Hi-C arithmetic with plyinteractions
29 October 2024
Package
plyinteractions 1.4.0
The plyinteractions package facilitates data aggregation, for
up to hundreds of thousands and even millions of
genomic interactions. In this vignette, we explore several use cases
which can arise when exploring Hi-C data stored in pairs files.
We will use a real-life pairs file provided by the 4DN Consortium. This
file has been generated from processing Hi-C performed in mouse from brain
cell primary culture during neural development (Bonev et al., Cell 2017). Pairs
have been filtered to only those mapped over chr13.
library(tidyverse)
#> ── Attaching core tidyverse packages ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── tidyverse 2.0.0 ──
#> ✔ dplyr 1.1.4 ✔ readr 2.1.5
#> ✔ forcats 1.0.0 ✔ stringr 1.5.1
#> ✔ ggplot2 3.5.1 ✔ tibble 3.2.1
#> ✔ lubridate 1.9.3 ✔ tidyr 1.3.1
#> ✔ purrr 1.0.2
#> ── Conflicts ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── tidyverse_conflicts() ──
#> ✖ lubridate::%within%() masks IRanges::%within%()
#> ✖ ggplot2::Position() masks BiocGenerics::Position(), base::Position()
#> ✖ ggplot2::annotate() masks plyinteractions::annotate()
#> ✖ dplyr::collapse() masks IRanges::collapse()
#> ✖ dplyr::combine() masks Biobase::combine(), BiocGenerics::combine()
#> ✖ dplyr::count() masks plyinteractions::count(), matrixStats::count()
#> ✖ dplyr::desc() masks IRanges::desc()
#> ✖ tidyr::expand() masks S4Vectors::expand()
#> ✖ dplyr::filter() masks plyinteractions::filter(), stats::filter()
#> ✖ dplyr::first() masks S4Vectors::first()
#> ✖ dplyr::lag() masks stats::lag()
#> ✖ purrr::reduce() masks GenomicRanges::reduce(), IRanges::reduce()
#> ✖ dplyr::rename() masks plyinteractions::rename(), S4Vectors::rename()
#> ✖ lubridate::second() masks S4Vectors::second()
#> ✖ lubridate::second<-() masks S4Vectors::second<-()
#> ✖ dplyr::slice() masks plyinteractions::slice(), IRanges::slice()
#> ℹ Use the conflicted package (<http://conflicted.r-lib.org/>) to force all conflicts to become errors
library(plyinteractions)
## Importing it in R
pairs_file <- HiContactsData::HiContactsData('mESCs', 'pairs.gz')
#> see ?HiContactsData and browseVignettes('HiContactsData') for documentation
#> loading from cache
pairs_df <- read.delim(
pairs_file, sep = "\t", header = FALSE, comment.char = "#"
) |>
set_names(c(
"ID", "seqnames1", "start1",
"seqnames2", "start2", "strand1", "strand2"
))
pairs <- as_ginteractions(
pairs_df, end1 = start1, end2 = start2, keep.extra.columns = TRUE
)
pairs
#> GInteractions object with 5150011 interactions and 1 metadata column:
#> seqnames1 ranges1 strand1 seqnames2 ranges2 strand2 | ID
#> <Rle> <IRanges> <Rle> <Rle> <IRanges> <Rle> | <character>
#> [1] chr13 17057558 + --- chr13 17176616 - | SRR5339749.58
#> [2] chr13 68759440 - --- chr13 113578864 - | SRR5339749.105
#> [3] chr13 47940999 + --- chr13 48134537 + | SRR5339749.169
#> [4] chr13 80638451 + --- chr13 80638826 - | SRR5339749.170
#> [5] chr13 4362498 - --- chr13 96982617 + | SRR5339749.249
#> ... ... ... ... ... ... ... ... . ...
#> [5150007] chr13 95480277 - --- chr13 96105587 + | SRR5339749.237063036
#> [5150008] chr13 55523047 + --- chr13 55523339 - | SRR5339749.237063218
#> [5150009] chr13 88318766 - --- chr13 89456475 + | SRR5339749.237063267
#> [5150010] chr13 69859492 + --- chr13 69859712 - | SRR5339749.237063274
#> [5150011] chr13 18990870 + --- chr13 19369755 - | SRR5339749.237063301
#> -------
#> regions: 9013760 ranges and 0 metadata columns
#> seqinfo: 1 sequence from an unspecified genome; no seqlengths1 Estimating pairs filtering thresholds
We can first in silico digest the mouse genome to obtain the coordinates of each genomic fragment after digestion by DpnII and HinfI.
## Prepare DpnII/HinfI-digested genomic fragments
library(GenomicRanges)
library(Biostrings)
#> Loading required package: XVector
#>
#> Attaching package: 'XVector'
#> The following object is masked from 'package:purrr':
#>
#> compact
#>
#> Attaching package: 'Biostrings'
#> The following object is masked from 'package:base':
#>
#> strsplit
library(plyranges)
#>
#> Attaching package: 'plyranges'
#> The following object is masked from 'package:XVector':
#>
#> slice
#> The following objects are masked from 'package:dplyr':
#>
#> between, n, n_distinct
#> The following objects are masked from 'package:plyinteractions':
#>
#> flank_downstream, flank_left, flank_right, flank_upstream, shift_downstream, shift_left, shift_right, shift_upstream
#> The following object is masked from 'package:IRanges':
#>
#> slice
#> The following object is masked from 'package:stats':
#>
#> filter
genome <- BSgenome.Mmusculus.UCSC.mm10::BSgenome.Mmusculus.UCSC.mm10
cutter <- DNAStringSet(c("GATC", "GANTC")) ## DpnII/HinfI cutting site
fragments <- BiocParallel::bplapply(BPPARAM = BiocParallel::MulticoreParam(workers = 8),
names(genome), function(.x) {
seq <- genome[[.x]]
mids <- lapply(
cutter,
function(cutsite) {
hits <- matchPattern(cutsite, seq, fixed = "subject")
start(hits) + {end(hits) - start(hits)}
}
) |> unlist() |> sort()
GRanges(seqnames = .x, IRanges(
start = c(1, mids), end = c(mids-1, length(seq))
))
}
) |>
set_names(names(genome)) |>
GRangesList() |>
unlist()
#> Warning: 'IS_BIOC_BUILD_MACHINE' environment variable detected, setting BiocParallel workers to 4 (was 8)
fragments$binID <- seq_along(fragments)We can then use the annotate() function from plyinteractions to recover,
for each interaction, which restriction enzyme fragment each anchor
overlaps with, and how many restriction enzyme cutting sites are found between
them.
## Annotate for each anchor set which genomic fragment it overlaps with
annotated_pairs <- pairs |>
plyinteractions::annotate(fragments, by = "binID") |>
mutate(n_fragments = binID.2 - binID.1, group = paste0(strand1, strand2))
annotated_pairs
#> GInteractions object with 5150011 interactions and 5 metadata columns:
#> seqnames1 ranges1 strand1 seqnames2 ranges2 strand2 | ID binID.1 binID.2 n_fragments group
#> <Rle> <IRanges> <Rle> <Rle> <IRanges> <Rle> | <character> <integer> <integer> <integer> <character>
#> [1] chr13 17057558 + --- chr13 17176616 - | SRR5339749.58 9591352 9592012 660 +-
#> [2] chr13 68759440 - --- chr13 113578864 - | SRR5339749.105 9880169 10124404 244235 --
#> [3] chr13 47940999 + --- chr13 48134537 + | SRR5339749.169 9762274 9763393 1119 ++
#> [4] chr13 80638451 + --- chr13 80638826 - | SRR5339749.170 9946878 9946878 0 +-
#> [5] chr13 4362498 - --- chr13 96982617 + | SRR5339749.249 9521271 10034142 512871 -+
#> ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ...
#> [5150007] chr13 95480277 - --- chr13 96105587 + | SRR5339749.237063036 10025960 10029363 3403 -+
#> [5150008] chr13 55523047 + --- chr13 55523339 - | SRR5339749.237063218 9805472 9805473 1 +-
#> [5150009] chr13 88318766 - --- chr13 89456475 + | SRR5339749.237063267 9987886 9993753 5867 -+
#> [5150010] chr13 69859492 + --- chr13 69859712 - | SRR5339749.237063274 9886256 9886256 0 +-
#> [5150011] chr13 18990870 + --- chr13 19369755 - | SRR5339749.237063301 9601640 9603730 2090 +-
#> -------
#> regions: 9013760 ranges and 0 metadata columns
#> seqinfo: 1 sequence from an unspecified genome; no seqlengthsNext, we can plot the distribution of strand1 and strand2 cominations
as a function of the number of restriction enzyme cutting sites between
anchors of each interaction.
df <- annotated_pairs |>
head(n = 1e6) |>
group_by(strand1, strand2, n_fragments) |>
count() |>
as_tibble() |>
mutate(group = paste0(strand1, strand2)) |>
select(group, n_fragments, n)
ggplot(df, aes(x = n_fragments, y = n, group = group, col = group)) +
geom_line() +
geom_point() +
xlim(c(0, 15)) +
annotation_logticks(sides = 'l') +
theme_bw() +
labs(
x = "Number of restriction sites between anchors",
y = "Number of pairs"
)
#> Warning: Removed 267493 rows containing missing values or values outside the scale range (`geom_line()`).
#> Warning: Removed 267493 rows containing missing values or values outside the scale range (`geom_point()`).
From this distribution, we can see that -- and ++ pairs have a decreasing
frequency over increasing numbers of cut sites between
anchors of each interaction. These pairs are unambiguous, as the orientation
of each sequenced end can only come from true cutting and religation event,
(except the set of -- and ++ pairs which have 0 cut sites between
each anchor, which cannot be explained); all these pairs can be kept.
The over-representation of +- pairs at short distance likely represent
uncut fragments subsequently sequenced on each end. The under-representation
of -+ pairs at short distance likely represent self-religated fragments. We
can estimate a threshold for each of these pairs sets by computing the MAD and
expected , as described in
Cournac et al., 2012.
filters <- df |>
filter(n_fragments <= 50) |>
arrange(n_fragments) |>
group_by(n_fragments) |>
mutate(median = median(n)) |>
ungroup() |>
mutate(MAD = median(abs(n - median))) |>
mutate(withinMAD = abs(n - median) <= MAD / 0.67449) |>
filter(withinMAD) |>
slice_head(by = group, n = 1) |>
select(group, n_fragments) |>
dplyr::rename(threshold = n_fragments)
filters
#> # A tibble: 4 × 2
#> group threshold
#> <chr> <int>
#> 1 ++ 1
#> 2 -- 1
#> 3 -+ 8
#> 4 +- 102 Filtering pairs using appropriate thresholds
annotated_pairs <- annotated_pairs |>
mutate(threshold = left_join(as_tibble(mcols(annotated_pairs)), filters)$threshold) |>
mutate(type = case_when(
group %in% c('--', '++') & n_fragments < threshold ~ "excluded",
group == '+-' & n_fragments < threshold ~ "uncut",
group == '-+' & n_fragments < threshold ~ "religated",
.default = "kept"
))
#> Joining with `by = join_by(group)`
mcols(annotated_pairs) |>
as_tibble() |>
count(type) |>
mutate(n = scales::percent(n/sum(n)))
#> # A tibble: 4 × 2
#> type n
#> <chr> <chr>
#> 1 excluded 1.09%
#> 2 kept 78.64%
#> 3 religated 0.40%
#> 4 uncut 19.87%
filtered_pairs <- filter(annotated_pairs, type == 'kept')3 Computing distance law from pairs
Another typical step when analyzing Hi-C processed data is the modeling of a so-called “distance law”, (a.k.a “P(s)”), which describes the genomic distance-dependent contact frequency between pairs of genomic loci from a Hi-C experiment.
We can easily recover the distance between the two anchors of each interaction (noted s) and plot the interaction frequency (noted P(s)) as a function of this genomic distance.
3.1 Plotting distance law: first try
dat <- filtered_pairs |>
mutate(s = abs(end2 - start1)) |>
group_by(s) |>
count(name = "n") |>
as_tibble() |>
mutate(Ps = n/sum(n))
p <- ggplot(dat, aes(x = s, y = Ps)) + geom_line()
p
This is not very informative, as the distances span several orders of magnitude in both dimensions.
3.2 Second try: switching to logarithmic scale
Switching to a log scale in ggplot2 is very easy.
p + scale_x_log10() + scale_y_log10() + annotation_logticks()
3.3 Third try: aggregating data before plotting
The previous P(s) plot is precise at the base-pair resolution. We can aggregate counts by binned distances:
# Calculate distance breaks evenly spaced on a log scale (base 1.1)
x <- 1.1^(1:200-1)
lmc <- coef(lm(c(1,1161443398)~c(x[1], x[200])))
bins_breaks <- unique(round(lmc[2]*x + lmc[1]))
bins_widths <- lead(bins_breaks) - bins_breaks
# Bin distances
dat <- filtered_pairs |>
mutate(s = abs(end2 - start1)) |>
mutate(
binned_s = bins_breaks[as.numeric(cut(s, bins_breaks))],
bin_width = bins_widths[as.numeric(cut(s, bins_breaks))]
) |>
group_by(binned_s, bin_width) |>
count(name = "n") |>
as_tibble() |>
mutate(Ps = n / sum(n) / bin_width)
# Plot results
ggplot(dat, aes(x = binned_s, y = Ps)) + geom_line() +
scale_x_log10() + scale_y_log10() + annotation_logticks()
3.4 With some polishing
ggplot(dat, aes(x = binned_s, y = Ps)) +
geom_line() +
scale_x_log10(limits = c(1e3, 1e8)) + ## This changes x axis to log scale
scale_y_log10() + ## This changes y axis to log scale
annotation_logticks() + ## This adds log ticks
labs(
x = "Genomic distance (s)",
y = "P(s)",
title = "Distance-dependent genomic frequency P(s) in mESC (chr. 13)"
) + ## This fixes axes titles
theme_bw() ## This changes default plot theme
#> Warning: Removed 44 rows containing missing values or values outside the scale range (`geom_line()`).
4 Reproducibility
R session information:
#> ─ Session info ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
#> setting value
#> version R version 4.4.1 (2024-06-14)
#> os Ubuntu 24.04.1 LTS
#> system x86_64, linux-gnu
#> ui X11
#> language (EN)
#> collate C
#> ctype en_US.UTF-8
#> tz America/New_York
#> date 2024-10-29
#> pandoc 2.7.3 @ /usr/bin/ (via rmarkdown)
#>
#> ─ Packages ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
#> package * version date (UTC) lib source
#> abind 1.4-8 2024-09-12 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> AnnotationDbi 1.68.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> AnnotationHub * 3.14.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> backports 1.5.0 2024-05-23 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> bibtex 0.5.1 2023-01-26 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> Biobase * 2.66.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> BiocFileCache * 2.14.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> BiocGenerics * 0.52.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> BiocIO 1.16.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> BiocManager 1.30.25 2024-08-28 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> BiocParallel 1.40.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> BiocStyle * 2.34.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> BiocVersion 3.20.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> Biostrings * 2.74.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> bit 4.5.0 2024-09-20 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> bit64 4.5.2 2024-09-22 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> bitops 1.0-9 2024-10-03 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> blob 1.2.4 2023-03-17 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> bookdown 0.41 2024-10-16 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> BSgenome 1.74.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> BSgenome.Mmusculus.UCSC.mm10 1.4.3 2024-09-26 [2] Bioconductor
#> bslib 0.8.0 2024-07-29 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> cachem 1.1.0 2024-05-16 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> cli 3.6.3 2024-06-21 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> codetools 0.2-20 2024-03-31 [3] CRAN (R 4.4.1)
#> colorspace 2.1-1 2024-07-26 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> crayon 1.5.3 2024-06-20 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> curl 5.2.3 2024-09-20 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> DBI 1.2.3 2024-06-02 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> dbplyr * 2.5.0 2024-03-19 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> DelayedArray 0.32.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> digest 0.6.37 2024-08-19 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> dplyr * 1.1.4 2023-11-17 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> evaluate 1.0.1 2024-10-10 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> ExperimentHub * 2.14.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> fansi 1.0.6 2023-12-08 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> farver 2.1.2 2024-05-13 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> fastmap 1.2.0 2024-05-15 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> filelock 1.0.3 2023-12-11 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> forcats * 1.0.0 2023-01-29 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> generics 0.1.3 2022-07-05 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> GenomeInfoDb * 1.42.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> GenomeInfoDbData 1.2.13 2024-10-01 [2] Bioconductor
#> GenomicAlignments 1.42.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> GenomicRanges * 1.58.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> ggplot2 * 3.5.1 2024-04-23 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> glue 1.8.0 2024-09-30 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> gtable 0.3.6 2024-10-25 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> HiContactsData * 1.7.0 2024-10-26 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> highr 0.11 2024-05-26 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> hms 1.1.3 2023-03-21 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> htmltools 0.5.8.1 2024-04-04 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> httr 1.4.7 2023-08-15 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> InteractionSet * 1.34.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> IRanges * 2.40.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> jquerylib 0.1.4 2021-04-26 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> jsonlite 1.8.9 2024-09-20 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> KEGGREST 1.46.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> knitr 1.48 2024-07-07 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> labeling 0.4.3 2023-08-29 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> lattice 0.22-6 2024-03-20 [3] CRAN (R 4.4.1)
#> lifecycle 1.0.4 2023-11-07 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> lubridate * 1.9.3 2023-09-27 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> magrittr 2.0.3 2022-03-30 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> Matrix 1.7-1 2024-10-18 [3] CRAN (R 4.4.1)
#> MatrixGenerics * 1.18.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> matrixStats * 1.4.1 2024-09-08 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> memoise 2.0.1 2021-11-26 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> mime 0.12 2021-09-28 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> munsell 0.5.1 2024-04-01 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> pillar 1.9.0 2023-03-22 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> pkgconfig 2.0.3 2019-09-22 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> plyinteractions * 1.4.0 2024-10-29 [1] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> plyr 1.8.9 2023-10-02 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> plyranges * 1.26.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> png 0.1-8 2022-11-29 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> purrr * 1.0.2 2023-08-10 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> R6 2.5.1 2021-08-19 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> rappdirs 0.3.3 2021-01-31 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> Rcpp 1.0.13 2024-07-17 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> RCurl 1.98-1.16 2024-07-11 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> readr * 2.1.5 2024-01-10 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> RefManageR * 1.4.0 2022-09-30 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> restfulr 0.0.15 2022-06-16 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> rjson 0.2.23 2024-09-16 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> rlang 1.1.4 2024-06-04 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> rmarkdown 2.28 2024-08-17 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> Rsamtools 2.22.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> RSQLite 2.3.7 2024-05-27 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> rtracklayer 1.66.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> S4Arrays 1.6.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> S4Vectors * 0.44.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> sass 0.4.9 2024-03-15 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> scales 1.3.0 2023-11-28 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> sessioninfo * 1.2.2 2021-12-06 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> SparseArray 1.6.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> stringi 1.8.4 2024-05-06 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> stringr * 1.5.1 2023-11-14 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> SummarizedExperiment * 1.36.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> tibble * 3.2.1 2023-03-20 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> tidyr * 1.3.1 2024-01-24 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> tidyselect 1.2.1 2024-03-11 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> tidyverse * 2.0.0 2023-02-22 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> timechange 0.3.0 2024-01-18 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> tzdb 0.4.0 2023-05-12 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> UCSC.utils 1.2.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> utf8 1.2.4 2023-10-22 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> vctrs 0.6.5 2023-12-01 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> withr 3.0.2 2024-10-28 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> xfun 0.48 2024-10-03 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> XML 3.99-0.17 2024-06-25 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> xml2 1.3.6 2023-12-04 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> XVector * 0.46.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#> yaml 2.3.10 2024-07-26 [2] CRAN (R 4.4.1)
#> zlibbioc 1.52.0 2024-10-29 [2] Bioconductor 3.20 (R 4.4.1)
#>
#> [1] /home/biocbuild/bbs-3.20-bioc/tmpdir/RtmpW73vHM/Rinst8ff1b75e40c7b
#> [2] /home/biocbuild/bbs-3.20-bioc/R/site-library
#> [3] /home/biocbuild/bbs-3.20-bioc/R/library
#>
#> ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────