【Python版】 极简单方式实现 Circos

很高兴再次见到生信技能树的粉丝们，我是技能树VIP小编tsznxx，目前在安德森肿瘤医院工作，记忆力好的小朋友应该对我之前的教程有印象：

用GenePred注释文件进行数据分析

在那里我用了最优雅的方式来解决基因结构的呈现方式，希望对大家胃口。

如何下载注释文件并查看基因结构

对bed格式的基因组区间文件进行基因注释

生物信息学技能面试题(第3题)-探索人类基因组注释文件

生物信息学技能面试题(第5题)-根据GTF画基因的多个转录本结构

这里我将带来完全不一样的教程：

人生苦短

我用Python！

之前用过Perl版的circos，配置文件一堆，安装包一堆，非常痛苦。后来也试过R版的circos，也并不方便。于是自己花时间用Python实现了这个东西。代码一共200多行，大概一半是注释行。还有部分是优化呈现。基本功能的实现极其简单。

1

Packages （git@github.com:tsznxx/PyCircos.git）

• Python版本2.7.
• 用到的只有3个基本包：matplotlib，pandas，numpy。这些都是Pythonb必装包。没有任何其他额外的包!!!

2

实现技巧

2.1 matplotlib 的polar 画图。 说白了就是按照极坐标的形式画常规的matplotlib图。

?

pax = fig.add_axes([0,0,1,1],polar=True)

然后就可以像普通2D的axis对象一样call各种bar，scatter，fill_between, vlines, hlines等图了。参数上有细微的差别，角度（弧度单位）是横坐标，半径方向是纵坐标。 染色体band 用pax.bar() (填充和非填充两种方式） 刻度用pax.vlines() CNV的图用的是pax.fill_between() 2.2 画inter-chrom link 这个用的是SVG里面的路径Path里的CURVE3（这个功能很简单，在Javascript的SVG画图里面很常用，但是由于我很少用JavaScript，我花了好久才找到这种实现方式）。CURVE3的意思就是由3个点确定一条曲线（quadratic Bézier curve），（起点，控制点，终点）。控制点是表示切线方向。

对于一条路径，就是一组点组成的闭合曲线：（起点，控制点1，点2，控制点2，...... ，点N，控制点N，起点）。我们所见的inter-chrom 链接就可以用9个点组成一条闭合曲线（chord）：

3

画图

当呈现方式就绪后，下一步就是做图了。

cytoband是用的UCSC的文件。

3.1 画染色体cytoband （barplot，颜色采用的是R里面的染色体配色）

3.2 画染色体空框（barplot， {'edgecolor':'k','linewidth':1,'linestyle':'-','fill':False}）

3.3 画 ticks （每50M为间隔，刻度用M表示）

3.4 画染色体名字 （旋转）

3.5 画CNV amplification （fill_between, 低于cutoff用灰色表示）

3.5 画CNV deletion （fill_between, 负值，向内画，低于cutoff用灰色表示）

3.6 因为这里并用不到inter-chromosome interaction,我只是随便画了2个link作为例子。注：染色体内部的控制点我偷懒，直接用了半径，所以靠近染色体的弧线有些平（以后有空了改下）。

最终效果图：