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depmap

암세포주의 유전자 의존성 점수(CRISPR Chronos), 약물 민감도 데이터, 유전자 효과 프로필을 조회하기 위해 암 의존성 맵(DepMap)을 질의합니다. 암 특이적 취약점 확인, 합성 치사 상호작용 발견, 항암제 표적 검증에 사용합니다.

depmap란 무엇인가요?

이 스킬은 Broad Institute에서 운영하는 암 의존성 맵(DepMap) 프로젝트의 데이터에 접근하여 암 세포주 전반의 유전자 의존성을 체계적으로 분석할 수 있게 해줍니다. DepMap은 CRISPR knockout 스크리닝(Chronos), RNA 간섭(DEMETER2), 그리고 PRISM 화합물 민감도 분석을 통해 생성된 유전자 의존성 점수와 약물 민감도 데이터를 제공합니다. 유저는 DepMap API를 통해 단일 유전자 의존성 점수를 질의하거나, 대규모 다운로드 파일(CRISPRGeneEffect.csv, sample_info.csv 등)을 받아 로컬에서 분석할 수 있습니다. 주요 기능으로는 암 타입별 표적 검증, 합성 치사 상호작용 발견, 바이오마커 분석(유전자 효과와 돌연변이 간 상관관계), 공동 필수성(co-essentiality) 분석 등이 있으며, Python(pandas, scipy)을 활용한 코드 예제가 제공됩니다. 이 스킬은 Claude Code, Cursor, Codex 등 명령어 기반 AI 코딩 어시스턴트에서 바로 사용할 수 있으며, 개발자와 생물정보학 연구자가 DepMap 데이터를 기반으로 약물 표적 발굴 및 전임상 검증 작업을 효과적으로 수행하도록 돕습니다.

지원 대상~Claude Code~Codex CLI~Cursor
npx skills add https://github.com/K-Dense-AI/scientific-agent-skills/tree/main/skills/depmap

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문서

DepMap — 암 의존성 맵

개요

암 의존성 맵(DepMap) 프로젝트는 Broad Institute에서 운영하며, 전장 유전체 CRISPR knockout 스크리닝(DepMap CRISPR), RNA 간섭(RNAi), 및 화합물 민감도 분석(PRISM)을 통해 수백 개의 암 세포주에 걸친 유전적 의존성을 체계적으로 특성화합니다. DepMap 데이터는 다음 작업에 필수적입니다:

  • 특정 암 유형에 필수적인 유전자 확인
  • 암 선택적 의존성(치료 표적) 발견
  • 항암제 표적 검증
  • 합성 치사 상호작용 발견

주요 리소스:

이 스킬을 사용해야 하는 경우

다음과 같은 상황에서 DepMap을 사용하세요:

  • 표적 검증: 특정 돌연변이(예: KRAS 돌연변이)를 가진 암 세포주에서 유전자가 생존에 필수적인가?
  • 바이오마커 발견: 어떤 유전체 특징이 유전자 녹아웃에 대한 민감성을 예측하는가?
  • 합성 치사: 다른 유전자가 돌연변이/결실되었을 때 선택적으로 필수적인 유전자를 찾는다.
  • 약물 민감도: 어떤 세포주 특징이 화합물에 대한 반응을 예측하는가?
  • 범암 필수성: 유전자가 모든 암 유형에서 광범위하게 필수적인가(나쁜 표적) 아니면 선택적으로 필수적인가?
  • 상관관계 분석: 어떤 유전자 쌍이 상관된 의존성 프로필(공동 필수성)을 가지는가?

핵심 개념

의존성 점수

점수범위의미
Chronos (CRISPR)~ -3 ~ 0 이상더 음수일수록 더 필수적. 일반적 필수 임계값: −1. 전범위 필수 유전자 ~−1 ~ −2
RNAi DEMETER2~ -3 ~ 0 이상Chronos와 유사한 척도
유전자 효과정규화됨정규화된 Chronos; −1 = 일반 필수 유전자의 중간 효과

주요 임계값:

  • Chronos ≤ −0.5: 의존 가능성 있음
  • Chronos ≤ −1: 강하게 의존 (일반 필수 유전자 범위)

세포주 주석

각 세포주에는 다음 정보가 있습니다:

  • DepMap_ID: 고유 식별자 (예: ACH-000001)
  • cell_line_name: 사람이 읽을 수 있는 이름
  • primary_disease: 암 유형
  • lineage: 광범위한 조직 계통
  • lineage_subtype: 특정 하위 유형

핵심 기능

1. DepMap API

import requests
import pandas as pd

BASE_URL = "https://depmap.org/portal/api"

def depmap_get(endpoint, params=None):
    url = f"{BASE_URL}/{endpoint}"
    response = requests.get(url, params=params)
    response.raise_for_status()
    return response.json()

2. 유전자 의존성 점수

def get_gene_dependency(gene_symbol, dataset="Chronos_Combined"):
    """모든 세포주에 대해 특정 유전자의 CRISPR 의존성 점수를 가져옵니다."""
    url = f"{BASE_URL}/gene"
    params = {
        "gene_id": gene_symbol,
        "dataset": dataset
    }
    response = requests.get(url, params=params)
    return response.json()

# 또는 /data 엔드포인트 사용:
def get_dependencies_slice(gene_symbol, dataset_name="CRISPRGeneEffect"):
    """데이터셋에서 특정 유전자의 의존성 슬라이스를 가져옵니다."""
    url = f"{BASE_URL}/data/gene_dependency"
    params = {"gene_name": gene_symbol, "dataset_name": dataset_name}
    response = requests.get(url, params=params)
    data = response.json()
    return data

3. 다운로드 기반 분석 (대규모 질의에 권장)

대규모 분석을 위해서는 DepMap 데이터 파일을 다운로드하여 로컬에서 분석하세요:

import pandas as pd
import requests, os

def download_depmap_data(url, output_path):
    """DepMap 데이터 파일을 다운로드합니다."""
    response = requests.get(url, stream=True)
    with open(output_path, 'wb') as f:
        for chunk in response.iter_content(chunk_size=8192):
            f.write(chunk)

# DepMap 24Q4 데이터 파일 (필요시 버전 업데이트)
FILES = {
    "crispr_gene_effect": "https://figshare.com/ndownloader/files/...",
    # 또는 https://depmap.org/portal/download/all/ 에서 다운로드
    # 사용 가능한 파일:
    # CRISPRGeneEffect.csv - Chronos 유전자 효과 점수
    # OmicsExpressionProteinCodingGenesTPMLogp1.csv - mRNA 발현
    # OmicsSomaticMutationsMatrixDamaging.csv - 돌연변이 이진 행렬
    # OmicsCNGene.csv - 복제수
    # sample_info.csv - 세포주 메타데이터
}

def load_depmap_gene_effect(filepath="CRISPRGeneEffect.csv"):
    """
    DepMap CRISPR 유전자 효과 행렬을 로드합니다.
    행 = 세포주 (DepMap_ID), 열 = 유전자 (Symbol (EntrezID))
    """
    df = pd.read_csv(filepath, index_col=0)
    # 열 이름을 유전자 기호로만 변경
    df.columns = [col.split(" ")[0] for col in df.columns]
    return df

def load_cell_line_info(filepath="sample_info.csv"):
    """세포주 메타데이터를 로드합니다."""
    return pd.read_csv(filepath)

4. 선택적 의존성 식별

import numpy as np
import pandas as pd

def find_selective_dependencies(gene_effect_df, cell_line_info, target_gene,
                                 cancer_type=None, threshold=-0.5):
    """특정 유전자에 선택적으로 의존하는 세포주를 찾습니다."""

    # 대상 유전자의 점수 가져오기
    if target_gene not in gene_effect_df.columns:
        return None

    scores = gene_effect_df[target_gene].dropna()
    dependent = scores[scores <= threshold]

    # 세포주 정보 추가
    result = pd.DataFrame({
        "DepMap_ID": dependent.index,
        "gene_effect": dependent.values
    }).merge(cell_line_info[["DepMap_ID", "cell_line_name", "primary_disease", "lineage"]])

    if cancer_type:
        result = result[result["primary_disease"].str.contains(cancer_type, case=False, na=False)]

    return result.sort_values("gene_effect")

# 예제 사용 (데이터 로드 후)
# df_effect = load_depmap_gene_effect("CRISPRGeneEffect.csv")
# cell_info = load_cell_line_info("sample_info.csv")
# deps = find_selective_dependencies(df_effect, cell_info, "KRAS", cancer_type="Lung")

5. 바이오마커 분석 (유전자 효과 vs 돌연변이)

import pandas as pd
from scipy import stats

def biomarker_analysis(gene_effect_df, mutation_df, target_gene, biomarker_gene):
    """
    biomarker_gene의 돌연변이가 target_gene에 대한 의존성을 예측하는지 테스트합니다.

    Args:
        gene_effect_df: CRISPR 유전자 효과 DataFrame
        mutation_df: 이진 돌연변이 DataFrame (1 = 돌연변이 있음)
        target_gene: 의존성을 평가할 유전자
        biomarker_gene: 돌연변이가 의존성을 예측할 수 있는 유전자
    """
    if target_gene not in gene_effect_df.columns or biomarker_gene not in mutation_df.columns:
        return None

    # 세포주 정렬
    common_lines = gene_effect_df.index.intersection(mutation_df.index)
    scores = gene_effect_df.loc[common_lines, target_gene].dropna()
    mutations = mutation_df.loc[scores.index, biomarker_gene]

    mutated = scores[mutations == 1]
    wt = scores[mutations == 0]

    stat, pval = stats.mannwhitneyu(mutated, wt, alternative='less')

    return {
        "target_gene": target_gene,
        "biomarker_gene": biomarker_gene,
        "n_mutated": len(mutated),
        "n_wt": len(wt),
        "mean_effect_mutated": mutated.mean(),
        "mean_effect_wt": wt.mean(),
        "pval": pval,
        "significant": pval < 0.05
    }

6. 공동 필수성 분석

import pandas as pd

def co_essentiality(gene_effect_df, target_gene, top_n=20):
    """의존성 프로필이 가장 상관관계가 높은 유전자(공동 필수 파트너)를 찾습니다."""
    if target_gene not in gene_effect_df.columns:
        return None

    target_scores = gene_effect_df[target_gene].dropna()

    correlations = {}
    for gene in gene_effect_df.columns:
        if gene == target_gene:
            continue
        other_scores = gene_effect_df[gene].dropna()
        common = target_scores.index.intersection(other_scores.index)
        if len(common) < 50:
            continue
        r = target_scores[common].corr(other_scores[common])
        if not pd.isna(r):
            correlations[gene] = r

    corr_series = pd.Series(correlations).sort_values(ascending=False)
    return corr_series.head(top_n)

# 공동 필수 유전자는 종종 동일한 생물학적 복합체 또는 경로를 공유합니다

질의 워크플로우

워크플로우 1: 암 유형에 대한 표적 검증

  1. CRISPRGeneEffect.csv와 sample_info.csv 다운로드
  2. 암 유형별로 세포주 필터링
  3. 암 세포주와 다른 모든 세포주에서 표적 유전자의 평균 유전자 효과 계산
  4. 선택성 계산: 의존성이 특정 암 유형에 얼마나 특이적인가?
  5. 바이오마커로서 돌연변이, 발현 또는 CNA 데이터와 교차 참조

워크플로우 2: 합성 치사 스크리닝

  1. 관심 유전자(예: BRCA1 돌연변이)의 돌연변이/결실이 있는 세포주 식별
  2. 돌연변이 세포주와 야생형 세포주에서 모든 유전자의 유전자 효과 점수 계산
  3. 돌연변이 세포주에서 유의하게 더 필수적인 유전자(합성 치사 파트너) 식별
  4. 선택성과 효과 크기로 필터링

워크플로우 3: 화합물 민감도 분석

  1. PRISM 화합물 민감도 데이터 다운로드 (primary-screen-replicate-treatment-info.csv)
  2. 화합물 AUC/log2(폴드 변화)와 유전체 특징 간 상관관계 분석
  3. 화합물 민감도에 대한 예측 바이오마커 식별

DepMap 데이터 파일 참조

파일설명
CRISPRGeneEffect.csvCRISPR Chronos 유전자 효과 (주 의존성 데이터)
CRISPRGeneEffectUnscaled.csv스케일링되지 않은 CRISPR 점수
RNAi_merged.csvDEMETER2 RNAi 의존성
sample_info.csv세포주 메타데이터 (계통, 질병 등)
OmicsExpressionProteinCodingGenesTPMLogp1.csvmRNA 발현
OmicsSomaticMutationsMatrixDamaging.csv유해 체세포 돌연변이 (이진)
OmicsCNGene.csv유전자당 복제수
PRISM_Repurposing_Primary_Screens_Data.csv약물 민감도 (재창출 라이브러리)

모든 파일 다운로드: https://depmap.org/portal/download/all/

모범 사례

  • Chronos 점수 사용 (DEMETER2 아님) — 절단 효율에 대해 더 잘 제어됨
  • 전범위 필수 유전자와 암 선택적 유전자 구분: 분산이 낮은(모든 세포주에서 필수인) 표적 유전자는 좋은 약물 표적이 아님
  • 발현 데이터로 검증: 세포주에서 발현되지 않는 유전자는 실제 기능과 관계없이 비필수로 점수 매겨짐
  • 세포주 식별에 DepMap ID 사용 — cell_line_name은 모호할 수 있음
  • 복제수 고려: 증폭된 유전자는 복제수 효과(정크 DNA 가설)로 인해 필수로 나타날 수 있음
  • 다중 검정 보정: 전장 유전체 바이오마커 연관성을 계산할 때 FDR 보정 적용

추가 리소스

Individual skills in this repo

This repo contains 20 individual skills — each has its own dedicated page.

adaptyv

How to use the Adaptyv Bio Foundry API and Python SDK for protein experiment design, submission, and results retrieval. Use this skill whenever the user mentions Adaptyv, Foundry API, protein binding assays, protein screening experiments, BLI/SPR assays, thermostability assays, or wants to submit protein sequences for experimental characterization. Also trigger when code imports `adaptyv`, `adaptyv_sdk`, or `FoundryClient`, or references `foundry-api-public.adaptyvbio.com`.

aeon

This skill should be used for time series machine learning tasks including classification, regression, clustering, forecasting, anomaly detection, segmentation, and similarity search. Use when working with temporal data, sequential patterns, or time-indexed observations requiring specialized algorithms beyond standard ML approaches. Particularly suited for univariate and multivariate time series analysis with scikit-learn compatible APIs.

alphagenome

Look up precomputed AlphaGenome Atlas effects for any GRCh38 single-nucleotide variant (AVI score with Phred and 18 SHAP feature attributions, plus raw and quantile scores for RNA-seq, DNase, ATAC, ChIP-TF, ChIP-histone, CAGE, PRO-cap, splicing, polyadenylation and contact-map tracks), score variants or scan windows on demand with the AlphaGenome model for human and mouse (variant scoring, in silico mutagenesis, REF-versus-ALT track prediction), and build Atlas website deep links. Use when the user mentions AlphaGenome, AlphaGenome Atlas, AVI or AlphaGenome Variant Impact, DeepMind variant effect prediction, or wants to prioritise or mechanistically interpret non-coding, regulatory, splicing, enhancer, promoter, or chromatin-accessibility effects of SNVs from a VCF, credible set, or region. Research use only; not a clinical tool.

analytical-method-validation

Plan, execute, and document validation, verification, and transfer of analytical procedures under the governing framework - ICH Q2(R2) and Q14, USP <1220>/<1225>/<1226>, ICH M10 bioanalytical, CLSI EP, or ISO/IEC 17025. Use for HPLC, LC-MS/MS, GC, CE, ICP-MS, dissolution, qNMR, qPCR, NIR, and ligand binding or cell-based assays whenever the question is whether a procedure is fit for its intended purpose. Triggers include

anndata

Data structure for annotated matrices in single-cell analysis. Use when working with .h5ad files or integrating with the scverse ecosystem. This is the data format skill—for analysis workflows use scanpy; for probabilistic models use scvi-tools; for population-scale queries use cellxgene-census.

arbor

Autonomously improve a real artifact (code, training recipe, agent harness, data pipeline, prompt) against an objective and an evaluator, using Hypothesis Tree Refinement (HTR) from the Arbor paper. Use this whenever someone wants to iteratively optimize something over many experiments without overfitting — e.g.

arboreto

Infer gene regulatory networks (GRNs) from gene expression data using scalable algorithms (GRNBoost2, GENIE3). Use when analyzing transcriptomics data (bulk RNA-seq, single-cell RNA-seq) to identify transcription factor-target gene relationships and regulatory interactions. Supports distributed computation for large-scale datasets.

astropy

Core Python library for astronomy and astrophysics workflows that need Astropy APIs, including units/quantities, coordinates, FITS I/O, tables, time systems, WCS, and cosmology. Use when implementing or debugging astronomical data analysis code with Astropy.

autoskill

Observe the user

benchling-integration

Benchling Python SDK and REST API integration for registry entities, inventory, ELN entries, workflows, Benchling Apps, and Data Warehouse queries. Use when automating lab data with benchling-sdk or the v2 API.

bgpt-paper-search

Search scientific papers and retrieve structured experimental data extracted from full-text studies via the BGPT MCP server. Returns 25+ fields per paper including methods, results, sample sizes, quality scores, and conclusions. Use for literature reviews, evidence synthesis, and finding experimental details not available in abstracts alone.

bids

>

biopython

Comprehensive molecular biology toolkit. Use for sequence manipulation, file parsing (FASTA/GenBank/PDB), phylogenetics, and programmatic NCBI/PubMed access (Bio.Entrez). Best for batch processing, custom bioinformatics pipelines, BLAST automation. For quick lookups use gget; for multi-service integration use bioservices.

bioservices

Unified Python interface to 40+ bioinformatics services. Use when querying multiple databases (UniProt, KEGG, ChEMBL, Reactome) in a single workflow with consistent API. Best for cross-database analysis, ID mapping across services. For quick single-database lookups use gget; for sequence/file manipulation use biopython.

bulk-rnaseq

End-to-end bulk RNA-seq orchestrator — takes raw FASTQ reads through QC and trimming (FastQC, fastp/Trim Galore), alignment and quantification (STAR, Salmon, featureCounts), assembles a gene-level counts matrix, then hands off to differential expression (pydeseq2), pathway/GSEA enrichment (pathway-enrichment), and publication figures (scientific-visualization). Use whenever the user has bulk RNA-seq reads or quant output and wants a complete, reproducible differential-expression workflow — e.g.

cellxgene-census

Query the CZ CELLxGENE Census programmatically for versioned public single-cell and spatial transcriptomics data. Use when you need population-scale cell metadata, gene expression slices, Census summary counts, source H5AD URIs/downloads, embeddings, spatial Census data, or reference atlas comparisons across organisms, tissues, diseases, assays, and cell types. For analyzing your own local single-cell data use scanpy, anndata, or scvi-tools.

cirq

Google quantum computing framework. Use when targeting Google Quantum AI hardware, designing noise-aware circuits, or running quantum characterization experiments. Best for Google hardware, noise modeling, and low-level circuit design. For IBM hardware use qiskit; for quantum ML with autodiff use pennylane; for physics simulations use qutip.

citation-management

Comprehensive citation management for academic research. Search OpenAlex, PubMed, and Google Scholar for papers, extract accurate metadata, validate citations, and generate properly formatted BibTeX entries. This skill should be used when you need to find papers, verify citation information, convert DOIs to BibTeX, or ensure reference accuracy in scientific writing.

clinical-decision-support

Prepare and validate research-only clinical decision-support evaluation, evidence-profile, cohort, survival, biomarker/model, privacy, and governance artifacts. Use for aggregate or synthetic research documentation and traceability—not patient care or live clinical operation.

clinical-reports

Create safety-bounded draft structures and run local deterministic checks for clinical case, diagnostic, trial, safety, and aggregate research reports. Use only with synthetic, de-identified, or aggregate inputs and verified source-fact manifests; every output requires qualified review.

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