muon 0.1.6

muon 是一个多模态组学 Python 框架。

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数据结构

muon 设计了基于 MuData（多模态数据）对象，类似于 scanpy 和 AnnData，主要在 Python 中用于处理 scRNA-seq 数据。在 MuData 中的单个模态自然地由 AnnData 对象表示。

MuData 类和 .h5mu 文件 I/O 操作是 独立 mudata 库 的组成部分。

输入

MuData 类在 mudata 库中实现，并在 muon 中公开

from muon import MuData

mdata = MuData({'rna': adata_rna, 'atac': adata_atac})

如果需要读取来自 10X Genomics 的多模态数据，muon 提供了一个读取器，返回一个包含 AnnData 对象的 MuData 对象，每个对象对应其自己的模态

import muon as mu

mu.read_10x_h5("filtered_feature_bc_matrix.h5")
# MuData object with n_obs × n_vars = 10000 × 80000 
# 2 modalities
#   rna:	10000 x 30000
#     var:	'gene_ids', 'feature_types', 'genome', 'interval'
#   atac:	10000 x 50000
#     var:	'gene_ids', 'feature_types', 'genome', 'interval'
#     uns:	'atac', 'files'

.h5mu 文件 I/O

基本的 .h5mu 文件 I/O 功能在 mudata 中实现，并在 muon 中公开。一个 MuData 对象将模态表示为 AnnData 对象的集合，这些集合可以保存到磁盘上，并使用基于 HDF5 的 .h5mu 文件检索，该设计基于 .h5ad 文件结构。

mdata.write("pbmc_10k.h5mu")
mdata = mu.read("pbmc_10k.h5mu")

它允许有效地使用 HDF5 文件的分层性质，并直接从/到 .h5mu 文件读写 AnnData 对象

adata = mu.read("pbmc_10k.h5mu/rna")
mu.write("pbmc_10k.h5mu/rna", adata)

多模态组学分析

《muon》集成了多组学分析的一套方法。这些方法解决将多组学数据作为输入的挑战。例如，对于单组学分析，人们会使用主成分分析，而《muon》提供了一个运行多组学因子分析的方法。

# Unimodal
import scanpy as sc
sc.tl.pca(adata)

# Multimodal
import muon as mu
mu.tl.mofa(mdata)

单个实验

单个实验以AnnData对象的形式存储，这使每个实验都可以使用所有默认的scanpy功能。

import scanpy as sc

sc.tl.umap(mdata.mod["rna"])

通常，容器内的一个模态可以通过变量引用，使代码更简洁。

rna = mdata.mod["rna"]
sc.pl.umap(rna)

《muon》中的模块

《muon》附带了一系列模块，可以与scanpy的API一起使用。这些模块以各自的测序协议命名，并包含一些有用的特殊函数。将它们作为双字母缩写导入也很方便。

# ATAC module:
from muon import atac as ac

# Protein (epitope) module:
from muon import prot as pt

一些实现细节在DESIGN.md中记录。

欢迎以问题、拉取请求或讨论的形式做出贡献。

引用

如果您在工作中使用了《muon》，请按照以下方式引用《muon》出版物：

MUON：多组学分析框架

Danila Bredikhin, Ilia Kats, Oliver Stegle

Genome Biology 2022 Feb 01. doi: 10.1186/s13059-021-02577-8.

您可以根据以下方式引用scverse出版物：

scverse项目为单细胞组学数据分析提供了一个计算生态系统

Isaac Virshup, Danila Bredikhin, Lukas Heumos, Giovanni Palla, Gregor Sturm, Adam Gayoso, Ilia Kats, Mikaela Koutrouli, Scverse社区, Bonnie Berger, Dana Pe’er, Aviv Regev, Sarah A. Teichmann, Francesca Finotello, F. Alexander Wolf, Nir Yosef, Oliver Stegle & Fabian J. Theis

Nat Biotechnol. 2023 Apr 10. doi: 10.1038/s41587-023-01733-8.

《muon》是scverse项目的一部分（网站，治理），并由NumFOCUS资助。请考虑为捐赠提供可抵扣税款，以帮助项目支付开发者时间、专业服务、差旅、研讨会和各种其他需求。