omicverse/omicverse

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

OmicVerse – 现代转录组学与多组学的统一Python工具包

是什么 – OmicVerse 是一个Python库，整合了批量RNA-seq、单细胞RNA-seq、空间转录组学及相关多组学数据的完整工作流程。它捆绑了数十个知名分析工具（Scanpy、scVI、MOFA、CellPhoneDB等），并添加了一个轻量级的AI辅助层（J.A.R.V.I.S.代理、Model-Context-Protocol服务器），使您可以通过自然语言命令或集成到更大的AI系统中来驱动相同的工作流程。

为何重要 – 研究人员通常需要拼接多个独立的包，每个包都有自己的数据格式和API。OmicVerse以 anndata/mudata 数据结构为标准，提供单一可安装的分发包（通过PyPI、conda-forge或Docker），并附带经过精选的前沿方法集合，涵盖预处理、整合、轨迹推断、细胞类型注释、空间解卷积，甚至下游合成生物学建模。新增的代理接口允许您让语言模型执行步骤（例如，“注释肺部单细胞RNA-seq”），而无需编写代码。

核心功能

领域	OmicVerse提供的功能
数据基础	统一处理 `pandas`、`numpy`、`anndata`、`mudata` 对象。
批量与单细胞流程	归一化、差异表达、聚类、轨迹分析、批次校正（Harmony、Scanorama、Combat）、因子分析（MOFA、scVI）。
空间转录组学	工具如 STAligner、STAGATE、GraphST 和空间解卷积（Bulk2Space）。
细胞间通讯	CellPhoneDB、COSG等。
AI辅助工作流	J.A.R.V.I.S. 命令行代理（`omicverse claw …`）、MCP服务器将工具暴露给LLM（Claude等）、Telegram机器人接口。
合成生物学扩展 (`ov.synbio`)	代谢模型集成（COBRApy、GECKO）、酶设计预测（ESMFold、ProteinMPNN、ESM-2嵌入）、DNA设计工具。
分子动力学扩展 (`ov.mol`)	从AlphaFold/ESMFold获取结构，使用AutoDock Vina对接，用OpenMM运行GPU加速MD，计算MM-GBSA结合能。
可视化与报告	复杂热图、交互式图表助手，以及基于Web的分析前端（`omicverse_web`）。

快速开始

# 核心包
conda install -c conda-forge omicverse   # 或 pip install -U omicverse

# 可选AI代理支持
pip install "omicverse[jarvis]"

# 可选合成生物学栈
pip install "omicverse[synbio]"

# 可选分子动力学栈
pip install "omicverse[md]"

所有安装均假定您已安装兼容的PyTorch构建。

文档与教程

Read-the-Docs: https://omicverse.readthedocs.io/en/latest/
安装指南: https://starlitnightly.github.io/omicverse/Installation_guild/
LLM / 代理教程：
- omicverse claw – 自然语言注释（例如：omicverse claw 'help me annotate the lung scrna-seq'）。
- MCP服务器 – python -m omicverse.mcp 以向AI助手暴露工具。
- Telegram机器人 – omicverse jarvis --channel telegram …。
领域特定扩展：ov.synbio 和 ov.mol 的教程在文档中提供链接。

适合谁使用？

需要一个单一、良好维护的环境来处理批量、单细胞和空间RNA-seq分析的计算生物学家。
希望将前沿AI模型（LLM、蛋白质设计网络）集成到工作流中，而无需编写胶水代码的生物信息学家。
对将酶设计预测与基因组规模代谢模型关联感兴趣的合成生物学工程师。
偏好命令行或聊天式界面进行常规分析的研究人员。

生态系统与社区

属于 scverse 生态系统（与Scanpy、anndata、mudata、scvi-tools同属一个伞形项目）。
在 PyPI、conda-forge 和 Docker 镜像（starlitnightly/omicverse）中分发。
开源，采用 GNU GPL 许可证；引用通过DOI（Nature Communications 2024）追踪。
通过GitHub Actions进行持续集成；文档在Read-the-Docs上自动构建。

总结：OmicVerse 是一个真正意义上的研究级软件项目，整合了庞大的转录组学工具集合，增加了AI驱动的代理以实现自然语言控制，并扩展至合成生物学和分子动力学——所有功能均来自单一Python包。