何為功能富集分析？
功能富集分析是將基因或者蛋白列表分成多個部分，即將一堆基因進行分類，而這里的分類標准往往是按照基因的功能來限定的。換句話說，就是把一個基因列表中，具有相似功能的基因放到一起，並和生物學表型關聯起來。
何為GO和KEGG？
為了解決將基因按照功能進行分類的問題，科學家們開發了很多基因功能注釋數據庫，。這其中比較有名的一個就是Gene Ontology（基因本體論，GO）和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（京都基因與基因組百科全書，KEGG）。
其中，GO是基因本體論聯合會建立的一個數據庫，旨在建立一個適用於各種物種的、對基因和蛋白功能進行限定和描述的、並能夠隨着研究不斷深入而更新的語義詞匯標准。GO注釋分為三大類：分子生物學功能（Molecular Function，MF）、生物學過程（Biological Process，BP）和細胞學組分（Cellular Components，CC），通過這三個功能大類，對一個基因的功能進行多方面的限定和描述。
而KEGG，大多數人會將其當做一個基因通路（Pathway）的數據庫，其實KEGG的功能遠不止於此。KEGG是一個整合了基因組、化學和系統功能信息的綜合數據庫。KEGG下屬4個大類和17個子數據庫，而其中有一個數據庫叫做 KEGG Pathway，專門存儲不同物種中基因通路的信息，也是用的最多的一個，久而久之，KEGG被大家當做一個通路數據庫了。
下面兩個圖展示了GO和KEGG Pathway的面貌。
如何做功能富集分析？
做功能富集分析的算法有很多，能夠做功能富集分析的工具也非常多，見下面的列表
Funrich 也可以做功能富集分析
以上的工具中，DAVID最為常用也最為權威。DAVID是由美國Leidos生物醫學研究公司的LHRI團隊開發的一個在線基因注釋及功能富集網站（https://david.ncifcrf.gov/）
使用DAVID做功能富集分析
第一步
打開DAVID官網：https://david.ncifcrf.gov/
點擊左側功能菜單：Functional Annotation
進入到如下的頁面中，頁面中的紅框中就是進行分析所用的主要操作區域。
第二步
進入分析頁面后，通過如下三步即可完成分析：
提交基因列表 --> 選定提交列表類型 --> 開始分析
具體操作如下：
(1) 在 "Enter Gene List" 中上傳基因列表，格式是每行一個基因。按照 DAVID 的要求，總的基因個數不得超過 3000 個。
(2) 在 “Select Identifier” 中選擇上傳的基因類型，因為我們上傳的是基因名（Gene Symbol），所以在下拉菜單中選擇 “OFFICIAL_GENE_SYMBOL”
(3) 在 “List Type” 中有兩個單選框，我們統一選擇 “Gene List” 這一項
(4) 點擊 “Submit List” 即可
點擊 “Submit” 提交基因列表之后，經過幾秒鍾的等待，如果分析順利，就會彈出下面一個提示（如下圖所示）：Please note that multiple species have been detected in your gene list. 這句話的意思就是在我們提交的基因列表中檢測到多個物種，需要我們選擇相應的物種。怎么選擇物種？點擊彈出框中的 “確定”，然后在 “List” 中的選擇相應物種，這里我們選擇 “Homo sapiens”，並點擊下方的 “Select Species” 即可。
第三步
操作完成后，就可以得到如下圖所示的分析結果。紅框所示折疊框中分別就是GO和KEGG的分析結果。
第四步
做完了分析，我們就來看看如何提取結果，並實現結果的可視化吧。
如下圖所示，在功能富集分析的結果中有多個折疊欄，其中 Gene_Ontology 這一折疊欄中有有三個欄目：GOTERM_BP_FAT、GOTERM_CC_FAT、GOTERM_MF_FAT 就是我們想要的 GO 功能富集分析結果。而 Pathways 里面有一個 KEGG_PATHWAY 就是我們想要的結果。如何找到 BP、CC、MF 和 KEGG 對應的詳細結果呢？ 點擊每個欄目后面的 “Chart” 即可。
點擊 “Chart” 之后，即可出現如下圖所示的結果，這里面有幾列數據分別是：Category、Term、RT、Genes、Count、%、P-Value 和 Benjamini。這幾列中我們比較關心的是：Term（GO語義）、P-Value（P值）、Count（基因數）、%（基因比例）。后面我們要解決的問題是，如何將這些結果下載下來？點擊紅框中的 Download File 即可。打開一個新的網頁，新打開的網頁就是分析結果的文本文件，可以下載或者導入到作圖軟件中進行后續的操作。
第五步 結果導出和可視化
閱讀文獻時，大家遇到最多的就是柱狀圖（一般是水平柱狀圖），柱子的高低與 P-value 相關，柱子越高則越顯著。
高級氣泡圖用來表征富集分析的結果，x軸是 Gene Ratio，對應的就是 DAVID 結果表格中的 % 一列；y軸是富集出來的通路或者 GO Term；點的大小表示 Gene 數；點的顏色最為重要，代表 P值的高低。