前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >单细胞分析过程中的稀疏矩阵删减

单细胞分析过程中的稀疏矩阵删减

原创
作者头像
叶子Tenney
发布2023-12-21 12:43:28
2050
发布2023-12-21 12:43:28
举报

引言

在单细胞转录组分析中,偶尔会出现电脑内存有限等情况,无法直接读取所有数据,这种时候可以考虑分析部分数据。

网上的教程提供了 python 和 R 两种代码1,2,但是实际操作中发现 R 代码并未提供正确的写出功能,所以本文以 python 作为示范。

文件层级

代码语言:tree
复制
.
├── main.py
├── data
│   ├── barcodes.tsv
│   ├── features.tsv
│   ├── matrix.mtx.gz
│   ├── selected.tsv
├── results
│   ├── barcodes.tsv.gz
│   ├── features.tsv.gz
│   └── matrix.mtx.gz

输入文件要求

输入文件应被放入data文件夹内。需要matrix.mtx.gzfeatures.tsvbarcodes.tsvselected.tsv四个文件,其中selected.tsv为包含了所需细胞名的单列无表头行名的tsv文件。features 或 barcodes 文件如果没有解压,需要提前解压。

输出文件说明

输出文件被输出到results文件夹内。文件名分别为barcodes.tsv.gzfeatures.tsv.gzmatrix.mtx.gz。输出文件可以被Seurat::Read10X读入。

过程

代码语言:py
复制
from scipy.io import mmread
import pandas as pd
import numpy as np

# 读取表达矩阵
_index = pd.read_csv("./data/features.tsv", index_col=1, sep="\t", header=None)
_index.index.name = None  # 把索引列的列名去掉

_col = pd.read_csv("data/barcodes.tsv", sep="\t", header=None)
_col.index.name = None  # 把列名向量的名去掉

_data = mmread("data/matrix.mtx.gz").todense()

# 处理表达矩阵
## 挑选需求 col
_col.index
_selected = pd.read_csv("./data/selected.tsv", sep="\t", header=None)
_selected.index.name = None  # 把索引列的列名去掉
filtered_index = list(set(_col[0]).intersection(_selected[0]))
print(filtered_index.__len__())

# 加行名列名
rna_count = pd.DataFrame(
    data=_data, index=_index.index, columns=_col.iloc[:, 0].tolist()
)
filtered_columns = rna_count[filtered_index]
rna_count = filtered_columns
print(rna_count.iloc[0:3, 0:2])
print("gene_ID_len : " + str(rna_count.shape[0]))  ### 获取表达矩阵基因数
print("cell_ID_len : " + str(rna_count.shape[1]))  ### 获取表达矩阵细胞数

# 重新写出 DataFrame 为 10X 格式的 sparse matrix 等相关文件
import os
import shutil
import gzip
import scipy
import time

fmt = "%Y-%m-%d %a %H:%M:%S"
Date = time.strftime(fmt, time.localtime(time.time()))
outdir = "results"
os.makedirs(outdir, exist_ok=True)

# Save matrix.mtx.gz
reAnno_count_sparse_mtx = scipy.sparse.coo_matrix(rna_count.values)
scipy.io.mmwrite(
    os.path.join(outdir, "matrix.mtx"),
    reAnno_count_sparse_mtx,
    comment="Generate DateTime::" + str(Date),
)
with open(os.path.join(outdir, "matrix.mtx"), "rb") as mtx_in:
    with gzip.open(
        os.path.join(outdir, "matrix.mtx") + ".gz", "wb"
    ) as mtx_gz:  # 创建一个读写文件'matrix.mtx.gz',用以将 matrix.mtx 拷贝过去
        shutil.copyfileobj(mtx_in, mtx_gz)
os.remove(os.path.join(outdir, "matrix.mtx"))

# Save barcodes.tsv.gz
barcodesFile = pd.DataFrame(rna_count.columns)
barcodesFile.to_csv(
    os.path.join(outdir, "barcodes.tsv.gz"), sep="\t", header=False, index=False
)

# Save features.tsv.gz
featuresFile = _index
featuresFile.to_csv(
    os.path.join(outdir, "features.tsv.gz"), sep="\t", header=False, index=False
)

将文件保存为main.py即可运行。

下面是用到的库。

代码语言:txt
复制
numpy==1.24.3
pandas==2.0.1
scipy==1.11.4

结论

总而言之但是读进去了,但是也是真慢啊...

引用

  1. python 和 R 写出表达矩阵为稀疏矩阵 matrix.mtx.gz 的方法-CSDN 博客
  2. 「单细胞转录组系列」如何从稀疏矩阵中提取部分数据进行分析_单细胞稀疏矩阵-CSDN 博客

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • 引言
  • 文件层级
    • 输入文件要求
      • 输出文件说明
      • 过程
      • 结论
      • 引用
      领券
      问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档