Tutoriel

Projet ANR Génomique MétaQTL

BioMercatorV3

Olivier Sosnowski, Johann Joets

Tutoriel version novembre 2010

26 Novembre 2010

SommaireProjet ANR Génomique MétaQTL.......................................................................................................1Introduction..........................................................................................................................................3Ouverture des fichiers de données........................................................................................................3Visualisation des cartes.........................................................................................................................6

Représentation d'une carte complète...........................................................................................6Zoom individuel..........................................................................................................................8Représentation par chromosome.................................................................................................8

Analyses (BioMercator v2)..................................................................................................................9Compilation de cartes..................................................................................................................9Méta analyses de Qtls................................................................................................................10

Analyses (MetaQTL)..........................................................................................................................11Vérification des connexions entre les cartes(InfoMap).............................................................11Comparaison de cartes (MMapView).......................................................................................13Création de la carte consensus (ConsMap)...............................................................................13Projection de Qtls (QTLProj)....................................................................................................14Méta analyse de Qtls(QTLClust & QTLTree)..........................................................................15

Méta analyses...................................................................................................................15Visualisation des modèles................................................................................................16

Export en fichiers images..........................................................................................................18

IntroductionCe tutoriel va vous guider pas à pas dans toutes les fonctionnalités de BioMercator V3 afin que vous puissiez vous familiariser avec ce logiciel. Les fichiers de données utilisées par ce tutoriel se trouvent dans le dossier 'sample'. Voici une liste de ces fichiers :

Fichiers au format BioMercatorV3 : Fichier de carte : sample/Format standard BioMercatorV3/*.txt Fichier de Qtls : sample/Format standard BioMercatorV3/*.txt

Fichiers au format BioMercatorV2 : Fichier de carte : sample/Format BioMercatorV2/*.txt Fichier de Qtls : sample/Format BioMercatorV2/*.txt

Fichiers au format XML d'échange BioMercatorV3 : Fichiers de carte : sample/Format standard BioMercatorV3/*_map.txt Fichier de Qtls : sample/Format standard BioMercatorV3/*_qtl.txt

Fichiers au format XML MetaQTL : Fichiers de carte (Qtls inclus) : sample/Format MetaQTL XML/data/* Fichier d'ontologie : tutoriel/MetaQTL/Format MetaQTL XML/ontology.xml

Ouverture des fichiers de donnéesLors de la première ouverture du logiciel, l'espace de travail (ou Workspace) est complètement vide.

Nous allons commencer par charger les fichiers de cartes génétique au format MetaQTL. L'assistant est accessible dans le menu 'Fichier', 'Ouvrir'; sélectionner 'Nouveau Projet' et le nommer 'data'. Le format standard de ce logiciel est le format texte tabulé BioMercatorV3. Pour le moment, le tutoriel est basé au départ sur format XML de MetaQTL, mais la version suivante le sera sur le format standard.

Fig 1: Logiciel au démarrage

La fenêtre suivante permet de parcourir le disque dur pour chercher les fichiers de données.L'assistant peut charger différents types de fichiers, et chacun est présent en différents exemplaires dans le répertoire du tutoriel :

Le format standard BioMercatorV3 tabulé de carte Le format standard BioMercatorV3 tabulé de qtls Le format XML BioMercatorV3 d'échange Le format BioMercatorV2 tabulé de cartes Le format BioMercatorV2 tabulé de qtls

Cliquer sur 'Parcourir', sélectionner tous les fichiers XML fournis. (maintenir 'shift' ou 'Control' appuyé pour sélectionner plusieurs fichiers)

Fig 2: Chargement de fichier – Étape 1


Après validation, une description de toutes les cartes chargées s'affiche.

Une fois cette fenêtre fermée (cliquer sur 'Terminer'), le projet 'data' contenant les cartes estmaintenant disponible dans l'espace de travail.




Afin de montrer le fonctionnement de l'assistant, l'étape suivante sera de charger plusieurs cartes provenant de plusieurs formats de fichiers différents. Ouvrir l'assistant de la même façon que précédemment, choisir un nouveau projet tel que 'All' et explorer le disque dur pour choisir tous les fichiers contenus dans le répertoire 'allFormats' (dans le répertoire 'sample').

L'ensemble de fichiers sélectionnés est listé ainsi que leur type. Les données chargées sont maintenant accessible via l'arborescence à gauche dans le projet choisi.

Visualisation des cartes

Représentation d'une carte complèteLe déclenchement de l’affichage d'une carte complète ou d'un chromosome est modifié par rapport aux versions précédentes : cet affichage n'est plus commandé par un clic sur le nom de la carte ou du chromosome, mais par un Glisser-Déposer sur l’espace de travail (panneau principal) depuis le gestionnaire de données (panneau de gauche). Pour afficher un chromosome, cliquer sur le nom chromosome dans l'arborescence, puis tout en maintenant enfoncé le bouton gauche de la souris, le faire glisser vers le panneau d'affichage. Lâcher le bouton pour afficher le chromosome. Il est possible de procéder de la même manière pour afficher d’autres chromosomes de n’importe quelle carte. Cela peut permettre de comparer des chromosomes de plusieurs cartes. Pour afficher une carte complète, procéder de a même manière en tirant le nom d’une carte vers l’espace de travail. Lors d'un "glissé-déplacer" d'une carte, le panneau d'affichage est préalablement effacé, et ne contiendra uniquement la carte choisie. Un clic sur le bouton “Tout effacer” vide l’espace de travail. Il est possible de supprimer de l’affichage uniquement un ou plusieurs chromosomes. Pour supprimer un chromosome de la vue, positionner la souris sur le chromosome à supprimer et presser la touche r (pour remove).

Fig 7: Chargement de plusieurs formats de fichiers

Fig 8: Ensemble des cartes chargées

Fig 9: Affichage d'un chromosome – Étape 1 : Cliquer

Fig 10: Affichage d'un chromosome – Étape 2 : Glisser

Fig 11: Affichage d'un chromosome – Étape 3 : Lâcher

Zoom individuelCette fonctionnalité permet de zoomer sur un chromosome sans activer le mode zoom en cascade. Ce mode de représentation est donc adapté si l’on souhaite visualiser plusieurs chromosomes cote à cote. Cette fonctionnalité est disponible lorsque plusieurs chromosomes sont représentés. Déplacer la souris au dessus de la zone du chromosome a agrandir à agrandir, et appuyer sur la touche 'i' (pour in) ou sur la touche 'o' (pour out) pour respectivement d'augmenter et de diminuer le zoom. Les touches 'u' (pour up) et 'd' (pour down) permettent de se déplacer sur le chromosome. Une représentation horizontale du chromosome symbolisant la région zoomée est figurée juste en dessous du chromosome.

Représentation par chromosomeSélectionner un chromosome directement dans l'arborescence : pour agrandir le chromosome, cliquer sur le bouton 'Zoom' (Le pointeur de souris changera de forme pour devienir une main). Cliquer sur la partie du chromosome à agrandir -> un curseur apparaît sur le chromosome et un agrandissement de dessine à droite du chromosome.

Deux fonctionnalités sont disponibles : le déplacement de ce curseur (cliquer sur le curseur, faire glisser la souris tout en maintenant le clic

pour le déplacer) la modification de sa taille (faites glisser la souris à ses extrémités hautes et basses)

Ces étapes peuvent être renouvelées pour agrandir la nouvelle zone.

Fig 13: Utilisation du zoom

Fig 12: Zoom par chromosome

Le zoom permet l'affichage de loci non visibles sans agrandissement; en effet, lorsque le nombre de loci à afficher est trop important, l'interface élimine certains loci de façon arbitraire.

Analyses (BioMercator v2)La compilation de cartes (par projection de loci et de Qtls), et la méta analyse de Qtls tels qu'implémentés dans BioMercatorV2 sont disponibles dans cette nouvelle version.

Compilation de cartes Cliquer sur 'Analyse', 'BioMercator V2', 'Compilation de Cartes' Créer un nouveau projet nommé "analysesBioM" par exemple Sélectionner 'Cardinal_2001' comme carte à projeter Sélectionner 'Groh' comme carte cible Donner un nom à la carte consensus



La nouvelle carte est calculée ; lorsque l'analyse est finie, une fenêtre donne des informations sur l'exécution (une erreur sera présente par exemple si aucun marqueur commun n'a été trouvé entre les deux cartes). Cliquer sur la carte résultante (dans le projet 'AnalysesBioM') pour voir les loci qui projetés (ils sont de couleur bleue).

Méta analyses de QtlsNous allons lancer une méta analyse sur le chromosome 3 du résultat de laprojection de l'étape précédente :

Cliquer sur 'Analyse', 'BioMercator V2', 'Méta analyse de QTLs' Sélectionner le projet créé précédemment (nommé "analysesBioM") Sélectionner le chromosome 3 Sélectionner la carte résultante précédente (projet "analysesBioM") Donner un nom à la nouvelle carte de métaQtls résultante

Fig 16: Compilation de carte

Fig 17: Compilation de carte

Une fois l'analyse achevée, la nouvelle carte est disponible dans l'espace de travail. La carte créée contient les chromosomes sur lesquels la méta analyse a été faite, et sont représentés de la forme d'un répertoire; ils contiennent les différents modèles (correspondants à 1, 2, 3 et 4 métaQTLs) ainsi que le fichier résultat listant la position des métaQtls et les valeurs du critère d'Akaike pour les modèles de 1 à 4 et n métaQTLs.

Analyses (MetaQTL)BioMercatorV3 propose d'utiliser directement les fonctions du logiciel MetaQTL.Le déroulement standard des analyses est le suivant :

Vérifier la connectivité entre les cartes d'entrées (présence et ordre des marqueurs communs) Créer une carte consensus de loci Projeter les Qtls sur la carte consensus Lancer une méta analyse sur une lot de Qtls de la carte consensus Afficher les résultats pour le modèle de son choix

Vérification des connexions entre les cartes(InfoMap)InfoMap permet de vérifier la bonne connexion entre les cartes afin de pouvoirles utiliser pour obtenir une carte consensus.

Cliquer sur 'Analyses', 'MetaQTL', 'InfoMap' Choisir de créer un nouveau projet "AnlayseMQTL"

Fig 18: Méta analyse

Fig 19: Méta Analyse

Dans la fenêtre de l'analyse, dans l'arborescence, choisir toutes les cartes chargées au début du tutoriel

Lancer l'analyse

Une fois l'analyse effectuée, 2 fichiers sont créés ; ils comprennent des informations sur les marqueurs communs dans l'espace de travail, dans le projet choisi.

Fig 20: InfoMap

Fig 21: InfoMap

Fig 22: InfoMap

Comparaison de cartes (MMapView)MmapView crée une image des liens existant entre les cartes ;

Cliquer sur sur 'Analyses', 'MetaQTL', 'MmapView' Sélectionner 'Mechin' comme carte de référence, puis 'Poupard' comme carte à comparer Donner un nom au nom de fichier résultat ('Mechin_On_Poupard' par exemple) Lancer l'analyse

Une fois l'analyse teminée, une image est accessible dans l'arborescencedu projet. Les marqueurs inversés ont des liens rouges.

Création de la carte consensus (ConsMap)La création d'une carte consensus se fait en 1 étape, et ne nécessite pas de procédure itérative.

Cliquer sur 'Analyses', 'MetaQTL', 'Consensus' Choisir le projet cible

Fig 23: MmapView

Fig 24: MmapView

Il est demandé de choisir les cartes d'origine qui formeront la carte consensus ; choisir toutes les cartes fournies au début du tutoriel

Lancer la création de la carte consensus

Projection de Qtls (QTLProj)Une fois avoir créé la carte consensus, il est nécessaire de projeter les Qtls contenus dans les cartes d'origines sur la carte consensus. Pour ce faire :

Cliquer sur 'Analyses', 'MetaQTL', 'Compilation' Sélectionner toutes les cartes d'origines Sélectionner le projet de la carte consensus pour la carte de référence Sélectionner la carte consensus comme carte de référence Lancer la projection

Fig 25: ConsMap

Fig 26: ConsMap

Méta analyse de Qtls(QTLClust & QTLTree)

Méta analysesL'ensemble des méthodes de méta analyse sont lancées simultanément (voir la documentation de BioMercatorV3 et de MetaQTL).

Cliquer sur 'Analyses', 'MetaQTL', 'Méta analyse' Choisir le projet cible Choisir le chromosome 1 de la carte consensus comportant les Qtls (appelée 'Compilation') Sélectionner le nombre de méta caractères :

◦ Soit en indiquant le fichier d'ontologies fourni◦ Soit en décidant de grouper l'ensemble des caractères en 1 seul méta-caractère

Lancer l'analyse

Fig 27: Projection de Qtls

Fig 28: Projection de Qtls

Le résultat de la méta analyse est une liste de 4 fichiers : "_res.txt" "_crit.txt" "_model.txt" "_qtlTree.txt"

Parmi ces fichiers, seul celui nommé "_model.txt" est clairement lisible, etcorrespond aux meilleurs modèles en fonction de critères. Les autres fichiersservent à la visualisation des modèles. (voir la documentation de BioMercatorV3et de MetaQTL)

Visualisation des modèles Cliquer sur 'Analyses', 'MetaQTL', 'Méta analyse : visualisation' Choisir le projet cible Choisir le fichier résultat de l'étape précédente (le champ 'projet' est déjà rempli) Choisir le chromosome à afficher Choisir le nombre de métaQtls conseillé par le fichier "_model.txt" Changer les paramètres par défaut provenant de metaQTL si nécessaire

◦ kmin : la valeur minimale pour calculer l'UCI (unconditional confidence intervals)◦ kmax : la valeur maximale pour calculer l'UCI

Lancer l'analyse

Fig 30: Visualisation de méta analyses

Fig 29: Méta analyse

À l'issue de l'exécution, 2 nouveaux fichiers seront créés, et une carte comprenant les métaQTLs. L'un des fichiers donne l'information sur l'appartenance des Qtls aux métaQtls de la carte ; l'autre fichier est une image du clustering hierarchique du modèle.

Export en fichiers imagesBioMercator V3 permet l'export du panneau d'affichage en fichiers images :

format Jpeg : fichier image simple format SVG : c'est à dire un dessin vectoriel, pouvant ainsi être édité par la suite à l’aide de logiciels

adaptés

L'exportation se fait simplement via le menu 'Fichier' → 'Exporter'.



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