BLAST #

생물정보학에 관심이 있어 처음 접하는 경우 가장 많이 보고 사용하는 Tool은 아마도 BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)일 것이다. BLAST는 1990년 처음 소개된 후 Alignment를 중심으로 다양한 기능분석에 활용하는 프로그램으로 발전하였으며, 스마트시대에도 최고의 성능을 보인다. BLAST의 기본 사용법은 이 페이지를 참조한다. BLAST는 버젼 업데이트를 하면서 발전해갔는데, 2000년 중후반에 NGS등의 대용량 데이터가 쏟아져 나오면서 기존의 BLAST의 속도로는 대용량 query나 검색 등을 하기에는 버거워졌다.

BLAST program #

BLAST를 진행하기 위해서 내가 넣어준 query 서열이 nucleotide sequence 인지 Protein sequence인지에 따라 BLAST program이 달라진다.

BLAST program은 총 다섯가지이며 nucleotide sequence가 input일 경우, blastn, tblastx, blastx를 이용하고, Protein sequence가 input일 경우, blastp, tblastn을 이용한다.

• blastn : Nucleotide sequence 간의 비교
• tblastx : Query nucleotide sequence와 nucleotide sequence DB를 6frame으로 변환 후 비교
• blastx : Query nucleotide sequence를 6frame으로 변환 후 Protein sequence DB와 비교
• blastp : Protein sequence 간의 비교
• tblastn : Nucleotide sequence DB를 6frame으로 변환 후 query Protein sequence와 비교

BLAST+ 출현 #

기존의 BLAST가 갖고 있던 한계를 극복하기 위하여 2008년 BLAST+ 2.2.16 internal release (August 21, 2008.)를 시초로 BLAST+가 소개되었다. BLAST+는 기존 BLAST 사용자에게는 생소한 프로그램이나 BLAST의 업그레이드 버전이므로 기능적으로는 큰 차이가 없고 점점 늘어나는 데이터를 효율적으로 다루기 위해 좀더 빨라졌고 성능이 개선되었다.

BLAST와 BLAST+ 비교 #

두 프로그램의 구성 프로그램은 유사하므로 BLAST+를 사용하기 위한 실제 사용자 위주의 명령어 비교가 좀 더 이해가 빠를것이다.

명령어 비교 #

BLAST+를 실행하는 명령어는 좀 더 직관적으로 표현이 되어 이해하기 쉽다. 또한 기존에 잘 사용하는 output 모드인 tabular 이외에 좀 더 활용이 용이하도록 추가되었다.

makblastdb(formatdb) 생성의 예시

* BLAST+
makeblastdb -in <input.fasta> -input_type <fasta> -dbtype {nucl|prot} -parse_seqids -hash_index -mask_data {dustmasker/segmasker/windowmasker} -max_file_sz {1GB/2GB/...}

* BLAST
formatdb -i nr -n ../../newest_blast/blast/nr -p T -L zebrafish -F zebrafish.gi -t "My zebrafish database"

blast 실행 예시

* BLAST+
blastn -query <input.fasta> -db <blastdb or formatdb> -out <output.file> -evalue <e-value> -outfmt {0/1/..11} -num_threads <number thread>

* BLAST
blastall -p blastn -d zebrafish -i MYQUERY -o MYOUTPUT

BLAST 실행 팁 #

BLAST 결과 파일 포맷 변환 #

BLAST+에서만 지원되는 것으로 확인되는 blast_formatter라는 프로그램을 이용하면 하나의 결과 파일을 다양한 포맷 (위의 output 모드 참고)으로 변환이 가능하다. 단 주의할 점은 처음 BLAST (BLAST+) 수행시 output 모드를 asn 포맷으로 지정해 주어야 한다는 점이다 (-m 11).

blast_formatter의 예시는 다음과 같다. -outfmt에서 입력받는 값은 BLAST+의 -m (-outfmt)와 동일하게 작용한다.

blast_formatter -archive [output].asn -outfmt 6 -out [output].tabular

OmicsBox 분석을 위한 BLAST output 생성 #

OmicsBox (구 Blast2GO)분석을 위해서는 Blast+ v2.2.31 이상에서 지원하는 XML2 포맷으로 결과를 출력하여야 한다. XML2 format은 다음과 같이 2개의 출력 포맷으로 결과를 받을 수 있다.

14 = Multiple-file BLAST XML2,
16 = Single-file BLAST XML2,

이때 outfmt=14로 주면 수많은 xml2 파일이 생성되므로 outfmt=16으로 분석을 수행하는 편이 더욱 좋다.

참고문헌 및 사이트 #

BLAST+ 매뉴얼

내부 링크 #

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