手把手教你给KEGG pathway图标注颜色

今天是六一儿童节，祝宝宝们节日快乐。

KEGG是一个整合了基因、化合物、酶和系统功能的数据库，它利用图形来表征代谢通路，以及各种通路间的关系，使得研究者能够在系统层面了解所关注的代谢通路（pathway）。

KEGG通路图因其形式美观、容易理解等优点，在论文中经常出现，特别是标注感兴趣的基因/化合物后，结果更加清晰。

以小鼠MAPK signaling pathway为例，该通路的id为mmu04010。要将感兴趣的基因或者化合物标注颜色，我们可以直接在KEGG网站进行操作。

1.打开通路对应的pathway图链接

https://www.genome.jp/pathway/mmu04010

其中左侧是功能区，用来搜索，上色等。

右侧为pathway图，网页版时该图为交互式的，即鼠标放在某元素上，会弹出相应的信息。

2.寻找感兴趣的基因或者化合物

一般我们获得的都是gene symbol。例如，我们对Mknk2、Gadd45b、Map2k2、Igf1、Ptprr这5个基因比较感兴趣（例如差异表达）。我们可以搜索这5个基因对应的geneid（或者化合物id）。这里我们在左上角Search下面的输入框中输入Mknk2，点击GO按钮。

然后会在输入框下面显示所查询基因对应的geneid 17347（黄色背景所示），同时会在绘图区展示出该基因所在的位置，鼠标悬停在查询结果的17347上时，右侧图对应位置会高亮。这里每次只能查询1个，所以我们需要查询5次，以确定我们待标注基因的geneid，以备后续给图标注颜色使用。

17347 Mknk2

17873 Gadd45b

26396 Map2k2

16000 Igf1

19279 Ptprr

注意：这里搜索策略是文本匹配，因此可能会出现1对多的结果，这时需要仔细找到精确匹配结果。

当然，若有geneid，也可以使用ID search

3.设置颜色

获得对应的id后，我们可以在txt编辑器中编辑颜色，每行一个，包括id和颜色两列，空格分隔。例如：

4.标注颜色

点击Color右侧的“+”，拷贝步骤3整理好的结果，粘贴到输入框中，然后点击“Exec”按钮执行上色。

5.下载

点击“Exec”按钮后，即可获得上色后的图，点击图上面的“Image file”即可下载标注好颜色的通路图。

注意：由于一个元素可能包含多个基因，或者1个基因出现在多个元素中，因此待标注的基因数可能与最终结果的个数不一致。

我们也可以使用多种颜色，支持RGB颜色，例如 #FF0000表示red，#0000FF表示blue等。但是需要注意颜色不能与名字颜色一致，例如名字颜色是黑色，那么标注黑色就不妥。

当然，我们也可以使用pathview R包来标注颜色。其原理是：KEGG pathway图是用KGML（KEGG Markup Language）语言存储的。一个pathway图对应有一个KGML文件。图上的元素可以在其对应的KGML文件中找到。因此，找到KGML中对应元素的位置信息，例如矩形元素包括x,y坐标及高度和长度，根据这4个信息即可为相应矩形渲染颜色。

在线标注vs本地标注。在线标注所使用的数据是最新的，而本地程序可能不是最新的（针对那些自行下载的KGML和pathway图），或者会因为网络问题标注失败。

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