使用NART通过读取分类进行长扩增子分析

NART设计用于基于图谱的纳米孔扩增子（实时）分析，例如 16S rRNA 基因。NART由NART（Nanopore Amplicon Real-Time entry）和 NAWF（Nanopore Amplicon snakemake WorkFlow entry）组成。通过基于映射的策略提供从基础调用读取到最终计数矩阵的（实时）端到端解决方案。

nawf提供三个选项（emu，minimap2lca和blast2lca）来确定微生物组成。

NART安装

完整的安装指南NART可在此处获取。

您可以根据您的喜好选择NART使用docker映像安装（这只是MacOS用户的解决方案）或从GitHub存储库安装。

Docker镜像

最简单的使用方法是从Docker Hub拉取NART镜像以获得跨平台支持。

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docker pull yanhui09/nart 

NART是通过docker为linux/amd64平台而构建的，

MacOS用户需要使用docker容器来运行NART。

从 GitHub 存储库安装

1.克隆Github仓库并创建隔离conda环境

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git clone https://github.com/yanhui09/nart.git
cd nart
mamba env create -n nart -f env.yaml 

2.安装NART

为了避免不一致，建议NART在上述conda环境中安装

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conda activate nart
pip install --editable . 

使用NART运行的演示

在这里找到完整的使用指南。

可以在此处找到视频教程。

快速启动示例

单批次扩增子分析

nawf可用于分析Nanopore 运行或批次中的任何单个碱基调用文件。

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nawf config -b /path/to/basecall_fastq -d /path/to/database    # init config file and check
nawf run all                                                   # start analysis 

实时分析

nart提供实用程序来记录、处理和分析连续生成的fastq批次。

在开始实时分析之前，您需要nawf根据需要配置工作流程。

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nawf config -d /path/to/database                               # init config file and check 

在常见情况下，您需要三个独立的会话来分别处理监控、处理和可视化。

1.监听 bascall 输出并记录

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nart monitor -q /path/to/basecall_fastq_dir                    # monitor basecall output 

2.开始新的 fastq 的扩增子分析

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nart run -t 10                                                 # real-time process in batches 

3.更新特征表以在浏览器中交互式可视化

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nart visual                                                    # interactive visualization 

熟悉NART使用

NART由两组脚本组成：nart和nawf，分别控制实时分析和工作流性能。

如果NART安装在conda环境中，请记住激活环境conda。

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conda activate nart
nawf -h
nart -h 

要使用 docker 镜像，您需要将数据目录（例如pwd ）挂载到容器中/home目录。

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docker run -it -v `pwd`:/home --network host --privileged yanhui09/nart
nawf -h
nart -h 

注意：--network host需要nart monitor才能正常工作。

使用演示数据集运行NART

0.确保您已从此处下载所需的演示数据集。然后进入目录cd。

例如，输入绝对路径（“长路径”）的目录是/home/me/MAC2023-extra。

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cd /home/me/MAC2023-extra 

如果您尚未下载使用Git下载数据，

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git clone https://github.com/yanhui09/MAC2023-extra.git
cd ./MAC2023-extra 

nawf分析已完成的 ONT

1.1. 检查您所在的位置并尝试laca init检查生成的config.yaml文件。

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pwd
nawf config -b ./data/ont16s/*.fastq.gz -d ./database -w ./nart_output
cat ./nart_output/config.yaml 

1.2.开始nawf试运行

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nawf run all -w ./nart_output -n 

2. 实时分析nart

2.1. 重新生成config.yaml不带-b标志的文件

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rm -rf ./nart_output
nawf config -d ./database -w ./nart_output
head ./nart_output/config.yaml 

basecall_fq检查文件中的更改config.yaml。

2.2. 监控 bascalling 输出并记录

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nart monitor -q ./data/ont16s -w ./nart_output 

nart monitor在工作目录中创建一个fqs.txt来记录即将到来的fastq文件。

2.3. 开始扩增子分析（需要新终端）

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nart run -t 4 -w ./nart_output 

在新终端中，检查以下操作nart monitor

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ls ./nart_output cat ./nart_output/fqs.txt cp ./data/ont16s/*.fastq.gz ./data/ont16s/new.fastq.gz cat ./nart_output/fqs.txt

检查文件内容fqs.txt的变化。

nart run将特定于批次的计数矩阵存储在文件夹batches下。当创建新矩阵时，合并表 ( otu_table.tsv) 会迭代更新。

当您在输出文件夹中看到一个otu_table.tsv，例如nart_output/，您可以尝试下面的交互式可视化。

2.4. 浏览器中的交互式可视化（需要新终端）

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nart visual -i ./nart_output 

在浏览器中打开生成的链接。您预计会看到如下所示的交互式条形图。

MacOS用户无法通过docker体验nart visual。:(

主机网络驱动程序仅适用于 Linux 主机，在 Docker Desktop for Mac、Docker Desktop for Windows 或 Docker EE for Windows Server 上不受支持。[阅读更多]

本文为教程整理，原作者为YanHui