VDJtools 免疫レパトア解析データ可視化ソフトウェア

MiXCR・IgBlast・IMGT等の解析ツールから得られた、様々な形式の出力ファイルを解析可能
任意のサンプルの V-J junctionsの頻度情報を可視化
サンプル中に存在する V/J segmentに関連するリードの頻度を計算
ヒートマップ・Circos plotなどのグラフィカルな表示で、結果の解釈をサポート
CDR3の配列情報を可視化

VDJtoolsは、レパトアシーケンスデータの事後解析を容易にするために設計されたデータ可視化用のソフトウェアです。

データの多様性や各種ツールから出力されるデータ形式の違いによるギャップを補完し、統計解析、結果のビジュアライゼーションまでをサポートします。

計算科学のバックグラウンドがないユーザーでも、簡単な操作で効率的な解析作業が可能です。

VDJtools 免疫レパトア解析データ可視化ソフトウェアの詳細について

VDJtools アウトプット例

MiLaboratories製品ファミリーのレパトア解析フロー

MiLaboratories社製品は3つの製品で構成されています。「MIGEC」でNGS（次世代シーケンサー）から得られたシーケンスデータを読み込み、エラー修正を行います。つぎに「MiXCR」でクロノタイプの抽出を行い、「VDJtools」で結果のビジュアリゼーションや統計解析を行います。それぞれ単独でも利用可能です。

モジュールと主な機能

Basic analysis ：各種統計計算やスペクトルタイピング
- リード数、平均クロノタイプサイズ、非機能クロノタイプの数などのサンプルの各種統計解析
- V-J領域の使用プロファイル計算
- スペクトルタイプ分析、クロノタイプの出現頻度をCDR3シーケンス長別にプロット
- 上位N個のクロノタイプをCDR3シーケンス長別にプロット
- 異なるV-Jペアの出現頻度をCircosスタイルでプロット
- 上位N個のV領域を有するクロノタイプをCDR3シーケンス長別にプロット

Diversity estimation ：レパートリーの豊かさや多様性の推定
- レパートリーのクロナリティを視覚化
- レアファンクション解析
- レパートリー多様性推定値の計算

Repertoire overlap analysis ：サンプル間の共通クロノタイプ
- 1ペア間の共通クロノタイプ
- 複数サンプルペア間の共通クロノタイプ
- サンプルのクラスター化
- サンプルシーケンスの時間経過分析

Pre-processing ：フィルタリングとリサンプリング
- 頻度毎に誤ったクロノタイプを修正
- サンプル間コンタミネーションの可能性除去
- ダウンサンプリングの実行
- 出現頻度上位、頻度の閾値、VDJ領域等、各種条件によるクロノタイプのフィルタリング

Operate on clonotype tables ：クロノタイプテーブルの操作
- 別サンプルから得られたクロノタイプの集積、結合

Anotation ：クロノタイプ表の機能注釈（抗原特異性、アミノ酸特性など）の構築
- アミノ酸物理特性による、CDR3領域（V-Dジャンクションなど）のプロファイル構築
- クロノタイプの基本的な機能注釈およびアミノ酸の物理的特性（GRAVYなど）の計算
- 既知抗原特異性のクロノタイプを含むデータベースを照会

Output ：出力
- 各モジュールは包括的な表形式出力を生成し、一部はオプションのグラフィカル出力を生成

対応形式

VDJtoolsは以下のVDJマッピングソフトウェアおよび分析プラットフォーム出力データを読み込み、解析することが可能です。

MiTCR
MIGEC
MGT
IgBlast (MIGMAP wrapper経由)
VDJdb
ImmunoSEQ
Vidjil
RTCR
MiXCR
ImSEQ

稼働環境

OS：下記記載の JAVA が動作する Windows、Linux、MAC OS X
Java Runtime Environment バージョン 8 以上
グラフの出力には R の実行環境を必要とします（v 3.1.0 でテスト済）

* R は MIGEC 及び VDJtools の動作に必要です。

文献情報

Shugay M et al. VDJtools: Unifying Post-analysis of T Cell Receptor Repertoires. PLoS Comp Biol 2015; 11(11) doi: 10.1371/journal.pcbi.1004503.