Cloud Life Sciences è stato ritirato e non sarà più disponibile su Google Cloud dopo l'8 luglio 2025. I casi d'uso di Cloud Life Sciences sono ora supportati da Batch. Per scoprire come eseguire la migrazione del carico di lavoro, vedi Eseguire la migrazione a Batch.

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Esegui Sentieon® DNASeq®

In questa pagina viene spiegato come eseguire Sentieon® DNASeq® come pipeline di Google Cloud per l'analisi genomica secondaria. La pipeline corrisponde ai seguenti risultati delle best practice relative a Gennome Analysis Toolkit (GATK) versione 3.7:

Allineamento
Ordinamento
Rimozione di duplicati
Ricalibrazione del punteggio di qualità di base (BQSR)
Chiamata variante

I formati di input includono i seguenti:

file fastq
File BAM allineati e ordinati

Obiettivi

Dopo aver completato questo tutorial, saprai come:

Eseguire una pipeline su Google Cloud utilizzando Sentieon® DNASeq®
Scrivere file di configurazione per diversi casi d'uso Sentieon® DNASeq®

Costi

In questo documento, utilizzi i seguenti componenti fatturabili di Google Cloud:

Compute Engine
Cloud Storage

Per generare una stima dei costi in base all'utilizzo previsto, utilizza il Calcolatore prezzi. I nuovi utenti di Google Cloud potrebbero essere idonei per una prova gratuita.

Prima di iniziare

Installa Python 2.7 o versioni successive. Per ulteriori informazioni sulla configurazione del tuo ambiente di sviluppo Python, come l'installazione di pip sul tuo sistema, consulta la Guida alla configurazione dell'ambiente di sviluppo Python.

Accedi al tuo account Google Cloud. Se non conosci Google Cloud, crea un account per valutare le prestazioni dei nostri prodotti in scenari reali. I nuovi clienti ricevono anche 300 $di crediti gratuiti per l'esecuzione, il test e il deployment dei carichi di lavoro.

In the Google Cloud console, on the project selector page, select or create a Google Cloud project.

Go to project selector

Assicurati che la fatturazione sia attivata per il tuo progetto Google Cloud.

Abilita le API Cloud Life Sciences, Compute Engine, and Cloud Storage.

Abilita le API

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Assicurati che la fatturazione sia attivata per il tuo progetto Google Cloud.

Abilita le API Cloud Life Sciences, Compute Engine, and Cloud Storage.

Abilita le API

Installa Google Cloud CLI.
Per initialize gcloud CLI, esegui questo comando:
```
gcloud init
```

Aggiorna e installa i componenti di gcloud:

gcloud components update
gcloud components install beta

Installa git per scaricare i file richiesti.
Scarica Git
Per impostazione predefinita, Compute Engine applica quote delle risorse per prevenire utilizzi involontari. Aumentando le quote, puoi avviare più macchine virtuali contemporaneamente, aumentando la velocità effettiva e riducendo i tempi di risposta.
Per ottenere risultati ottimali in questo tutorial, devi richiedere una quota aggiuntiva superiore a quella predefinita del progetto. I suggerimenti per gli aumenti della quota sono forniti nell'elenco seguente insieme alle quote minime necessarie per eseguire il tutorial. Effettua le tue richieste di quota nella regione us-central1:
- CPU: 64
- Persistent Disk Standard (GB): 375
Puoi lasciare vuoti gli altri campi di richiesta della quota per mantenere le quote attuali.

Licenza di valutazione Sentieon®

Quando utilizzi questa pipeline, Sentieon® ti concede automaticamente una licenza di valutazione gratuita di due settimane del proprio software da utilizzare con Google Cloud. Per ricevere la licenza, inserisci il tuo indirizzo email nel campo EMAIL durante la configurazione della pipeline. Per informazioni sull'impostazione di questo campo, consulta la sezione Informazioni sul formato di input.

Per continuare a utilizzare Sentieon® dopo la scadenza della licenza di valutazione, contatta support@sentieon.com.

Configura il tuo ambiente locale e prerequisiti di installazione

Se non hai virtualenv, esegui questo comando per installarlo utilizzando pip:
```
pip install virtualenv
```

Esegui questo comando per creare un ambiente Python isolato e installare le dipendenze:

virtualenv env
source env/bin/activate
pip install --upgrade \
    pyyaml \
    google-api-python-client \
    google-auth \
    google-cloud-storage \
    google-auth-httplib2

Scarica lo script della pipeline

Esegui questo comando per scaricare i file di esempio e impostare la directory attuale:

git clone https://github.com/sentieon/sentieon-google-genomics.git
cd sentieon-google-genomics

Informazioni sul formato di input

La pipeline utilizza parametri specificati in un file JSON come input.

Nel repository che hai scaricato è presente un file examples/example.json con i seguenti contenuti:

{
  "FQ1": "gs://sentieon-test/pipeline_test/inputs/test1_1.fastq.gz",
  "FQ2": "gs://sentieon-test/pipeline_test/inputs/test1_2.fastq.gz",
  "REF": "gs://sentieon-test/pipeline_test/reference/hs37d5.fa",
  "OUTPUT_BUCKET": "gs://BUCKET",
  "ZONES": "us-central1-a,us-central1-b,us-central1-c,us-central1-f",
  "PROJECT_ID": "PROJECT_ID"
  "REQUESTER_PROJECT": "PROJECT_ID",
  "EMAIL": "YOUR_EMAIL_HERE"
}

Nella tabella seguente vengono descritte le chiavi JSON contenute nel file:

Chiave JSON	Descrizione
`FQ1`	La prima coppia di letture nel file fastq di input.
`FQ2`	La seconda coppia di letture nel file fastq di input.
`BAM`	Il file BAM di input, se applicabile.
`REF`	Il genoma di riferimento. Se impostato, si presume che i file di indice fastq/BAM esistano.
`OUTPUT_BUCKET`	Il bucket e la directory utilizzati per archiviare l'output dei dati dalla pipeline.
`ZONES`	Un elenco separato da virgole di zone Google Cloud da utilizzare per il nodo worker.
`PROJECT_ID`	L'ID del tuo progetto Google Cloud.
`REQUESTER_PROJECT`	Un progetto da fatturare durante il trasferimento dei dati dai bucket Pagamenti a carico del richiedente.
`EMAIL`	Il tuo indirizzo email.

Esegui la pipeline

Nella directory sentieon-google-genomics, modifica il file examples/example.json, sostituendo le variabili BUCKET, REQUESTER_PROJECT, EMAIL e PROJECT_ID con le risorse pertinenti del tuo progetto Google Cloud:

{
  "FQ1": "gs://sentieon-test/pipeline_test/inputs/test1_1.fastq.gz",
  "FQ2": "gs://sentieon-test/pipeline_test/inputs/test1_2.fastq.gz",
  "REF": "gs://sentieon-test/pipeline_test/reference/hs37d5.fa",
  "OUTPUT_BUCKET": "gs://BUCKET",
  "ZONES": "us-central1-a,us-central1-b,us-central1-c,us-central1-f",
  "PROJECT_ID": "PROJECT_ID",
  "REQUESTER_PROJECT": "PROJECT_ID",
  "EMAIL": "EMAIL_ADDRESS"
}

Imposta la variabile PROJECT_ID nel tuo ambiente:
```
export PROJECT_ID=PROJECT_ID
```
Esegui questo comando per eseguire la pipeline DNASeq® su un piccolo set di dati di test identificato dagli input nel file di configurazione. Per impostazione predefinita, lo script verifica che i file di input esistano nel bucket Cloud Storage prima di avviare la pipeline.
```
python runner/sentieon_runner.py --requester_project $PROJECT_ID examples/example.json
```

Se hai specificato più tentativi prerilasciabili, la pipeline si riavvia ogni volta che le relative istanze vengono prerilasciate. Al termine della pipeline, invia un messaggio alla console che indica se la pipeline è riuscita o meno.

Configurazione consigliata

Nella maggior parte dei casi, puoi ottimizzare i tempi e i costi di risposta utilizzando la configurazione seguente. La configurazione esegue un genoma umano 30 volte al costo di circa 1,25 $e richiede circa 2 ore. Un intero esoma umano costa circa 0,35 $e richiede circa 45 minuti. Entrambe queste stime si basano sulle istanze della pipeline che non vengono prerilasciate.

{
  "FQ1": "gs://my-bucket/sample1_1.fastq.gz",
  "FQ2": "gs://my-bucket/sample1_2.fastq.gz",
  "REF": "gs://sentieon-test/pipeline_test/reference/hs37d5.fa",
  "OUTPUT_BUCKET": "gs://BUCKET",
  "BQSR_SITES": "gs://sentieon-test/pipeline_test/reference/Mills_and_1000G_gold_standard.indels.b37.vcf.gz,gs://sentieon-test/pipeline_test/reference/1000G_phase1.indels.b37.vcf.gz,gs://sentieon-test/pipeline_test/reference/dbsnp_138.b37.vcf.gz",
  "DBSNP": "gs://sentieon-test/pipeline_test/reference/dbsnp_138.b37.vcf.gz",
  "PREEMPTIBLE_TRIES": "2",
  "NONPREEMPTIBLE_TRY": true,
  "STREAM_INPUT": "True",
  "ZONES": "us-central1-a,us-central1-b,us-central1-c,us-central1-f",
  "PROJECT_ID": "PROJECT_ID",
  "EMAIL": "EMAIL_ADDRESS"
}

Opzioni aggiuntive

Puoi personalizzare una pipeline utilizzando le seguenti opzioni aggiuntive.

Opzioni del file di input

La pipeline supporta più file fastq separati da virgole come input, come mostra la seguente configurazione:

"FQ1": "gs://my-bucket/s1_prep1_1.fastq.gz,gs://my-bucket/s1_prep2_1.fastq.gz",
"FQ2": "gs://my-bucket/s1_prep1_2.fastq.gz,gs://my-bucket/s1_prep2_2.fastq.gz",

La pipeline accetta file BAM separati da virgole come input utilizzando la chiave JSON BAM. Le letture nei file BAM non sono allineate al genoma di riferimento. Iniziano invece dalla fase di deduplicazione dei dati della pipeline. L'esempio seguente mostra una configurazione che utilizza due file BAM come input:

"BAM": "gs://my-bucket/s1_prep1.bam,gs://my-bucket/s1_prep2.bam"

Dati dell'intero esoma o configurazione di set di dati di grandi dimensioni

Le impostazioni nella configurazione consigliata sono ottimizzate per i campioni di genoma intero umano sequenziati fino a una copertura media di 30 volte. Per i file molto più piccoli o più grandi dei set di dati standard con l'intero genoma, puoi aumentare o diminuire le risorse disponibili per l'istanza. Per ottenere risultati ottimali con set di dati di grandi dimensioni, utilizza le seguenti impostazioni:

{
  "FQ1": "gs://sentieon-test/pipeline_test/inputs/test1_1.fastq.gz",
  "FQ2": "gs://sentieon-test/pipeline_test/inputs/test1_2.fastq.gz",
  "REF": "gs://sentieon-test/pipeline_test/reference/hs37d5.fa",
  "OUTPUT_BUCKET": "gs://BUCKET",
  "ZONES": "us-central1-a,us-central1-b,us-central1-c,us-central1-f",
  "PROJECT_ID": "PROJECT_ID",
  "EMAIL": "EMAIL_ADDRESS",
  "DISK_SIZE": 600,
  "MACHINE_TYPE": "n1-highcpu-64",
  "CPU_PLATFORM": "Intel Broadwell"
}

La tabella seguente fornisce una descrizione delle impostazioni utilizzate:

Chiave JSON	Descrizione
`DISK_SIZE`	Spazio SSD disponibile per il nodo worker.
`MACHINE_TYPE`	Il tipo di macchina virtuale Compute Engine da utilizzare. Il valore predefinito è `n1-standard-1`.
`CPU_PLATFORM`	La piattaforma CPU da richiedere. Deve essere un nome valido della piattaforma CPU di Compute Engine (ad esempio "Intel Skylake").

Istanze prerilasciabili

Puoi utilizzare istanze prerilasciabili nella tua pipeline impostando la chiave JSON PREEMPTIBLE_TRIES.

Per impostazione predefinita, il runner prova a eseguire la pipeline con un'istanza standard se i tentativi prerilasciabili sono esauriti o se la chiave JSON NONPREEMPTIBLE_TRY è impostata su 0. Puoi disattivare questo comportamento impostando la chiave NONPREEMPTIBLE_TRY su false, come mostrato nella seguente configurazione:

"PREEMPTIBLE_TRIES": 2,
"NONPREEMPTIBLE_TRY": false

La tabella seguente fornisce una descrizione delle impostazioni utilizzate:

Chiave JSON	Descrizione
`PREEMPTIBLE_TRIES`	Il numero di tentativi nella pipeline quando si utilizzano istanze prerilasciabili.
`NONPREEMPTIBLE_TRY`	Determina se provare a eseguire la pipeline con un'istanza standard dopo aver esaurito i tentativi prerilasciabili.

Gruppi di lettura

I gruppi di lettura vengono aggiunti quando i file fastq sono allineati con un genoma di riferimento utilizzando Sentieon® BWA. Puoi fornire più gruppi di lettura separati da virgole. Il numero di gruppi letti deve corrispondere al numero di file fastq di input. Il gruppo di lettura predefinito è @RG\\tID:read-group\\tSM:sample-name\\tPL:ILLUMINA. Per modificare il gruppo di lettura, imposta la chiave READGROUP nel file di input JSON, come mostrato nella seguente configurazione:

"READGROUP": "@RG\\tID:my-rgid-1\\tSM:my-sm\\tPL:ILLUMINA,@RG\\tID:my-rgid-2\\tSM:my-sm\\tPL:ILLUMINA"

La tabella seguente fornisce una descrizione dell'impostazione utilizzata:

Chiave JSON	Descrizione
`READGROUP`	Un gruppo di lettura contenente metadati di esempio.

Per maggiori informazioni sui gruppi di lettura, vedi Lettura dei gruppi.

Input di flussi di dati da Cloud Storage

Puoi trasmettere flussi di file fastq di input da Cloud Storage, in modo da ridurre il runtime totale della pipeline. Per trasmettere in streaming i file fastq di input da Cloud Storage, imposta la chiave JSON STREAM_INPUT su True:

"STREAM_INPUT": "True"

La tabella seguente fornisce una descrizione dell'impostazione utilizzata:

Chiave JSON	Descrizione
`STREAM_INPUT`	Determina se trasmettere in streaming i file fastq di input direttamente da Cloud Storage.

Contrassegnazione duplicata

Per impostazione predefinita, la pipeline rimuove le letture duplicate dai file BAM. Puoi modificare questo comportamento impostando la chiave JSON DEDUP, come mostrato nella seguente configurazione:

"DEDUP": "markdup"

La tabella seguente fornisce una descrizione dell'impostazione utilizzata:

Chiave JSON	Descrizione
`DEDUP`	Comportamento di contrassegno duplicato. Valori validi: La configurazione predefinita rimuove le letture contrassegnate come duplicate. `markdup` contrassegna i duplicati ma non li rimuove. `nodup` ignora la segnalazione duplicata.

Ricalibrazione del punteggio di qualità di base (BQSR) e siti noti

Il BSQR richiede siti noti di variazione genetica. Il comportamento predefinito è saltare questa fase della pipeline. Tuttavia, puoi abilitare BSQR fornendo ai siti noti la chiave JSON BQSR_SITES. Se specificato, un file DBSNP può essere utilizzato per annotare le varianti di output durante la chiamata delle varianti.

"BQSR_SITES": "gs://my-bucket/reference/Mills_and_1000G_gold_standard.indels.b37.vcf.gz,gs://my-bucket/reference/1000G_phase1.indels.b37.vcf.gz,gs://my-bucket/reference/dbsnp_138.b37.vcf.gz",
"DBSNP": "gs://sentieon-test/pipeline_test/reference/dbsnp_138.b37.vcf.gz"

La tabella seguente fornisce una descrizione delle impostazioni utilizzate:

Chiave JSON	Descrizione
`BSQR_SITES`	Attiva BSQR e utilizza un elenco separato da virgole di file forniti come siti noti.
`DBSNP`	Un file dbSNP utilizzato durante la chiamata delle varianti.

Intervalli

Per alcune applicazioni, come il sequenziamento mirato o dell'intero esoma, potresti interessare solo una parte del genoma. In questi casi, fornire un file di intervalli target può accelerare l'elaborazione e ridurre le chiamate di varianti fuori target di bassa qualità. Puoi utilizzare gli intervalli con le chiavi JSON INTERVAL_FILE e INTERVAL.

"INTERVAL_FILE": "gs://my-bucket/capture-targets.bed",
"INTERVAL": "9:80331190-80646365"

La tabella seguente fornisce una descrizione delle impostazioni utilizzate:

Chiave JSON	Descrizione
`INTERVAL_FILE`	Un file contenente intervalli genomici da elaborare.
`INTERVAL`	Una stringa contenente un intervallo genomico da elaborare.

Opzioni di output

Per impostazione predefinita, la pipeline produce un BAM pre-elaborato, metriche di controllo qualità e chiamate delle varianti. Puoi disabilitare uno qualsiasi di questi output utilizzando le chiavi JSON NO_BAM_OUTPUT, NO_METRICS e NO_HAPLOTYPER. Se non viene fornito l'argomento NO_HAPLOTYPER o NULL, puoi utilizzare la chiave JSON GVCF_OUTPUT per produrre chiamate di varianti in formato gVCF anziché in formato VCF.

"NO_BAM_OUTPUT": "true",
"NO_METRICS": "true",
"NO_HAPLOTYPER": "true",
"GVCF_OUTPUT": "true",

La tabella seguente fornisce una descrizione delle impostazioni utilizzate:

Chiave JSON	Descrizione
`NO_BAM_OUTPUT`	Determina se restituire un file BAM pre-elaborato.
`NO_METRICS`	Determina se restituire le metriche dei file.
`NO_HAPLOTYPER`	Determina se generare chiamate delle varianti.
`GVCF_OUTPUT`	Determina se produrre chiamate di varianti in formato gVCF.

Versioni Sentieon® DNASeq®

Puoi utilizzare qualsiasi versione recente del pacchetto software Sentieon® DNASeq® con l'API Cloud Life Sciences specificando la chiave JSON SENTIEON_VERSION, in questo modo:

"SENTIEON_VERSION": "201808.08"

Sono valide le seguenti versioni:

201711.01
201711.02
201711.03
201711.04
201711.05
201808
201808.01
201808.03
201808.05
201808.06
201808.07
201808.08

Esegui la pulizia

Dopo aver completato il tutorial, puoi ripulire le risorse che hai creato su Google Cloud in modo che non ti vengano addebitati in futuro. Le seguenti sezioni descrivono come eliminare o disattivare queste risorse.

Elimina il progetto

Il modo più semplice per eliminare la fatturazione è quello di eliminare il progetto utilizzato per il tutorial.

Per eliminare il progetto:

Nella console Google Cloud, vai alla pagina Progetti.
Vai alla pagina Progetti
Nell'elenco dei progetti, selezionare quello da eliminare e fai clic su Elimina progetto.
Nella finestra di dialogo, digita l'ID del progetto e fai clic su Chiudi per eliminare il progetto.

Passaggi successivi

In caso di domande sulla pipeline o di problemi, invia un'email all'indirizzo support@sentieon.com.