TAD calling 之 insulation score 分析
动动发财的小手，点个赞吧！## 1. 导读
本文主要对`insulation score` 的提出与计算方法进行简要的介绍，并展示一个计算`insulation score` 的过程。
## 2. 定义
`insulation score` 是(https://github.com/dekkerlab/crane-nature-2015 "dekker")实验室在2015年发表于`Nature`上的(https://www.nature.com/articles/nature14450#citeas "Nature")文章中提出的，其主要用于`TAD`相关的分析与表征，目前`insulation score`主要用于识别`TAD`
## 3. 计算方法
### 3.1. 计算`insulation score`
```
在给定的区域内，沿着互作矩阵的对角线，以一个正方形的滑动窗口，从上至下滑动，计算每个窗口内互作程度值的总和。
```
```
这些
```
`bin`之间存在这很强的`insulation`现象，例如在`TAD`的边界，这些区域的`insulation score` （根据`insulation square测定`）很低。
```
那些互作程度较高，比如
```
`TAD`内部的区域，它们的`insulation score` 很高。
```
这些
```
`insulation score` 很低的区域，可能就是潜在的`TAD`边界。
### 3.2. `insulation score`标准化
>> ISavg: 是所有`IS`值的平均值
>>
### 3.3. 计算每个`bin`的`delta`值
!(https://swindler-typora.oss-cn-chengdu.aliyuncs.com/typora_imgs/image-20220923220522027.png)
```
将每个
```
`bin`的互作强度值作为`value`，画出其在染色体上的波动曲线，波谷处就是需要识别的边界。为了识别出黑色曲线中的波谷，方法中又定义了一个`window`，对每个`bin`内的`insulation`值计算`delta`值，最终红色曲线中经过X轴的坐标即为`insulation score`值曲线的波谷，也就是TAD边界的位置（从上图可以看到，红色曲线穿过0刻度线的点，对应的就是黑色波动曲线的波谷）。
### 3.4. 计算`TAD`边界
```
由于该方法计算的是
```
`TAD`的边界位置，因此`TAD domain`的位置区域，需要进一步的转换，才能得到。
## 4. [公式总结](https://www.jianshu.com/p/fd39eeaf1e75 "公式")
## 5. 实战
下面介绍如何用(https://fan-c.readthedocs.io/en/latest/index.html "FAN-C")计算`insulation score`
### 5.1 install
```sh
pip install fanc -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
```
- 推荐使用`conda`进行安装
```sh
conda create -n fanc python=3.7
conda activate fanc
conda install fanc
```
### 5.2. example
- 计算
利用不同的windows size计算`insulation score`
```sh
fanc insulation ./example.hic ./example.insulation \
-w 1000000 1500000 2000000 2500000 3000000 3500000 4000000 \
-o bed# 输出bed 格式
```
- `TAD`强度变化图
`TAD`边界强度变化图，大体上可以反映TAD之间隔绝情况,绝缘系数越低，`TAD`之间交互越弱。
- 绘图
```sh
fancplot -o ./insulation.png chr18:18mb-28mb \
-p ./example.hic -m 4000000 -vmin 0 -vmax 0.05 \
-p ./example.insulation
```
- 曲线图
```sh
fancplot --width 6 -o ./example.png \
chr18:18mb-28mb -p triangular ./example.hic -m 4000000 \
-vmin 0 -vmax 0.05 -p line ./example.insulation_1mb.bed \
./example.insulation_2mb.bed -l "1mb" "2mb"
```
!(https://swindler-typora.oss-cn-chengdu.aliyuncs.com/typora_imgs/image-20220923223214124.png)
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