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scikit-bio

생물학 데이터 툴킷. 서열 분석, 정렬, 계통수, 다양성 지표(알파/베타, UniFrac), 서열정렬법(PCoA), PERMANOVA, FASTA/Newick 입출력 등 미생물군집 분석을 위한 도구 모음입니다.

scikit-bio란 무엇인가요?

scikit-bio는 생물학 데이터 처리를 위한 포괄적인 Python 라이브러리로, DNA·RNA·단백질 서열 조작, 정렬, 계통수 분석, 미생물 생태학, 다변량 통계 등 다양한 생물정보학 작업을 지원합니다. 이 스킬은 FASTA, FASTQ, GenBank, Newick, BIOM 등 19가지 이상의 생물학 파일 형식을 자동으로 읽고 쓰며, 서열 역상보·전사·번역, 모티프 검색, 쌍별 정렬(pair_align), 계통수 구축(UPGMA, NJ 등), 알파/베타 다양성 지표(Bray-Curtis, UniFrac 등), 서열정렬법(PCoA, CCA, RDA), 통계 검정(PERMANOVA, ANOSIM, Mantel) 등을 수행할 수 있습니다. 개발자와 AI 에이전트 사용자는 이 라이브러리를 통해 미생물군집 데이터 마이닝, 진화 관계 분석, 생태학적 가설 검증을 효율적으로 진행할 수 있으며, 특히 Pandas, Polars, scipy, PyTorch, AnnData와의 호환성 덕분에 현대 데이터 과학 워크플로우에 자연스럽게 통합됩니다. scikit-bio는 0.6.0 이후로 서열 정렬, 통계, 입출력 시스템이 대폭 개선되었으며, 0.7.0에서는 pair_align과 같은 핵심 기능이 도입되어 더 강력하고 유연한 분석이 가능해졌습니다.

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

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scikit-bio은(는) 무엇을 하나요?

개요

scikit-bio는 생물학 데이터 작업을 위한 포괄적인 Python 라이브러리입니다. 이 스킬은 서열 조작, 정렬, 계통학, 미생물 생태학, 다변량 통계를 아우르는 생물정보학 분석에 사용됩니다.

이 스킬을 사용해야 할 때

이 스킬은 사용자가 다음과 같은 작업을 할 때 사용해야 합니다:

  • 생물학 서열(DNA, RNA, 단백질)을 다룰 때
  • 생물학 파일 형식(FASTA, FASTQ, GenBank, Newick, BIOM 등)을 읽거나 쓸 때
  • 서열 정렬을 수행하거나 모티프를 검색할 때
  • 계통수를 구축하거나 분석할 때
  • 다양성 지표(알파/베타 다양성, UniFrac 거리)를 계산할 때
  • 서열정렬법(PCoA, CCA, RDA)을 수행할 때
  • 생물학/생태학 데이터에 대한 통계 검정(PERMANOVA, ANOSIM, Mantel)을 실행할 때
  • 미생물군집 또는 군집 생태학 데이터를 분석할 때
  • 언어 모델로부터 생성된 단백질 임베딩을 다룰 때
  • 생물학 데이터 테이블을 조작해야 할 때

핵심 기능

1. 서열 조작

DNA, RNA, 단백질 데이터를 위한 특수 클래스를 사용하여 생물학 서열을 다룹니다.

주요 작업:

  • FASTA, FASTQ, GenBank, EMBL 형식의 서열 읽기/쓰기
  • 서열 슬라이싱, 연결, 검색
  • 역상보, 전사(DNA→RNA), 번역(RNA→단백질)
  • 정규 표현식을 사용한 모티프 및 패턴 찾기
  • 거리 계산(Hamming, k-머 기반)
  • 서열 품질 점수 및 메타데이터 처리

일반적인 패턴:

import skbio

# 파일에서 서열 읽기
seq = skbio.DNA.read('input.fasta')

# 서열 작업
rc = seq.reverse_complement()
rna = seq.transcribe()
protein = rna.translate()

# 모티프 찾기
motif_positions = seq.find_with_regex('ATG[ACGT]{3}')

# 속성 확인
has_degens = seq.has_degenerates()
seq_no_gaps = seq.degap()

중요 사항:

  • 문법적 서열(알파벳 검증 포함)에는 DNA, RNA, Protein 클래스를 사용
  • 알파벳 제한 없는 일반 서열에는 Sequence 클래스를 사용
  • 품질 점수는 FASTQ 파일에서 자동으로 위치 메타데이터에 로드됨
  • 메타데이터 유형: 서열 수준(ID, 설명), 위치별(염기별), 구간별(영역/특징)

2. 서열 정렬

pair_align 엔진(scikit-bio 0.7.0에서 도입)을 사용하여 쌍별 및 다중 서열 정렬을 수행합니다. 이 엔진은 다양하고 효율적인 동적 프로그래밍 정렬기입니다.

주요 기능:

  • 하나의 함수에서 전역, 지역, 반전역 정렬(자유 말단 구성 가능)
  • 편의 래퍼 pair_align_nucl(BLASTN 유사) 및 pair_align_prot(BLASTP 유사)
  • 구성 가능한 점수: 일치/불일치 튜플 또는 명명된 치환 행렬; 선형 또는 아핀 갭 패널티
  • PairAlignPath 결과는 CIGAR 문자열을 포함하며 정렬된 서열로 변환 가능
  • TabularMSA를 이용한 다중 서열 정렬 저장 및 조작

일반적인 패턴:

from skbio import DNA, Protein
from skbio.alignment import pair_align_nucl, pair_align_prot, pair_align, TabularMSA

# BLASTN 유사 기본값을 사용한 뉴클레오타이드 정렬
seq1, seq2 = DNA('ACTACCAGATTACTTACGGATCAGG'), DNA('CGAAACTACTAGATTACGGATCTTA')
aln = pair_align_nucl(seq1, seq2)
aln.score                                  # 정렬 점수 (float)
path = aln.paths[0]                        # PairAlignPath (repr은 CIGAR 표시)
aligned_seqs = path.to_aligned((seq1, seq2))  # 갭이 포함된 문자열 목록

# 정렬 경로 + 원본 서열로 TabularMSA 구축
msa = TabularMSA.from_path_seqs(path, (seq1, seq2))

# pair_align을 통해 알고리즘 사용자 정의 (기본 모드='global')
aln = pair_align(seq1, seq2, mode='local')                       # Smith-Waterman
aln = pair_align(seq1, seq2, sub_score=(2, -3), gap_cost=(5, 2)) # 아핀 갭
aln = pair_align(seq1, seq2, sub_score='NUC.4.4', gap_cost=3)    # 치환 행렬, 선형 갭

# 단백질 정렬 (BLASTP 유사, BLOSUM62)
aln = pair_align_prot(Protein('HEAGAWGHEE'), Protein('PAWHEAE'))

# 다중 정렬 파일을 읽고 요약
msa = TabularMSA.read('alignment.fasta', constructor=DNA)
consensus = msa.consensus()

중요 사항:

  • pair_align은 제거된 SSW 래퍼(local_pairwise_align_ssw, StripedSmithWaterman)와 폐기된 순수 Python 정렬기(global_pairwise_align, local_pairwise_align_nucleotide 등)를 대체
  • 결과는 PairAlignResult이며 score, paths, matrices로 언패킹 가능(keep_matrices=True로 DP 행렬 유지)
  • sub_score는 (match, mismatch) 튜플 또는 행렬 이름(예: 'NUC.4.4', 'BLOSUM62')을 허용; gap_cost는 단일 숫자(선형) 또는 (open, extend) 튜플(아핀)을 허용
  • 외부 CIGAR 문자열은 PairAlignPath.from_cigar('1I8M2D5M2I')로 파싱; 기존 정렬은 align_score(...)로 점수 계산, MSA로부터 거리 행렬은 align_dists(...)로 구축

3. 계통수

진화 관계를 나타내는 계통수를 구축, 조작 및 분석합니다.

주요 기능:

  • 거리 행렬로부터 계통수 구축(UPGMA/WPGMA, Neighbor Joining, GME, BME)
  • 최근접 이웃 교환(nni)을 사용한 계통수 재배열
  • 계통수 조작(가지치기, 재근원화, 순회)
  • 거리 계산(계통학적 cophenet, Robinson-Foulds compare_rfd)
  • ASCII 시각화
  • Newick 형식 입출력

일반적인 패턴:

from skbio import TreeNode
from skbio.tree import nj, upgma, gme, bme, rf_dists

# 파일에서 계통수 읽기
tree = TreeNode.read('tree.nwk')

# 거리 행렬로부터 계통수 구축
tree = nj(distance_matrix)

# 계통수 작업
subtree = tree.shear(['taxon1', 'taxon2', 'taxon3'])
tips = [node for node in tree.tips()]
lca = tree.lca(['taxon1', 'taxon2'])

# 거리 계산
patristic_dist = tree.find('taxon1').distance(tree.find('taxon2'))
cophenetic_dm = tree.cophenet()           # 말단 간 계통학적 거리 행렬

# 두 계통수 비교 (Robinson-Foulds)
rf_distance = tree.compare_rfd(other_tree)
# 여러 계통수 간 쌍별 RF 거리 -> DistanceMatrix
rf_dm = rf_dists([tree, other_tree, third_tree])

중요 사항:

  • 고전적인 계통학적 방법에는 nj() 사용
  • 분자 시계를 가정하는 경우 upgma() 사용(UPGMA/WPGMA)
  • GME와 BME는 대규모 계통수에 대해 확장성이 뛰어남; nni()로 위상 정제
  • cophenet()(이전 tip_tip_distances)는 계통학적 거리 행렬을 반환; compare_rfd()는 Robinson-Foulds 방법(compare_wrfd/compare_cophenet은 가중/계통학적 변형)
  • lca()는 최소 공통 조상; lowest_common_ancestor는 별칭으로 유지
  • 계통수는 유근 또는 무근일 수 있음; 일부 지표는 특정 근원화 필요

4. 다양성 분석

미생물 생태학 및 군집 분석을 위한 알파 및 베타 다양성 지표를 계산합니다.

주요 기능:

  • 알파 다양성: 풍부도(sobs, observed_features, chao1, ace), Shannon, Simpson, Hill 수(hill), Faith의 PD(faith_pd), 일반화 PD(phydiv), Pielou의 균등도
  • 베타 다양성: Bray-Curtis, Jaccard, 가중/비가중 UniFrac, 유클리드 거리
  • 계통학적 다양성 지표(계통수 입력 필요)
  • 희박화 및 하위 표본 추출
  • 서열정렬법 및 통계 검정과의 통합

일반적인 패턴:

from skbio.diversity import alpha_diversity, beta_diversity

# 알파 다양성 (계통학적 지표는 taxa=를 사용하여 말단 이름 매핑)
alpha = alpha_diversity('shannon', counts_matrix, ids=sample_ids)
faith_pd = alpha_diversity('faith_pd', counts_matrix, ids=sample_ids,
                           tree=tree, taxa=feature_ids)

# 베타 다양성
bc_dm = beta_diversity('braycurtis', counts_matrix, ids=sample_ids)
unifrac_dm = beta_diversity('unweighted_unifrac', counts_matrix,
                            ids=sample_ids, tree=tree, taxa=feature_ids)

# 사용 가능한 지표 확인
from skbio.diversity import get_alpha_diversity_metrics
print(get_alpha_diversity_metrics())

중요 사항:

  • 카운트는 상대 빈도가 아닌 풍부도를 나타내는 정수여야 함
  • 계통학적 지표의 인수는 taxa=(0.6.0에서 otu_ids에서 이름 변경됨; 이전 이름은 폐기된 별칭); observed_otus는 이제 observed_features(또는 sobs)
  • counts_matrix는 디스패치 시스템을 통해 모든 테이블 유사 입력(NumPy 배열, pandas/polars DataFrame, BIOM Table, AnnData) 가능
  • 계통학적 지표(Faith의 PD, UniFrac)는 계통수와 분류군-말단 매핑 필요
  • 특정 샘플 쌍에는 partial_beta_diversity(), 대규모 블록 분해 계산에는 block_beta_diversity() 사용
  • 알파 다양성은 pandas.Series, 베타 다양성은 DistanceMatrix 반환

5. 서열정렬법

고차원 생물학 데이터를 시각화 가능한 저차원 공간으로 축소합니다.

주요 기능:

  • 거리 행렬로부터 PCoA(주좌표 분석)
  • 분할표에 대한 CA(대응 분석)
  • 환경 제약이 있는 CCA(정준 대응 분석)
  • 선형 관계에 대한 RDA(중복 분석)
  • 특성 해석을 위한 바이플롯 투영

일반적인 패턴:

from skbio.stats.ordination import pcoa, cca
import skbio

# 거리 행렬로부터 PCoA (대규모 행렬은 차원 제한)
pcoa_results = pcoa(distance_matrix, dimensions=3)
pc1 = pcoa_results.samples['PC1']
pc2 = pcoa_results.samples['PC2']

# 메타데이터 열로 색상 지정한 내장 산점도
fig = pcoa_results.plot(sample_metadata, column='bodysite')

# 환경 변수와 함께 CCA
cca_results = cca(species_matrix, environmental_matrix)

# 서열정렬 결과 저장/로드
pcoa_results.write('ordination.txt')
results = skbio.OrdinationResults.read('ordination.txt')

중요 사항:

  • PCoA는 모든 거리/비유사성 행렬과 함께 작동; dimensions는 정수(개수) 또는 (0, 1] 범위의 부동소수(유지할 누적 분산 비율)로 전달
  • OrdinationResults는 pandas 기반 속성 노출: samples, features, eigvals, proportion_explained, biplot_scores, sample_constraints
  • CCA는 군집 구성을 주도하는 환경 요인을 밝혀냄
  • OrdinationResults.plot()은 matplotlib 그림 생성; 결과는 seaborn/plotly와도 통합 가능

6. 통계 검정

생태학 및 생물학 데이터에 특화된 가설 검정을 수행합니다.

주요 기능:

  • PERMANOVA: 거리 행렬을 사용하여 그룹 차이 검정
  • ANOSIM: 그룹 차이에 대한 대체 검정
  • PERMDISP: 그룹 분산의 동질성 검정
  • Mantel 검정: 거리 행렬 간 상관 관계
  • Bioenv: 거리와 상관된 환경 변수 찾기
  • 차등 풍부도: skbio.stats.composition의 ancom, dirmult_ttest, dirmult_lme (종단 혼합 효과)

일반적인 패턴:

from skbio.stats.distance import permanova, anosim, mantel

# 그룹 간 유의미한 차이 검정
permanova_results = permanova(distance_matrix, grouping, permutations=999)
print(f"p-value: {permanova_results['p-value']}")

# ANOSIM 검정
anosim_results = anosim(distance_matrix, grouping, permutations=999)

# 두 거리 행렬 간 Mantel 검정
mantel_results = mantel(dm1, dm2, method='pearson', permutations=999)
print(f"Correlation: {mantel_results[0]}, p-value: {mantel_results[1]}")

# 특성 테이블에서 차등 풍부도 (원시 카운트 권장)
from skbio.stats.composition import dirmult_ttest
da = dirmult_ttest(counts_table, grouping, treatment='caseA', reference='control')

중요 사항:

  • 순열 검정은 비모수적 유의성 검정 제공
  • 강건한 p-값을 위해 999회 이상의 순열 사용
  • PERMANOVA는 분산 차이에 민감; PERMDISP와 함께 사용
  • Mantel 검정은 행렬 상관 관계 평가(예: 지리적 vs 유전적 거리)
  • 차등 풍부도 검정에는 사전 정규화된 비율이 아닌 원시 카운트를 제공하여 크기 정보 보존

7. 파일 입출력 및 형식 변환

자동 형식 감지로 19개 이상의 생물학 파일 형식을 읽고 씁니다.

지원 형식:

  • 서열: FASTA, FASTQ, GenBank, EMBL, QSeq
  • 정렬: Clustal, PHYLIP, Stockholm
  • 계통수: Newick
  • 테이블: BIOM (HDF5 및 JSON)
  • 거리: 구분된 정방 행렬
  • 분석: BLAST+6/7, GFF3, 서열정렬 결과
  • 메타데이터: 검증이 포함된 TSV/CSV

일반적인 패턴:

import skbio

# 자동 형식 감지로 읽기
seq = skbio.DNA.read('file.fasta', format='fasta')
tree = skbio.TreeNode.read('tree.nwk')

# 파일로 쓰기
seq.write('output.fasta', format='fasta')

# 대용량 파일용 생성기 (메모리 효율적)
for seq in skbio.io.read('large.fasta', format='fasta', constructor=skbio.DNA):
    process(seq)

# 형식 변환
seqs = list(skbio.io.read('input.fastq', format='fastq', constructor=skbio.DNA))
skbio.io.write(seqs, format='fasta', into='output.fasta')

중요 사항:

  • 대용량 파일에는 생성기를 사용하여 메모리 문제 방지
  • into 매개변수를 지정하면 형식을 자동 감지할 수 있음
  • 일부 객체는 여러 형식으로 쓸 수 있음
  • verify=False로 stdin/stdout 파이핑 지원

8. 거리 행렬

통계적 방법이 포함된 거리/비유사성 행렬을 생성하고 조작합니다.

주요 기능:

  • 대칭(DistanceMatrix, 대각선 0) 또는 일반 쌍별(PairwiseMatrix) 데이터 저장
  • ID 기반 인덱싱 및 슬라이싱
  • 다양성, 서열정렬법, 통계 검정과의 통합
  • 구분된 텍스트 형식 읽기/쓰기

일반적인 패턴:

from skbio import DistanceMatrix
import numpy as np

# 배열로 생성
data = np.array([[0, 1, 2], [1, 0, 3], [2, 3, 0]])
dm = DistanceMatrix(data, ids=['A', 'B', 'C'])

# 거리 접근
dist_ab = dm['A', 'B']
row_a = dm['A']

# 파일에서 읽기
dm = DistanceMatrix.read('distances.txt')

# 다운스트림 분석에 사용
pcoa_results = pcoa(dm)
permanova_results = permanova(dm, grouping)

중요 사항:

  • DistanceMatrix는 대칭성과 0 대각선을 강제; SymmetricMatrix의 서브클래스
  • PairwiseMatrix (DissimilarityMatrix에서 이름 변경, 이전 이름은 폐기된 별칭으로 유지)는 일반/비대칭 값 허용
  • ID는 메타데이터 및 생물학적 지식과의 통합 지원

9. 생태학적 데이터 분석

미생물 생태학 및 군집 분석을 위한 포괄적인 기능.

주요 기능:

  • BIOM 테이블 읽기/쓰기 및 조작
  • 생물학적 관측 테이블 조작
  • 희박화 곡선 및 종 축적
  • 군집 구성 분석
  • 통합 시각화

일반적인 패턴:

import skbio

# BIOM 테이블 읽기
table = skbio.Table.read('feature-table.biom')

# 테이블 희박화
rare_table = table.subsample(1000)

# 알파 다양성 계산
alpha_diversity('shannon', table, ids=table.ids())

# 희박화 곡선 (scikit-bio 0.7.0+)
from skbio.diversity import rarefaction
rarefaction_curves = rarefaction(table, counts_per_sample=[100, 500, 1000, 2000])

중요 사항:

  • scikit-bio 자체 BIOM 구현은 신규 프로젝트에서 최대한 사용하지 않는 것이 좋음 (qiime2의 biom-format 패키지로 마이그레이션 중; qiime2 > biom-format > h5py/numpy에 의존)
  • 스파스 BIOM 지원은 현재 qiime2에 의존; 연산에 집중 밀도 행렬이 필요함
  • 0.7.0 이상의 OrdinationResults는 pandas DataFrame을 사용
  • DistanceMatrix 객체는 다양한 분석에 핵심

환경 설정

# Conda (권장)
conda install scikit-bio -c conda-forge

# PyPI
pip install scikit-bio

추가 리소스

중요 변경 사항

scikit-bio 0.7.0+

  • 서열 정렬을 위한 pair_align 도입 (레거시 정렬기 대체)
  • PairAlignResult, PairAlignPath, aligned_sequence, align_score, align_dists 추가
  • CIGAR 문자열 파싱 지원
  • TabularMSA는 이제 from_path_seqs를 통해 pair_align 결과에서 직접 구축 가능

scikit-bio 0.6.0+

  • pairwise 모듈이 distance로 이동; DissimilarityMatrix는 PairwiseMatrix로, DistanceMatrix는 SymmetricMatrix의 서브클래스로 이름 변경
  • 질량 독립적 subsample에서 독립적 subsample_counts / subsample로 이름 변경
  • 희박화 함수가 skbio.diversity.rarefaction으로 이동
  • OrdinationResults는 pandas DataFrame 사용; 파일 형식 업데이트

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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