MCP序列仿真服务器
MCP（模型上下文协议）服务器，用于使用各种进化模型和算法模拟DNA和氨基酸序列。该服务器为序列生成、突变模拟、进化建模和系统发育分析提供了强大的工具。
特性
🧬 DNA序列生成
- 随机DNA生成：生成具有指定GC内容的序列
- 马尔可夫链模型：上下文相关序列生成
- 密码子偏差生成：真实的蛋白质编码序列
- 可定制参数：长度、GC含量、种子可重复性
📊 FASTQ测序模拟
- NGS读取模拟：生成逼真的下一代测序读数
- 平台特定模型：Illumina、454、Ion Torrent和PacBio质量型号
- 配对端支持：单端和配对端测序读数
- 误差建模：可配置的排序错误率，具有真实的质量分数
- 覆盖控制：生成读取以实现指定的覆盖深度
- 基于NEAT：受已发布的NEAT方法启发的实施
🧭 蛋白质序列生成
- 随机蛋白质生成：氨基酸分布均匀
- 疏水偏置：膜蛋白样序列
- 易失序：内在无序的蛋白质序列
- 自定义组合：用户定义的氨基酸频率
🔬 序列突变
- 替代突变：具有转换/颠换偏倚的点突变
- 插入/删除事件：Indel突变
- 多次迭代：跟踪随时间的变化
- DNA和蛋白质：支持核苷酸和氨基酸序列
🌳 进化模拟
- 种群进化：模拟几代人的人口
- 选择压力：可配置的健身功能
- 血统追踪：遵循个人进化路径
- 适应度函数：GC含量、长度、疏水性目标
🌲 系统发育模拟
- 基于树的进化：在系统发育树上模拟序列
- 多种替代模型：JC69、K80、HKY85、GTR
- 分子钟：统一或可变的进化速率
- 多种输出格式：FASTA、NEXUS、PHYLIP
安装
npm install
npm run build用法
使用克劳德代码
./start-claude.sh手动配置
添加到您的Claude Code MCP配置中：
{
"mcpServers": {
"sequence-simulation": {
"command": "node",
"args": ["dist/server.js"],
"cwd": "/path/to/mcp-sequence-simulation"
}
}
}可用工具
1.生成DNA序列
使用各种模型生成随机DNA序列。
参数：
length（必填）：序列长度gcContent（可选）：GC含量比（0-1，默认值：0.5）count（可选）：序列数（默认值：1）model（可选）：“随机”、“马尔可夫”或“密码子偏置”seed（可选）：随机种子用于再现outputFormat（可选）：“fasta”或“plain”
例子：
{
"length": 1000,
"gcContent": 0.6,
"count": 5,
"model": "markov",
"outputFormat": "fasta"
}2.生成蛋白质序列
生成具有各种偏差的随机蛋白质序列。
参数：
length（必填）：序列长度count（可选）：序列数（默认值：1）model（可选）：“随机”、“疏水性偏见”或“易患疾病”composition（可选）：自定义氨基酸频率seed（可选）：随机种子outputFormat（可选）：“fasta”或“plain”
例子：
{
"length": 200,
"count": 3,
"model": "hydrophobic-bias",
"outputFormat": "fasta"
}3.模拟FASTQ文件
使用真实的质量分数和误差模型模拟FASTQ测序读数。
参数：
referenceSequence（必填）：参考DNA序列以生成读取readLength（必填）：每次测序读取的长度（50-300bp）coverage（必填）：靶标测序覆盖深度（1-1000x）readType（可选）：“单端”或“配对端”（默认：“单端相”）insertSize（可选）：成对末端读取的平均插入大小（默认值：300）insertSizeStd（可选）：插入尺寸的标准偏差（默认值：50）errorRate（可选）：基本调用错误率0-0.1（默认值：0.01）qualityModel（可选）：“发光体”、“454”、“离子洪流”或“pacbio”（默认：“发光”）mutationRate（可选）：真突变率0-0.05（默认值：0.001）seed（可选）：随机种子用于再现outputFormat（可选）：“fastq”或“json”（默认值：“fastq”）
例子：
{
"referenceSequence": "ATCGATCGATCGATCGATCGATCGATCGATCGATCG",
"readLength": 150,
"coverage": 30,
"readType": "paired-end",
"errorRate": 0.01,
"qualityModel": "illumina"
}引用： 基于Stephens等人（2016）PLOS ONE 11（11）：e0167047。
4.突变序列
将突变应用于现有序列。
参数：
sequence（必填）：输入顺序sequenceType（必填）：“dna”或“蛋白质”substitutionRate（可选）：替代率（默认值：0.01）insertionRate（可选）：插入率（默认值：0.001）deletionRate（可选）：删除率（默认值：0.001）transitionBias（可选）：DNA的转换与颠换偏倚（默认值：2.0）iterations（可选）：变异轮数（默认值：1）seed（可选）：随机种子outputFormat（可选）：“fasta”或“plain”
例子：
{
"sequence": "ATGCGATCGATCG",
"sequenceType": "dna",
"substitutionRate": 0.02,
"iterations": 5,
"outputFormat": "fasta"
}5.进化顺序
模拟多代序列进化。
参数：
sequence（必填）：启动顺序generations（必填）：世代数populationSize（必填）：人口规模mutationRate（必填）：每代突变率selectionPressure（可选）：选择强度（0-1）fitnessFunction（可选）：“gc含量”、“长度”、“疏水性”或“自定义”targetValue（可选）：健身功能的目标值trackLineages（可选）：跟踪单个谱系seed（可选）：随机种子outputFormat（可选）：“摘要”、“详细”或“fasta”
例子：
{
"sequence": "ATGCGATCGATCG",
"generations": 100,
"populationSize": 50,
"mutationRate": 0.01,
"selectionPressure": 0.3,
"fitnessFunction": "gc-content",
"targetValue": 0.5,
"outputFormat": "detailed"
}6.模拟系统发育
在系统发育树上模拟序列进化。
参数：
rootSequence（必填）：祖先序列treeStructure（可选）：Newick格式树或“随机”numTaxa（可选）：随机树的分类群数量（默认值：5）mutationRate（可选）：每分支长度的突变率（默认值：0.1）branchLengthVariation（可选）：分支长度变化（默认值：0.2）molecularClock（可选）：使用分子钟（默认值：true）substitutionModel（可选）：“JC69”、“K80”、“HKY85”或“GTR”seed（可选）：随机种子outputFormat（可选）：“fasta”、“nexus”或“phylip”
例子：
{
"rootSequence": "ATGCGATCGATCGATCG",
"numTaxa": 8,
"mutationRate": 0.05,
"substitutionModel": "K80",
"outputFormat": "nexus"
}输出格式
FASTA格式
标准FASTA格式，带有包含模拟参数的描述性标题。
统计
所有工具都提供详细的统计数据，包括：
- 序列组成分析
- 突变计数和类型
- 进化参数
- 系统发育树统计
专业格式
- 纽带：用于系统发育分析软件
- PHYLIP：用于系统发育分析
- 对象符号：具有完整模拟细节的结构化数据
用例
研究应用
- 分子进化研究：模拟不同模型下的序列演化
- 系统发育分析：生成具有已知进化历史的测试数据集
- 算法测试：为生物信息学工具创建基准数据集
- 教育目的：演示进化原理
生物信息学发展
- 算法验证：具有受控数据的测试序列分析工具
- 统计分析：为统计测试生成空分布
- 绩效基准测试：创建不同复杂度的数据集
- 方法比较：比较模拟数据和真实数据上的工具
技术细节
进化模型
- 朱克斯·坎托（JC69）：同等替代率
- 木村2-参数（K80）：转换/颠换偏见
- HKY85：具有过渡偏置的不相等基频
- GTR：一般时间可逆模型
序列生成
- 马尔可夫链：上下文相关的核苷酸选择
- 密码子使用偏好：真实的蛋白质编码序列
- 氨基酸性质：疏水性和紊乱倾向
突变模型
- 点突变：单核苷酸/氨基酸变化
- Indels：插入和删除事件
- 过渡偏差：真实的DNA突变模式
依赖项
- @模型上下文协议/sdk：MCP框架
- 动物圈：架构验证
- 打字稿：类型安全
- Node.js：运行时环境
贡献
该服务器为序列模拟提供了一个全面的框架。扩展可能包括：
- 其他替代模型
- 重组模拟
- 群体遗传学模型
- 结构约束
- 不同生物体的鳕鱼使用表
许可证
有关详细信息，请参阅LICENSE文件。