如何利用GEOquery并結(jié)合Biobase下載GEO數(shù)據(jù)庫(kù)多種數(shù)據(jù)

小編給大家分享一下如何利用GEOquery并結(jié)合Biobase下載GEO數(shù)據(jù)庫(kù)多種數(shù)據(jù)，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

GEO數(shù)據(jù)庫(kù)是NCBI開(kāi)發(fā)的基因表達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù)，主要接收通過(guò)高通量測(cè)序、基因芯片等方法獲得的基因表達(dá)數(shù)據(jù)——這就方便大家利用他人數(shù)據(jù)發(fā)文章了。

而進(jìn)行GEO數(shù)據(jù)挖掘的第一步就是進(jìn)行數(shù)據(jù)下載，但是進(jìn)入網(wǎng)站點(diǎn)點(diǎn)來(lái)下載，查詢搜索工作就不少，下載下來(lái)的數(shù)據(jù)還不一定能看懂。有沒(méi)有什么方法可以解決這個(gè)問(wèn)題呢？當(dāng)然有——R包GEOquery！下面就針對(duì)芯片數(shù)據(jù)，教大家用GEOquery包完成下載工作。

GEO數(shù)據(jù)

在下載之前要先了解GEO數(shù)據(jù)庫(kù)具體存放的四類數(shù)據(jù)：GSE、GDS、GSM、和GPL。

一個(gè)GSE Accession對(duì)應(yīng)的是整個(gè)研究項(xiàng)目的系列的數(shù)據(jù)，可能涉及不同平臺(tái)；

一個(gè)GDS Accession對(duì)應(yīng)的一個(gè)同一平臺(tái)的數(shù)據(jù)集；

一個(gè)GSM Accession對(duì)應(yīng)單一樣品的數(shù)據(jù)信息，它只能是單一平臺(tái)的數(shù)據(jù)，往往，GSE 和GDS中會(huì)包含多個(gè)GSM數(shù)據(jù)；

一個(gè)GPL Accession，則對(duì)應(yīng)一個(gè)platform信息。

R包安裝與加載

GEOquery

## try http:// if https:// URLs are not supported
source("https://bioconductor.org/biocLite.R")
biocLite("GEOquery")

Biobase

## try http:// if https:// URLs are not supported
source("https://bioconductor.org/biocLite.R")
biocLite("Biobase")

正確加載

library('Biobase')
library('GEOquery')
setwd("F:/GEO") ############有需要可以設(shè)置路徑

利用GSE Accession

通過(guò)閱讀文獻(xiàn)查找感興趣的GSE Accession，下載對(duì)應(yīng)的表達(dá)數(shù)據(jù)和平臺(tái)信息等，可以利用GEOquery中的getGEO()函數(shù)下載series_matrix.txt。例如GSE70213：

> gse = getGEO("GSE70213", GSEMatrix =TRUE, destdir = ".", getGPL = T, AnnotGPL = T)
###destdir設(shè)置當(dāng)前目錄，getGPL 和AnnotGPL都設(shè)置TRUE，可以下載和獲得平臺(tái)的注釋文件

gse為列表數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)的GSM是單平臺(tái)，則length為1，之后分別利用Biobase包中的exprs()、pData()和fData()獲得表達(dá)數(shù)據(jù)、樣品處理分組等信息、芯片平臺(tái)的設(shè)計(jì)注釋信息，還可以利用annotation()函數(shù)了解對(duì)應(yīng)GPL Accession，譬如exprs()函數(shù)：

> exprSet=exprs(gse[[1]])
> head(exprSet,2)
         GSM1720833 GSM1720834 GSM1720835 GSM1720836 GSM1720837 GSM1720838 GSM1720839 GSM1720840 GSM1720841 GSM1720842
10338001 2041.40800 2200.86100  2323.7600 3216.26300 2362.77500 2195.31800 2013.35900 2146.25800  1785.9460 2067.04100
10338002   63.78059   65.08438    58.3082   75.86145   66.95605   43.81526   49.11361   51.29279    48.9604   42.14286
         GSM1720843 GSM1720844 GSM1720845 GSM1720846 GSM1720847 GSM1720848 GSM1720849 GSM1720850 GSM1720851 GSM1720852
10338001  1769.1150 1720.77400 1847.42900 2214.69800 2279.51500 2530.45600 2303.26400 2358.83400 1701.40000 1970.92400
10338002    42.5472   43.48373   64.34628   59.75188   57.48852   60.26423   54.81179   53.70885   57.86877   57.02808
         GSM1720853 GSM1720854 GSM1720855 GSM1720856
10338001 1822.78600 2014.26000 1737.84200 2001.73400
10338002   59.26121   55.27306   54.36722   49.43959

注釋信息的獲取可以進(jìn)行探針和基因的對(duì)應(yīng)，方便后續(xù)分析。通過(guò)exprs()、pData()和fData()獲得的數(shù)據(jù)都可以利用write.table等進(jìn)行文件保存。

利用GDS Accession

GDS數(shù)據(jù)同樣可以利用getGEO()函數(shù)下載soft文件。例如GDS5881：

> gds = getGEO("GDS5881", GSEMatrix =TRUE, destdir = ".", getGPL = T, AnnotGPL = T)
###destdir設(shè)置當(dāng)前目錄

gds可以利用GEOquery包中的Table()獲取表達(dá)數(shù)據(jù)，并利用Meta()獲得描述信息，其中Meta(gds)$platform可以獲得GPL Accession。

> exprSet=Table(gds)
> head(exprSet,1)
    ID_REF IDENTIFIER GSM1720845 GSM1720846 GSM1720847 GSM1720848 GSM1720849 GSM1720850 GSM1720851 GSM1720852 GSM1720853
1 10344614     Gm2889    48.4971     47.252    39.3331    49.9048    36.8313    41.9501    37.5569    38.1924    46.0668
  GSM1720854 GSM1720855 GSM1720856
1     34.689    38.5762    32.2618

> Meta(gset)$platform
[1] "GPL6246"

針對(duì)getGEO返回的gds——GDS數(shù)據(jù)，可以利用GEOquery包中GDS2Set()和GDS2MA()轉(zhuǎn)變?yōu)闉镋xpressionSets 和limma MALists。

> gds2eSet=GDS2eSet(gds)
> MA=GDS2MA(gds)

再針對(duì)返回的gds2eSet,利用exprs()、pData()和fData()同樣可以獲得表達(dá)數(shù)據(jù)、樣品處理分組信息、芯片平臺(tái)的設(shè)計(jì)注釋信息。返回的MA中涉及大量的描述信息，其中MA$tragets也是樣品處理信息。

利用GSM Accession

利用GSM Accession下載的是單樣本的表達(dá)數(shù)據(jù)，例如GSM1720833：

> gsm = getGEO("GSM1720833", GSEMatrix =TRUE, destdir = ".", getGPL = T, AnnotGPL = T)
針對(duì)gsm，同樣是利用GEOquery包中的Table()獲取表達(dá)數(shù)據(jù)，并利用Meta()獲得描述信息，而獲取對(duì)應(yīng)的GSE Accession 和GPL Accsesion利用Meta(gsm)$series_id和Meta(gsm)$platform_id。

利用GPL Accession

針對(duì)芯片平臺(tái)，利用GPL Accession下載得到的數(shù)據(jù)是芯片的設(shè)計(jì)和注釋信息，可以獲得探針組和基因的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用Table()函數(shù)可以顯示annotation，例如GPL6246：

> gpl = getGEO("GPL6246", GSEMatrix =TRUE, destdir = ".", getGPL = T, AnnotGPL = T)
> ann=Table(gpl)
> head(ann,2)
       ID          Gene title Gene symbol   Gene ID UniGene title UniGene symbol UniGene ID
1 10344614 predicted gene 2889      Gm2889 100040658                                        
2 10344616                                                                                  
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            Nucleotide Title
1 Mus musculus blastocyst blastocyst cDNA, RIKEN full-length enriched library, clone:I1C0009C06 product:hypothetical DeoxyUTP pyrophosphatase/Aspartyl protease, retroviral-type family profile/Retrovirus capsid, C-terminal/Peptidase aspartic/Peptidase aspartic, active site containing protein, full insert sequence///Mus musculus blastocyst blastocyst cDNA, RIKEN full-length enriched library, clone:I1C0042P10 product:hypothetical protein, full insert sequence
2                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           
                   GI   GenBank Accession Platform_CLONEID Platform_ORF      Platform_SPOTID Chromosome location
1 74211482///74217103 AK145513///AK145782                               chr1:3054233-3054733                  18
2                                                                       chr1:3102016-3102125                    
  Chromosome annotation GO:Function GO:Process GO:Component GO:Function ID GO:Process ID GO:Component ID
1         Chromosome 18                                                                                 
2

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