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google-deepmind/science-skills

构建并验证指向 AlphaGenome Atlas 网站的深度链接和 URL。支持生成单变异探索链接(基于1的 VCF 样式坐标)、基因组位点视图(基于1的闭区间 chr:start-end)、候选摘要表格以及 AlphaGenome 参考 vs. 替代预测。在对遗传变异或基因组位点进行可视化、探索、绘图或提供链接时使用,或当被要求查看、检查或链接某个基因变异的预测时。请勿用于直接计算原始 AlphaGenome 变异预测(应使用 alphagenome-single-variant-analysis 或 alphagenome-variant-impact-score)。

science-skills 是什么?

该技能为 AlphaGenome Atlas 网站提供深度链接构建和验证功能,支持遗传变异、基因组位点和各种预测比较。它基于一个 Python 脚本 (`scripts/alphagenome_atlas_links.py`) 自动生成带有正确查询参数的 URL,避免了手动格式化可能出现的错误。技能涵盖了多种链接类型:单变异探索、基因组区间、候选变异摘要表格以及参考 vs. 替代等位基因的轨道预测比较。它明确要求在任何展示、讨论或评分遗传变异时,都必须提供可点击的深度链接,并包含了关于模态过滤、布局配置、AVI 分数以及如何正确处理 RNA-seq 和 DNase 轨道等细节。该技能主要用于 Google DeepMind Science 平台,并明确不建议在不使用 Atlas URL 的情况下直接计算原始变异预测。

兼容平台~Claude Code~Codex CLI~Cursor
npx skills add https://github.com/google-deepmind/science-skills/tree/HEAD/skills/alphagenome_atlas_website_links

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文档

AlphaGenome Atlas 深度链接与 URL 配置

构建并验证指向 AlphaGenome Atlas 网页应用 (https://deepmind.google.com/science/alphagenome/atlas) 的深度链接。

基础 URL: https://deepmind.google.com/science/alphagenome/atlas

[!IMPORTANT] 强制使用 Atlas 深度链接与变异评分:每当展示、讨论或对遗传变异进行评分时,必须始终提供指向 AlphaGenome Atlas 的可点击深度链接。使用 scripts/alphagenome_atlas_links.py 来自动化链接和表格生成。


前置条件

# 1. 单变异探索链接:
uv run scripts/alphagenome_atlas_links.py variant "chr9:128225994:G>A" \
  --biosample K562 \
  --modalities RNA_SEQ,DNASE,CHIP_TF

# 2. 基因组位点/区间链接:
uv run scripts/alphagenome_atlas_links.py locus "chr11:5288500-5290500" \
  --biosample K562 \
  --modalities RNA_SEQ,DNASE,CHIP_TF

# 3. 格式化候选变异记录表格(嵌入可点击链接):
uv run scripts/alphagenome_atlas_links.py table --input top_variants.json --biosample K562

# 4. 构建参考 vs. 替代轨道预测链接 (/atlas/track-predictions):
uv run scripts/alphagenome_atlas_links.py track-predictions \
  --variant "chr15:42387805:C>G" \
  --gene CAPN3 \
  --biosample "Muscle_Skeletal"

2. URL 查询参数

  • q (string, 必需): 主要搜索目标。支持基于1的闭区间 (chr11:5288500-5290500)、基因符号 (BRCA1)、Ensembl ID (ENSG00000012048) 或基于1的变异 (chr7:27170000:A>G)。
  • m (enum, 可选): 视图模式。默认情况下,基因/变异为 entity,坐标区间为 locus。对于变异查询,请使用 variant。(允许值: locus, entity, variant, motifs)。
  • i (string, 可选): 居中的视口缩放区间,使用基于1的闭 chr:start-end 格式 (例如 chr11:5289310-5289690)。自动渲染基序时必需。
  • f (string, 可选): 逗号分隔的过滤谓词,格式为 KEY:VALUE (例如 BIOSAMPLE_NAME:K562,SCORER_MODALITY:RNA-seq,ASSAY_TRANSCRIPTOR_FACTOR:GATA1)。控制可见的热图行。
  • lItems (string, 可选): 布局项序列,AVI 评分轨道切换 (avi)、区段热图以及固定轨道列表 (例如 avi,section:RNA_SEQ,section:DNASE,pinned:<TrackKey>)。
  • scores (string, 可选): 用于 /atlas/track-predictions 页面比较的逗号分隔 ScoreId 令牌列表 (例如 <ScoreId1>,<ScoreId2>)。
  • md (enum, 可选): 轨道预测视图上的活跃模态选择器 (RNA_SEQ, SPLICE_JUNCTIONS, SPLICE_SITE_USAGE, DNASE)。
  • tpRenames (string, 可选): 针对特定评分预测的自定义标题覆盖 (ScoreId:CustomTitle)。
  • tpLegendTitle (string, 可选): 轨道预测图表卡的自定义图例标题 (例如 Predicted Gene Expression)。

[!IMPORTANT] 变异查询格式: q 中的变异必须严格使用 chr:pos_1_based:ref>alt 格式 (例如 chr7:27170000:A>G 或 URL 编码后的 chr7:27170000:A%3EG,其中位置是1基的)。不要使用冒号分隔的等位基因 (A:G) 或 dbSNP rsID (不支持 rsID)。


3. 多模态过滤与检测组陷阱 (f)

过滤器分组与布尔值评估

f 中的过滤器映射到三个主要的评估组:

  • Biosample 组 (BIOSAMPLE_NAME, BIOSAMPLE_TYPE): 使用 AND 逻辑进行评估。
  • Assay 组 (SCORER_MODALITY, ASSAY_TRANSCRIPTOR_FACTOR, ASSAY_HISTONE_MARK): 使用 OR 逻辑进行评估。
  • Gene 组 (GENE_NAME): 使用 OR 逻辑进行评估。

⚠️ 强制多模态过滤规则

RNA-seq 和 DNase 轨道没有转录因子代码 (transcriptionFactorCode === "")。如果 f 在 Assay 组下仅包含 ASSAY_TRANSCRIPTOR_FACTOR 过滤器,则 RNA-seq 和 DNase 轨道将无法通过 Assay 评估,并从热图中隐藏。

要同时显示 RNA-seq 和 DNase 轨道以及特定的 ChIP-seq 转录因子,请在 f 中显式包含 SCORER_MODALITY:RNA-seq 和 SCORER_MODALITY:DNase (由 scripts/alphagenome_atlas_links.py 自动处理):

f=BIOSAMPLE_NAME:<CellLine>,SCORER_MODALITY:RNA-seq,SCORER_MODALITY:DNase,ASSAY_TRANSCRIPTOR_FACTOR:<TF1>,ASSAY_TRANSCRIPTOR_FACTOR:<TF2>

4. 布局配置、AVI 分数与固定轨道 (lItems)

绘制 AVI 分数与模态区段

  • AVI 变异影响轨道 (avi): 在 lItems 中包含 avi 会渲染该区间或变体的顶级 AlphaGenome 变异影响评分轨道。
  • 数据库模态区段 (section:<MODALITY>): 区段会为该模态渲染所有匹配轨道的完整未固定热图 (例如 section:RNA_SEQ, section:DNASE, section:CHIP_TF, section:ATAC, section:CAGE)。

固定轨道与基序实例

[!NOTE] 轨道特异性基序指南: 带有基序实例和贡献权重矩阵 (CWM) 徽标的固定 Active-ISM 轨道仅应在明确要求针对单个轨道时添加。只有有限的一部分轨道(例如与该位点相关的关键 ChIP-TF 或 RNA-seq 轨道)支持并受益于固定基序叠加。对于标准探索链接,首选不带固定轨道的默认区段热图 (avi,section:RNA_SEQ,section:DNASE,section:CHIP_TF)。

基序实例和 CWM 徽标仅在固定的序列轨道(ACTIVE_ISM 或 RAW_SCORES,非 REF_SCORES)上以碱基对分辨率渲染。通用区段热图不会触发基序足迹渲染。

固定轨道键模式

pinned:<TrackMetadataName>:<StrandNumber>:<ScorerShortName>:<Source>

原始 URL 查询字符串中的 lItems 条目示例:

pinned:EFO:0002067%20TF%20ChIP-seq%20GATA1:3:CHIP_TF:ACTIVE_ISM
  • <TrackMetadataName>: 来自元数据原型的精确轨道名称 (例如 EFO:0002067 TF ChIP-seq GATA1),在原始 URL 查询字符串中进行百分号编码 (%20 代表空格) (或通过 urllib.parse.urlencode 传递时未编码)。
  • <StrandNumber>: 1 (STRAND_POSITIVE), 2 (STRAND_NEGATIVE), 3 (STRAND_UNSTRANDED)。
  • <ScorerShortName>: RNA_SEQ, CHIP_TF, DNASE, ATAC, CAGE, PROCAP, CHIP_HISTONE (或仅限 RAW_SCORES 的模态: SPLICE_SITES, SPLICE_SITE_USAGE, SPLICE_JUNCTIONS, POLYADENYLATION, CONTACT_MAPS)。
  • <Source>: 热图层集源标识符:ACTIVE_ISM (活动加权 _TIMES_ACTIVE 基序足迹和 CWM 序列徽标), RAW_SCORES (原始 ISM 变异评分轨道,也跨所有模态渲染原始 ISM 基序足迹和 CWM 序列徽标), 或 REF_SCORES (连续参考信号折线图,无序列字母或基序)。校准版和 AVI 轨道无法固定,并且旧版 :heatmap:...:<TilesetId> 后缀将导致轨道查找失败并被忽略。

加载时自动显示基序的配方

  1. 仅将格式为 pinned:<TrackMetadataName>:<StrandNumber>:<ScorerShortName>:<Source> 的条目(使用 ACTIVE_ISM 用于活动加权基序,或 RAW_SCORES 用于原始 ISM 基序)直接追加到目标轨道的 lItems 中。
  2. 将视口区间 i 设置为碱基对分辨率 ($\ge 2\text{ px/bp}$, 窗口 $\le 380\text{ bp}$)。
  3. 使用细胞系和转录因子配置 f。

5. 轨道预测与参考 vs. 替代比较 (/atlas/track-predictions)

专用页面 /atlas/track-predictions 用于比较选定评分在基因组窗口内的参考等位基因和替代等位基因之间的预测功能图谱:

  • 路由: https://deepmind.google.com/science/alphagenome/atlas/track-predictions
  • 可视化: 展开的折线图 (表达、染色质可及性、转录因子结合) 和 Sashimi 拱形图 (剪接连接点)。

自动预测链接生成 (scripts/alphagenome_atlas_links.py track-predictions)

始终使用 scripts/alphagenome_atlas_links.py track-predictions 构建轨道预测 URL。由于供体/受体跳跃坐标、链方向 (+/-) 以及基因/非基因后缀规则,手动格式化 ScoreId 字符串容易出错。该脚本自动处理从 GENCODE v46 的坐标提取、轨道目录解析和 URL 合成。

# 变异与基因:
uv run scripts/alphagenome_atlas_links.py track-predictions \
  --variant "chr15:42387805:C>G" \
  --gene CAPN3 \
  --biosample "Muscle_Skeletal" \
  --modalities SPLICE_JUNCTIONS,RNA_SEQ,DNASE,CHIP_TF \
  --tf CTCF

# 区间/位点查询:
uv run scripts/alphagenome_atlas_links.py track-predictions \
  --variant "chr15:42387805:C>G" \
  --interval "chr15:41869312-42917888" \
  --biosample "Muscle_Skeletal" \
  --modalities SPLICE_JUNCTIONS,RNA_SEQ,DNASE,CHIP_TF

track-predictions 支持的 CLI 选项

  • --variant, -v (string, 默认: None): chr:pos_1_based:ref>alt 格式的变异字符串。
  • --gene, -g (string, 默认: None): 目标基因符号 (限定 i= 视口并计算剪接连接点)。
  • --gene_id (string, 默认: None): 目标 Ensembl 基因 ID (例如 ENSG00000092529.26)。
  • --interval, -i (string, 默认: None): chr:start-end 格式的基因组区间视口。
  • --biosample, -b (string, 默认: Muscle_Skeletal): 目标生物样本或组织查询 (例如 Muscle_Skeletal, K562, Whole_Blood)。
  • --modalities, -m (string, 默认: SPLICE_JUNCTIONS,RNA_SEQ,DNASE,CHIP_TF): 逗号分隔的模态列表 (SPLICE_JUNCTIONS, RNA_SEQ, DNASE, ATAC, CHIP_TF)。
  • --tf (string, 默认: CTCF): 用于 ChIP-TF 轨道的转录因子名称 (例如 CTCF, GATA1)。
  • --rename (string, 默认: None): 图表卡中的自定义轨道重命名覆盖。
  • --legend_title (string, 默认: None): 图表卡的自定义图例标题。
  • --format (enum, 默认: table): 输出格式 (table, url, json)。

[!IMPORTANT] 强制剪接与 RNA-seq 共绘图规则: 在生成 /atlas/track-predictions 深度链接、绘图或可视化剪接变异的影响数据时,必须始终将连续 RNA-seq 表达与剪接轨道 (SPLICE_JUNCTIONS, SPLICE_SITE_USAGE, SPLICE_SITES) 一起绘制。剪接突变经常激活隐性剪接连接点并触发无义介导的 mRNA 降解 (NMD) 或改变总转录本输出;需要同时评估剪接连接点 (sashimi 拱形图) 和连续 RNA-seq 读取覆盖度,以观察结构剪接缺陷和由此导致的总体转录本丰度变化。

[!IMPORTANT] 始终在轨道预测 URL 中提供有边界的 i=: 省略 scores= 或让基因组区间 (i=) 无边界会导致网页应用尝试查询更广泛位点上的所有匹配轨道,从而导致严重延迟或页面挂起。alphagenome_atlas_links.py track-predictions 会自动将 i= 限定到目标基因或请求的区间。

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