SAM (פורמט קובץ)

מפת עימוד רצפים (SAM) היא פורמט מבוסס טקסט במקור לאחסון רצפים ביולוגיים אשר עוברים עימוד לרצף ייחוס שפותח על ידי הנג לי ובוב הנדסאקר. הוא פותח כאשר מפתחי מיזם אלף הגנומים רצו להתרחק מפורמט ממפה MAQ והחליטו לעצב פורמט חדש. העיצוב הכולל המופרד ב-TAB של הפורמט הגיע מפורמט מוקדם יותר בהשראת ה-PSL של התוכנה BLAT. השם של SAM הגיע מ-גאבור מארס מאוניברסיטת יוטה, שבמקור היה לו פורמט תחת אותו שם אבל עם תחביר שונה, יותר דומה לפלט של BLAST. הוא נמצא בשימוש נרחב לאחסון נתונים, כגון רצפי נוקלאוטידים, שנוצרו על ידי הדור הבא של טכנולוגיות הריצוף, והתקן הורחב כך שיכלול רצפים לא ממופים. הפורמט תומך ברידים קצרים וארוכים (עד 128 מגה-בייט) המיוצרים על ידי פלטפורמות ריצוף שונות ומשמש לאחזקת נתונים ממופים בתוך ערכת הכלים לניתוח הגנום (GATK) וברחבי מכון Broad, מכון Wellcome Sanger, ולאורך פרויקט 1000 הגנומים. פורמט SAM מורכב מכותרת ומקטע עימוד. המקבילה הבינארית של קובץ SAM היא קובץ (Binary Alignment Map) BAM, המאחסן את אותם נתונים בייצוג בינארי דחוס. ניתן לנתח ולערוך קובצי SAM באמצעות התוכנה SAMtools. קטע הכותרת חייב להיות לפני קטע העימוד אם הוא קיים. כותרות מתחילות בסמל '@', שמבדיל אותן מקטע העימוד. לקטעי עימוד יש 11 שדות חובה, כמו גם מספר משתנה של שדות אופציונליים. QNAME: תבנית שאילתה NAME. קריאות/קטעים בעלי QNAME זהה נחשבים מגיעים מאותה תבנית. QNAME '*' מציין שהמידע אינו זמין. בקובץ SAM, קריאה עשויה לתפוס מספר שורות יישור, כאשר היישור שלה הוא כימרי או כאשר ניתנים מיפויים מרובים. FLAG: שילוב של FLAGs bitwise RNAME: רצף התייחסות NAME של היישור. אם קיימות שורות כותרות @SQ, RNAME (אם לא '*') חייב להיות נוכח באחד מתגי SQ-SN. לקטע לא ממופה ללא קואורדינטה יש '*' בשדה זה. עם זאת, קטע לא ממופה עשוי להיות בעל קואורדינטה רגילה כך שניתן למקם אותו במיקום רצוי לאחר המיון. אם RNAME הוא '*', לא ניתן להניח הנחות לגבי POS ו-CIGAR. POS: מיקום מיפוי 1-מבוסס השמאלי ביותר של הבסיס התואם הראשון. לבסיס הראשון ברצף ייחוס יש קואורדינטה 1. POS מוגדר כ-0 עבור קריאה לא ממופה ללא קואורדינטה. אם POS הוא 0, לא ניתן להניח הנחות לגבי RNAME ו-CIGAR. MAPQ: איכות מיפוי. זה שווה ל-10 log10 Pr{מיקום המיפוי שגוי}, מעוגל למספר השלם הקרוב ביותר. ערך 255 מציין שאיכות המיפוי אינה זמינה. CIGAR: מחרוזת תמציתית Idiosyncratic Gapped Alignment Report (CIGAR). RNEXT: שם רצף הפניה של היישור הראשי של ה-NEXT שנקרא בתבנית. לקריאה האחרונה, הקריאה הבאה היא הקריאה הראשונה בתבנית. אם קיימות שורות כותרות @SQ, RNEXT (אם לא '*' או '=') חייב להיות נוכח באחד מתגי SQ-SN. שדה זה מוגדר כ-'*' כאשר המידע אינו זמין, ומוגדר כ-'=' אם RNEXT הוא RNAME זהה. אם לא '=' ולקריאה הבאה בתבנית יש מיפוי ראשי אחד (ראו גם סיביות 0x100 ב-FLAG), שדה זה זהה ל-RNAME בשורה הראשית של הקריאה הבאה. אם RNEXT הוא '*', לא ניתן להניח הנחות ב-PNEXT ובביט 0x20. PNEXT: מיקום היישור הראשי של ה-NEXT שנקרא בתבנית. הגדר כ-0 כאשר המידע אינו זמין. שדה זה שווה ל-POS בשורה הראשית של הקריאה הבאה. אם PNEXT הוא 0, לא ניתן להניח הנחות ב-RNEXT ובביט 0x20. TLEN: אורך תבנית נצפית חתום. אם כל הקטעים ממופים לאותה הפניה, אורך התבנית הנצפית ללא סימן שווה למספר הבסיסים מהבסיס הממוף השמאלי ביותר לבסיס המופה הימני ביותר. לקטע השמאלי ביותר יש סימן פלוס ולצד הימני ביותר יש סימן מינוס. הסימן של קטעים באמצע אינו מוגדר. הוא מוגדר כ-0 עבור תבנית מקטע בודד או כאשר המידע אינו זמין. SEQ: קטע SEQuence. שדה זה יכול להיות '*' כאשר הרצף אינו מאוחסן. אם לא '*', אורך הרצף חייב להיות שווה לסכום האורכים של פעולות M/I/S/=/X ב-CIGAR. '=' מציין שהבסיס זהה לבסיס הייחוס. לא ניתן להניח הנחות על מקרי המכתבים. QUAL: ASCII של QUALity בסיס פלוס 33 (זהה למחרוזת האיכות בפורמט Sanger FASTQ ). איכות בסיס היא ההסתברות לשגיאת בסיס בקנה מידה של phred השווה ל-10 log10 Pr{הבסיס שגוי}. שדה זה יכול להיות '*' כאשר האיכות אינה מאוחסנת. אם לא '*', SEQ לא חייב להיות '*' ואורך המחרוזת האיכותית צריך להיות שווה לאורך של SEQ. השדה FLAG מוצג כמספר שלם בודד, אך הוא סכום דגלים בשיטת סיביות לציון תכונות מרובות של יישור קריאה. כל תכונה מציינת ביט אחד בייצוג הבינארי של המספר השלם. תכונות FLAG נסכמות כדי לקבל את הערך הסופי, למשל שורת SAM הנובעת מרשומת FASTQ מצמדת של Illumina בעלת ערך FLAG 2145 תציין: מהמפרט: הסוג יכול להיות אחד מ- A (תו), B (מערך כללי), f (מספר אמיתי), H (מערך הקסדצימלי), i (מספר שלם) או Z (מחרוזת). פורמט FASTA, המשמש לייצוג רצפי גנום פורמט FASTQ, המשמש לייצוג קריאת רצף DNA יחד עם ציוני איכות פורמט GVF (Genome Variation Format), הרחבה המבוססת על פורמט GFF3 Li, H.; Handsaker, B.; Wysoker, A.; Fennell, T.; Ruan, J.; Homer, N.; Marth, G.; Abecasis, G.; Durbin, R. (2009)., "The Sequence Alignment/Map format and SAMtools" (PDF). (ארכיון) Graham J. Etherington, Ricardo H. Ramirez-Gonzalez, Dan MacLean, bio-samtools 2: a package for analysis and visualization of sequence and alignment data with SAMtools in Ruby: Fig. 1., Bioinformatics 31, 2015-03-29, עמ' 2565–2567 doi: 10.1093/bioinformatics/btv178 https://samtools.github.io/hts-specs/SAMv1.pdf "SAM/BAM Format Specification" (PDF). samtools.github.io. "SAM/BAM Format Specification" (PDF). samtools.github.io. Decoding SAM flags