目錄

1、ROSE安裝

2、環境變量配置

3、準備所需文件

4、ROSE軟件分析超級增強子

5、輸出結果文件

6、入過的坑

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最近需要分析超級增強子（Super enhancer），仔細研究了Richard A.Young實驗室開發的ROSE包（全稱：RANK ORDERING OF SUPER ENHANCERS, 原文：DOI:?10.1016/j.cell.2013.03.035,?DOI: 10.1016/j.cell.2013.03.036.）。作為一個小眾的專業包，在ROSE安裝和使用操作過程中碰到了太多的問題，花費了一周的時間總算通關。所以決定寫個詳細教程，記錄一下目前最新版ROSE v1.3.1的安裝和使用。

1、ROSE安裝

ROSE是基于python編寫的包，目前的最新版適用python3，根據github上的說明，ROSE依賴：

• samtools?
• R version > 3.4
• bedtools > 2
• python3

（本人的軟件版本為samtools 1.15，R 4.2.1，bedtools 2.30.0，Python3.10.4，均安裝在ubuntu系統環境下，非conda環境）

ROSE代碼包的鏈接為：https://github.com/stjude/ROSE

這兩個壓縮包隨便下載哪個格式都可以，用linux桌面系統的可以直接用瀏覽器下載后提取，也可以打開終端用wget下載，下載之后解壓縮就可以了，不需要安裝。?

wget https://github.com/stjude/ROSE/archive/refs/tags/1.3.1.zip unzip 1.3.1.zip cd 1.3.1#或者 wget https://github.com/stjude/ROSE/archive/refs/tags/1.3.1.tar.gz tar -zxvf 1.3.1.tar.gz cd 1.3.1

(因為1.3.1這個文件夾名字太迷惑了，本人將1.3.1文件夾的名字為ROSE-1.3.1再進入文件夾查看）

文件夾里應該是這樣的：

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2、環境變量配置

這一步很重要，否則無法調用所需的腳本。

vim ~/.bashrc #用vim編輯器打開bashrc，按A，在最后一行寫入以下內容PATHTO=/path/to/1.3.1 #/path/to/是ROSE文件夾1.3.1所在的路徑，如果修改過文件夾名稱用新的名稱，例如PATHTO=$HOME/software/ROSE-1.3.1 PYTHONPATH=$PATHTO/lib export PYTHONPATH export PATH=$PATH:$PATHTO/bin#寫完后按esc退出編輯模式，輸入：wq!保存并退出vim編輯器 #做一下source source ~/.bashrc

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3、準備所需文件

?（1）annotation文件夾里已經存放了常用的人和小鼠UCSC版本refseq文件：

如果不是人或者小鼠的樣品，可以從https://genome.ucsc.edu/cgi-bin/hgTables下載UCSC table track format file，命名為[GENOME]_refseq.ucsc（例如hg19_refseq.ucsc），放到annotation文件夾下面。

（2）準備bam文件和gff文件

bam文件是做完mapping之后生成的文件，需要H3K4me1或者H3K27ac樣品的bam文件以及對應的Input樣品bam文件，做過sort排序。ROSE分析要求bam文件的染色體名稱以“chr”開頭，可以參考https://www.jianshu.com/p/94b9602a1036修改BAM文件的染色體名稱，修改完染色體名稱的bam文件重新用samtools軟件生成.bai索引文件。

gff文件使用call peak生成的narrowPeak文件，用excle或者wps打開（方便查看列數），按要求調整每一列的內容：

第1列：染色體位置（chr#）

第2列：每個增強子區域的特定id

第4列：區域起始位置

第5列：區域終止位置

第7列：正負鏈信息（+, -, .）

第9列：每個增強子區域的特定id

上述沒有要求的列，內容可以為空或者原來的內容，但是一定要有這一列，如果第2列和第9列的內容不同，ROSE將使用第2列的值。ROSE額外提供的測試數據包里的gff文件范例如下：

?修改完后保存文件，并且修改文件的后綴名為gff文件。

（3）將準備好的bam文件和gff文件（總共應該有5個文件，即1個gff文件，2個bam文件，2個bam文件對應的bai索引文件）放在一個文件夾里（例如命名為data），然后將該文件夾放在ROSE文件夾里。分析完成后將生成的結果文件夾轉移出來保存在合適的位置，data文件夾刪除，注意不要誤刪ROSE文件夾里原有的文件和文件夾。

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4、ROSE軟件分析超級增強子

在正式分析數據前，最好先下載測試數據進行分析測試，能正確跑通并且獲得完整的分析結果后再分析自己的數據，這樣可以確認命令行和依賴環境都沒有問題。如果可以跑通測試數據，但是在分析自己的數據時報錯中斷，一定是自己的數據文件沒有準備好，請按要求檢查準備的文件。測試數據下載：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1p52x3tVIQg3j3ju_elLWTQ?
提取碼：oejw?

測試數據包ROSE_TEST解壓縮后能看到以下幾個文件夾和文件：

其中data文件夾為所需的測試文件，將整個data文件夾復制到ROSE文件夾下。example文件夾、example.sh為老版ROSE輸出的結果文件夾和運行命令，log為老版ROSE運行的日志文件（大佬原有的文件，供起來）。example-v1.3.1文件夾、example-v131是在ROSE v1.3.1版本運行輸出的結果文件夾和運行命令，log_ROSE_v131_test是日志文件（本人跑通的，日志行不一樣或者缺少結果文件就是沒跑通或沒跑完），供參考。

運行命令時在ROSE文件夾下打開終端，此處詳細解釋一下：

python ./bin/ROSE_main.py -g HG18 \ -i ./data/HG18_MM1S_MED1.gff \ -r ./data/MM1S_MED1.hg18.bwt.sorted.bam \ -c ./data/MM1S_WCE.hg18.bwt.sorted.bam \ -o example \ -s 12500 \ -t 2500

（1）如果linux系統沒有指定默認python版本，開頭需要使用python3，如果指定了Python3為默認版本，只要python即可。

（2）ROSE運行需要調用的幾個腳本，都在ROSE文件夾下的bin文件夾里，而數據文件在data文件夾里，所以需要指定位置 ./bin 或 ./data。

（3）-r 樣品bam文件名，-c control/Input bam文件名，-o 輸出結果文件夾名。

（4）可選參數：

-s STITCHING_DISTANCE，合并兩個region的最大距離，默認值為12.5kb。
-t TSS_EXCLUSION_ZONE_SIZE，排除TSS區域大小，排除與TSS前后某距離內的區域，以排除啟動子偏差（默認值：0；推薦值：2500）。如果設置該值為0，將不會查找基因。

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5、輸出結果文件

ROSE輸出的結果都在一個文件夾里，文件夾名稱是參數 -o 自己設置的文件夾名。v1.3.1版輸出的結果文件包括2個文件夾和9個文件夾外文件。以測試結果為例，如下圖：

gff文件夾里包含2個文件，mappedGFF文件夾里包含4個文件，文件夾外有9個文件，文件具體內容參考Young Lab :: ROSE - Ranking Of Super Enhancer, Download (mit.edu)。與老版ROSE相比，v1.3.1版多了4個文件夾外文件，有些文件名也與以前版本不一樣。

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6、入過的坑

（1）關于gff文件：雖然一些教程說可以直接使用call peak生成的.bed文件替代.gff文件，ROSE也可以自己轉換出gff文件，但是前期使用narrowPeak.bed文件一直沒有跑通，出現報錯。也許是我們采用MACS分析獲得的narrowPea.bed在某些格式上是ROSE不能識別的，所以最后還是老老實實的自己做了gff文件。

（2）關于分析時長：應該跟硬件配置以及測序文件大小有關。進程中會有各種分析狀態提示，結果文件夾里的文件也會慢慢的出現，直到完全獲得2個文件夾和9個文件夾外文件。然而此時并沒有結束，運行狀態會長時間停滯在如下狀態，需要耐心等待，等到自動返回到初始輸入命令行的狀態才是真正的結束：

21000 22000 23000 24000 25000 26000 27000 28000 29000 30000 31000 32000 33000 34000 35000 36000 37000 38000 39000 MAKING TSS COLLECTION

PS：不要懷疑，會結束的，并且沒有任何報錯。

希望每一位科研打工人都能順利獲得好結果！

參考鏈接：

super-enhancer神器ROSE的使用 - 簡書 (jianshu.com)

“Super-enhancer神器“ROSE安裝及教程_JiangQ_1996的博客-CSDN博客

Young Lab :: ROSE - Ranking Of Super Enhancer, Download (mit.edu)

使用ROSE鑒定超級增強子 - 騰訊云開發者社區-騰訊云 (tencent.com)

GitHub - stjude/ROSE: ROSE: RANK ORDERING OF SUPER-ENHANCERS

ROSE: Rank Ordering of Super-Enhancers (nih.gov)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Super Enhancer(超级增强子)分析——ROSE包（v1.3.1）的安装及使用详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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