容忍子集 .fastq 不匹配的 Grep

Question

我在 linux 集群上使用 bash。如果它们包含与查询序列的匹配项，我正在尝试从 .fastq 文件中提取读数。下面是一个包含三个读数的示例 .fastq 文件。

$ cat example.fastq

@SRR1111111.1 1/1
CTGGANAAGTGAAATAATATAAATTTTTCCACTATTGAATAAAAGCAACTTAAATTTTCTAAGTCG
+
AAAAA#EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEAEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEA<AAEEEEE<6
@SRR1111111.2 2/1
CTATANTATTCTATATTTATTCTAGATAAAAGCATTCTATATTTAGCATATGTCTAGCAAAAAAAA
+
AAAAA#EE6EEEEEEEEEEEEAAEEAEEEEEEEEEEEE/EAE/EAE/EA/EAEAAAE//EEAEAA6
@SRR1111111.3 3/1
CTATANTATTGAAATAATAATGTAGATAAAACTATTGAATAACAGCAACTTAAATTTTCAATAAGA
+
AAAAA#EE6EEEEEEEEEEEEAAEEAEEEEEEEEEEEE/EAE/EAE/EA/EAEAAAE//EEAEAA6

我想提取包含序列 GAAATAATA 的读数。我可以使用 grep 执行此提取，如以下命令所示。

$ grep -F -B 1 -A 2 "GAAATAATA" example.fastq > MATCH.fastq

$ cat MATCH.fastq

@SRR1111111.1 1/1
CTGGANAAGTGAAATAATATAAATTTTTCCACTATTGAATAAAAGCAACTTAAATTTTCTAAGTCG
+
AAAAA#EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEAEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEA<AAEEEEE<6
@SRR1111111.3 3/1
CTATANTATTGAAATAATAATGTAGATAAAACTATTGAATAACAGCAACTTAAATTTTCAATAAGA
+
AAAAA#EE6EEEEEEEEEEEEAAEEAEEEEEEEEEEEE/EAE/EAE/EA/EAEAAAE//EEAEAA6

但是，此策略不容忍任何不匹配。例如，包含序列 GAAATGATA 的读取将被忽略。我需要这个提取来容忍查询序列中任何位置的一个不匹配。所以我的问题是我怎样才能做到这一点？是否有可用的序列比对包，其功能与 grep 类似？是否有可用的执行此类操作的 fastq 子集包？需要注意的是速度非常重要。感谢您的指导。

Answer 1

这是一个解决方案，使用 agrep 获取匹配项的记录数，并使用 awk 打印出具有某些上下文的记录（由于缺少 -A 和 -B agrep):

$ agrep -1 -n  "GAAATGATA" file | 
  awk -F: 'NR==FNR{for(i=(-1);i<=(+2);i++)a[i];next}FNR in a' - file

输出：

@SRR1111111.1 1/1
CTGGANAAGTGAAATAATATAAATTTTTCCACTATTGAATAAAAGCAACTTAAATTTTCTAAGTCG
+
AAAAA#EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEAEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEA<AAEEEEE<6
@SRR1111111.3 3/1
CTATANTATTGAAATAATAATGTAGATAAAACTATTGAATAACAGCAACTTAAATTTTCAATAAGA
+
AAAAA#EE6EEEEEEEEEEEEAAEEAEEEEEEEEEEEE/EAE/EAE/EA/EAEAAAE//EEAEAA6

Answer 2

您可以尝试模式文件 -

$: cat GAAATAATA
.AAATAATA
G.AATAATA
GA.ATAATA
GAA.TAATA
GAAA.AATA
GAAAT.ATA
GAAATA.TA
GAAATAA.A
GAAATAAT.

然后

grep -B 1 -A 2 -f GAAATAATA example.fastq > MATCH.fastq

但是为每个可能的单个更改添加完整的正则表达式解析和替代模式可能会减慢过程...

responding to question in comments:

对于给定的值$word，比如word=GAAATAATA，

awk '{
  for ( i=1; i<=length([=12=]); i++ ) {
     split([=12=],tmp,""); tmp[i]=".";
     for ( n=1; n<=length([=12=]); n++ ) { printf tmp[n]; }
     printf "\n";
  }
}' <<< "$word" > "$word"

这将创建这个特定的文件。希望能有所帮助，但请记住，这会慢很多，因为您现在使用的是正则表达式而不是仅仅匹配纯字符串，AND 您正在引入一系列替代模式来匹配.. .

Answer 3

这应该有效，但如果您问题中的 MATCH.fastq 是否是预期输出，或者即使您的示例输入包含任何需要找到有效解决方案的案例，我也不知道它是否真的有效:

$ cat tst.awk
BEGIN {
    for (i=1; i<=length(seq); i++) {
        regexp = regexp sep substr(seq,1,i-1) "." substr(seq,i+1)
        sep = "|"
    }
}
{ rec = rec [=10=] ORS }
!(NR % 4) {
    if (rec ~ regexp) {
        printf "%s", rec
    }
    rec = ""
}

$ awk -v seq='GAAATAATA' -f tst.awk example.fastq
@SRR1111111.1 1/1
CTGGANAAGTGAAATAATATAAATTTTTCCACTATTGAATAAAAGCAACTTAAATTTTCTAAGTCG
+
AAAAA#EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEAEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEA<AAEEEEE<6
@SRR1111111.3 3/1
CTATANTATTGAAATAATAATGTAGATAAAACTATTGAATAACAGCAACTTAAATTTTCAATAAGA
+
AAAAA#EE6EEEEEEEEEEEEAAEEAEEEEEEEEEEEE/EAE/EAE/EA/EAEAAAE//EEAEAA6

容忍子集 .fastq 不匹配的 Grep

Grep that tolerates mismatches to subset .fastq

awk

grep

bioinformatics

sequencing

fastq