已知log2(cpm+1),共15组样本,每组样本5至6个生物学重复,表达矩阵和样本分组信息分别保存在2个txt文件中,计算15组样本的欧氏距离,并将其可视化
时间: 2024-03-05 14:50:20 浏览: 61
好的,根据您的要求,我们可以按照以下步骤计算15组样本的欧氏距离,并将其可视化:
1. 首先读取表达矩阵和样本分组信息的txt文件,并将表达矩阵转换为一个15行n列的矩阵,其中n为基因数目,并计算每组样本的均值。代码如下:
```
# 读取表达矩阵和样本分组信息的txt文件
exp_matrix <- read.table("expression_matrix.txt", header = TRUE, row.names = 1)
group_info <- read.table("group_info.txt", header = TRUE)
# 计算每组样本的均值
mean_exp <- aggregate(exp_matrix, by = list(group_info$Group), FUN = mean)
rownames(mean_exp) <- mean_exp$Group
mean_exp <- mean_exp[, -1]
```
其中,expression_matrix.txt文件包含表达矩阵,第一列为基因名,其余列为样本名;group_info.txt文件包含样本的分组信息,第一列为样本名,第二列为所属组别。
2. 对每组样本的log2(cpm+1)数据进行Z-score标准化,使得距离计算时不受样本大小的影响。代码如下:
```
# 对表达矩阵进行Z-score标准化
cpm_matrix <- log2(exp_matrix + 1)
cpm_zscore <- t(scale(t(cpm_matrix)))
```
其中,使用scale函数进行Z-score标准化。
3. 接下来,计算15组样本的欧氏距离矩阵,代码如下:
```
# 计算欧氏距离矩阵
distance_matrix <- dist(cpm_zscore, method = "euclidean")
```
4. 将距离矩阵转换为数据框,并对样本进行分组,方便后续可视化处理,代码如下:
```
# 将距离矩阵转换为数据框
dist_df <- as.data.frame(as.matrix(distance_matrix))
colnames(dist_df) <- rownames(dist_df) <- rownames(mean_exp)
dist_df$sample1 <- rep(group_info$Group, each = ncol(exp_matrix))
dist_df$sample2 <- rep(group_info$Group, each = ncol(exp_matrix))
dist_df$distance <- as.vector(distance_matrix)
# 绘制热图
library(ggplot2)
ggplot(data = dist_df, aes(x = sample1, y = sample2, fill = distance)) +
geom_tile() +
scale_fill_gradient(low = "white", high = "red") +
theme(axis.text.x = element_text(angle = 90, vjust = 0.5, hjust=1))
```
其中,将距离矩阵转换为数据框的目的是为了方便ggplot2包绘制热图。在绘制热图时,我们使用geom_tile函数来绘制矩形,其中填充颜色由distance列的值决定。scale_fill_gradient函数用于设置填充颜色的渐变,theme函数则用于设置x轴标签的旋转角度等样式。
5. 最后,运行上述代码即可得到样本距离的热图可视化结果。
需要注意的是,由于每组样本只有5至6个生物学重复,因此在进行距离计算和可视化时,需要考虑到生物学重复的影响。一般可以使用每组样本的均值作为样本的表达量,并进行Z-score标准化,以消除生物学重复带来的噪音。
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