Bowtie和Bowtie 2的安装和使用详解(step by step)

     之前我硕士期间主要做的是 预测蛋白质和ncRNA在细胞中的分布， 即蛋白质和ncRNA亚细胞定位的预测，处理高通量数据的时间不多，都是帮别人处理，自己没有系统地了解。现在必须要从头到尾自己处理了，记录一下主要环节。

     我的目的是要分析网络，研究cell type conversion,  构建网络完全不是研究目的，更不是去研究高通量数据的处理，我只想利用已有工具尽快完成第一步，搞定网络的构建，已便把主要时间和精力放在网络的分析和new mathematical theory of complex systems or complex networks 上面。

1. 下载

Bowtie和Bowtie 2都可以在这里下载：  http://sourceforge.net/projects/bowtie-bio/files/

这里以 Building from source 为例子， 从而需要下载其源代码，而非针对特定OS已经编译好了的binary release.  从而 32bit和64bit的Windows, Linux, Mac OS 都可以这样做。

我下载的是以下2个文件：

bowtie-1.0.0-src.zip

bowtie2-2.1.0-source.zip

2. 编译

分别解压下载的那2个文件，打开linux terminal (我用的是Linux Mint, 64 bit), 让terminal进入解压后的某一个目录，比如bowtie2-2.1.0， 运行“make”。 若编译没有异常，编译好以后分别运行：

chmod 777 bowtie2

./bowtie2

若没有问题，会显示出bowtie2的使用信息。

bowtie-1.0.0同上：

cd   /home/lilab/bowtie-1.0.0

make

chmod 777 bowtie

./bowtie

若下载的是已经编译好了的二进制可执行文件，则可以跳过这一步。

3. 下载参考基因组

既然是把测序片段比对到参考基因组上，当然就需要reads and reference genome,  reads就是自己要处理的数据， 对应物种的 reference genome需要在数据库中下载。

对于bowtie-1.0.0:

关键是要Indexing a reference genome，   Bowtie网站（ http://bowtie-bio.sourceforge.net/index.shtml ） 的右边有Pre-built indexes，根据物种下载相应的文件，这个文件解压后可以直接使用，若下载的是FASTA格式的基因组，需要Building a new index，用bowtie-build.

这里以酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）为例， Pre-built indexes里面有这个物种，直接下载得到文件“s_cerevisiae.ebwt.zip”。  解压， 得到文件夹s_cerevisiae.ebwt，里面有几个文件。

把解压后的文件（不是文件夹）copy到目录 bowtie-1.0.0/indexes下面。

添加环境变量：

export BOWTIE_INDEXES=absolute/path/to/bowtie/indexes

此时在目录bowtie-1.0.0下运行命令：

./bowtie  -c  s_cerevisiae   ATTGTAGTTCGAGTAAGTAATGTGGGTTTG

若没有问题，则会显示map结果。

其中的s_cerevisiae是指reference genome，上面copy到目录 bowtie-1.0.0/indexes下面的文件的名称都是以s_cerevisiae开头的，与文件的名称的第一个点号前面的内容完全一致（这一点是必须的）。

对于bowtie2-2.1.0:

若下载的是FASTA格式的基因组，需要Building a new index，用bowtie2-build, 就像其manual所说的“You can use bowtie2-build to create an index for a set of FASTA files obtained from any source, including sites such as UCSC, NCBI, and Ensembl. ”

还是以S. cerevisiae为例，先下载fasta格式的参考基因组：

http://hgdownload.soe.ucsc.edu/goldenPath/sacCer3/bigZips/

下载chromFa.tar.gz或chromFaMasked.tar.gz

解压，一个文件里放的是一条染色体序列，最好把所有序列放到一个文件“s_cerevisiae.fasta”里，这个小任务你可以手动完成，也可以用linux shell命令，我为此用perl写了几行代码，也可以用：

https://github.com/bigdataage/SmallTools/blob/master/merge.pl

 然后在目录bowtie2-2.1.0下运行：

./bowtie2-build   s_cerevisiae.fasta    s_cerevisiae

若正常运行完，则可以使用了。

测试一下：

./bowtie2  -c  s_cerevisiae   ATTGTAGTTCGAGTAAGTAATGTGGGTTTG

4. 使用
这个和具体情况关系很大，参数自己弄懂后再决定。

比如：

对于bowtie-1.0.0:

./bowtie    -q -S -t   -p 80   -m 1  -v 3   --best --strata  s_cerevisiae  1.fastq  1.sam

对于bowtie2-2.1.0:

./bowtie2  -x s_cerevisiae   1.fastq  -S  1.sam

inputs are reads file 1.fastq and reference genome s_cerevisiae.

output file is 1.sam.

Bowtie2使用方法与参数详细介绍

5. 添加环境变量

上面其实就完全可以用了，但是只能在目录bowtie-1.0.0或bowtie2-2.1.0下使用，不能在其它目录下使用。

在当前用户的主目录下找到隐藏文件“.profile”或类似文件，在这个文件的末尾增加2行，把bowtie所在的目录加到变量PATH中，比如我增加的两行是：

export   PATH=$PATH:/home/lilab/ProgramFiles/bowtie2-2.1.0/
export   PATH=$PATH:/home/lilab/ProgramFiles/bowtie-1.0.0/

export BOWTIE_INDEXES=absolute/path/to/bowtie-1.0.0/indexes

注销一下，或运行： source  ~/.profile

这样就可以在当前用户的主目录下的任何目录下使用bowtie和bowtie2了。

OK！