omicverse/omicverse

A python library for multi omics included bulk, single cell and spatial RNA-seq analysis.

OmicVerse – 현대 전사체학 및 다중오믹스를 위한 통합 Python 툴킷

무엇인가요 – OmicVerse는 배치 RNA-Seq, 단일세포 RNA-Seq, 공간 전사체학 및 관련 다중오믹스 데이터를 위한 전체 워크플로우를 통합하는 Python 라이브러리입니다. Scanpy, scVI, MOFA, CellPhoneDB 등 수십 가지 유명한 분석 도구를 통합하고, J.A.R.V.I.S. 에이전트, Model-Context-Protocol 서버와 같은 가벼운 AI 지원 계층을 추가하여 자연어 명령어로 동일한 워크플로우를 제어하거나 더 큰 AI 시스템에 통합할 수 있습니다.

왜 중요한가요 – 연구자들은 종종 각각 고유한 데이터 형식과 API를 가진 여러 개별 패키지를 연결해야 합니다. OmicVerse는 anndata/mudata 데이터 구조를 표준화하고, PyPI, conda-forge 또는 Docker를 통해 하나의 설치 가능한 배포물(배포형)을 제공하며, 전처리, 통합, 경로 추정, 세포 유형 주석, 공간 분해, 심지어 하류 합성 생물학 모델링에 이르기까지 최신 기술의 정교한 컬렉션을 제공합니다. 추가된 에이전트 인터페이스를 통해 언어 모델에 "폐의 단일세포 RNA-Seq를 주석 지정해줘"와 같이 코드를 작성하지 않고도 단계를 실행하도록 요청할 수 있습니다.

핵심 기능

영역	OmicVerse가 제공하는 것
데이터 백본	`pandas`, `numpy`, `anndata`, `mudata` 객체의 통합 처리.
배치 및 단일세포 파이프라인	정규화, 차별 발현, 클러스터링, 경로 분석, 배치 보정 (Harmony, Scanorama, Combat), 인자 분석 (MOFA, scVI).
공간 전사체학	STAligner, STAGATE, GraphST, 공간 분해 (Bulk2Space) 등의 도구.
세포 간 상호작용	CellPhoneDB, COSG 등.
AI 지원 워크플로우	J.A.R.V.I.S. 명령줄 에이전트 (`omicverse claw …`), LLM(클로드 등)에 도구를 노출하는 MCP 서버, 텔레그램 봇 인터페이스.
합성 생물학 확장 (`ov.synbio`)	대사 모델 통합 (COBRApy, GECKO), 효소 설계 예측 (ESMFold, ProteinMPNN, ESM-2 임베딩), DNA 설계 유틸리티.
분자 역학 확장 (`ov.mol`)	AlphaFold/ESMFold에서 구조 가져오기, AutoDock Vina로 도킹, OpenMM로 GPU 가속 MD 실행, MM-GBSA 결합 에너지 계산.
시각화 및 보고서	복잡한 히트맵, 인터랙티브 플롯 헬퍼, 웹 기반 분석 프론트엔드 (`omicverse_web`).

시작하기

# 핵심 패키지
conda install -c conda-forge omicverse   # 또는 pip install -U omicverse

# 선택적 AI 에이전트 지원
pip install "omicverse[jarvis]"

# 선택적 합성 생물학 스택
pip install "omicverse[synbio]"

# 선택적 분자 역학 스택
pip install "omicverse[md]"

모든 설치는 이미 호환 가능한 PyTorch 빌드가 설치되어 있다고 가정합니다.

문서 및 튜토리얼

Read-the-Docs: https://omicverse.readthedocs.io/en/latest/
설치 가이드: https://starlitnightly.github.io/omicverse/Installation_guild/
LLM / 에이전트 튜토리얼:
- omicverse claw – 자연어 주석 (예: omicverse claw 'help me annotate the lung scrna-seq').
- MCP 서버 – python -m omicverse.mcp로 도구를 AI 어시스턴트에 노출.
- 텔레그램 봇 – omicverse jarvis --channel telegram ….
도메인 전용 확장: ov.synbio 및 ov.mol의 튜토리얼은 문서에서 링크되어 있습니다.

누구에게 적합한가요?

배치, 단일세포, 공간 RNA-Seq 분석을 위한 단일이고 잘 유지보수되는 환경이 필요한 계산 생물학자.
최신 AI 모델(LLM, 단백질 설계 네트워크)을 파이프라인에 통합하고 싶지만, 접합 코드를 작성하고 싶지 않은 생물정보학자.
효소 설계 예측을 게놈 규모 대사 모델에 연결하고 싶어하는 합성 생물학 엔지니어.
루틴 분석에 명령줄 또는 채팅 기반 인터페이스를 선호하는 연구자.

생태계 및 커뮤니티

scverse 생태계의 일원 (Scanpy, anndata, mudata, scvi-tools와 같은 모자)
PyPI, conda-forge, Docker 이미지(starlitnightly/omicverse)로 배포
오픈소스로 GNU GPL 라이선스 하에 공개. DOI(2024년 Nature Communications)를 통해 인용 추적
GitHub Actions를 통한 지속적 통합; Read-the-Docs에서 문서 자동 빌드

결론: OmicVerse는 방대한 전사체학 도구를 통합하고 자연어 제어를 위한 AI 기반 에이전트를 추가하며, 합성 생물학과 분자 역학으로 확장하는 진정한 연구용 소프트웨어 프로젝트입니다. 단일 Python 패키지에서 모든 것을 가능하게 합니다.