大家对DNA应该都有一定的了解，那么DNA同样不仅仅是具有一级结构的碱基序列，而且还具有二级结构（双螺旋），三级结构（超螺旋）的特征。今天给大家介绍一个来预测DNA结构的R包DNAshapeR，其从基因组测序数据中以超高速、高通量的方式预测DNA形状特征。该软件包以核苷酸序列或基因组间隔作为输入，并生成各种图形表示，以供进一步分析。DNA预测使用滑动五聚体窗口，其中个不同五聚体中的每一个都有独特的结构特征，从而在每个核苷酸位置（周向）定义了小沟宽（MGW），滚动，螺旋桨扭曲（ProT）和螺旋扭曲（HelT）的向量（周等人，）。MGW和ProT定义碱基对参数，而Roll和HelT代表碱基对步长参数。首先我们看下需要安装的包：
BiocManager::install("DNAshapeR")BiocManager::install("BSgenome.Scerevisiae.UCSC.sacCer3")#CpGmethylation此包需要外网BiocManager::install("BSgenome.Hsapiens.UCSC.hg19")#referencegenome此包需要外网BiocManager::install("AnnotationHub")BiocManager::install("Biostrings")
接下来我们直接通过实例来看下包的操作：
1.序列的结构预测
library(DNAshapeR)fn-system.file("extdata","CGRsample.fa",package="DNAshapeR")pred-getShape(fn)
plotShape(pred$MGW)
plotShape(pred$ProT)
plotShape(pred$Roll)
plotShape(pred$HelT)
2.对于参考基因组上的间隔进行预测
library(BSgenome.Scerevisiae.UCSC.sacCer3)#CreateaqueryGRangesobjectgr-GRanges(seqnames=c("chrI"),strand=c("+","-","+"),ranges=IRanges(start=c(,,),width=))getFasta(gr,Scerevisiae,width=,filename="tmp.fa")fn-"tmp.fa"pred-getShape(fn)heatShape(pred$ProT,20)#其中20指的是色块的合并需要的大小即热图的单元格数量
3.利用公共的平台去检索对应的基因序列做结构预测,当然，我们参考的这个平台的包需要连接外网。
library(BSgenome.Hsapiens.UCSC.hg19)library(AnnotationHub)ah-AnnotationHub()
ah-subset(ah,species=="Homosapiens")ah-query(ah,c("H3K4me3","Gm","Roadmap"))getFasta(ah[[1]],Hsapiens,width=,filename="tmp.fa")
fn-"tmp.fa"pred-getShape(fn)
4.预测CpG甲基化背景下的DNA形态特征，可以制备一个FASTA序列文件，其中符号Mg:M表示前导链上甲基化CpG的胞嘧啶，符号g表示后随链上甲基化CpG的胞嘧啶。例如，
seq1GTGTCACMgCGTCTATACG
library(DNAshapeR)fn_methy-system.file("extdata","MethylSample.fa",package="DNAshapeR")pred_methy-getShape(fn_methy,methylate=TRUE)
5.基因组浏览器的类似功能，展示DNA形状的预测结构
fn2-system.file("extdata","SingleSeqsample.fa",package="DNAshapeR")pred2-getShape(fn2)trackShape(fn2,pred2)#Onlyforsinglesequencefile#如上图，横轴是序列中的每一个碱基的序列，纵轴是对每个点的预测值。
6.DNA序列的编码
library(Biostrings)fn3-system.file("extdata","PBMsample_short.fa",package="DNAshapeR")pred3-getShape(fn3)featureType-c("1-mer","1-shape")featureVector-encodeSeqShape(fn3,pred3,featureType)head(featureVector)
得到DNA序列的编码，后面具体如何应用那就很广了，在此不再赘述。
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