见,这个图形简直是有了180度的变化了,像个文章中的PPI了。

此外,如果我们想要制作以某个蛋白为中心的PPI,如何去制作呢?Cytoscape提供了一套完美的解决方案。例如,我们选择IL10蛋白作为中心蛋白,首先点击该蛋白。

再点击下图标注的图标,它表示是与IL10蛋白有直接关系的Nodes,同时这些蛋白和IL10一起都被选中了。

依次点击File-New- Network-From selected nodes,all edges。

最终,一张以IL10为中心的局部PPI网络就形成了,这样的图是不是看上去能更加美观呢!

STRING网站是我们在生信分析中针对蛋白互相作用分析的一个重要工具,然而,它提供给我们的图形是十分粗犷的,但是当它结合了Cytoscape软件对PPI的美化功能后,我们的图形会出现脱胎换骨的气息!

 

Cytoscape安装包  链接:https://pan.baidu.com/s/1GAQBoSqFl6Wy9wrIl_o15g 提取码:4py8

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