科學(xué)家用染色質(zhì)可及性模擬基因調(diào)控

中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院(AMSS)的研究人員與斯坦福大學(xué)和清華大學(xué)的科學(xué)家合作，成功建立了配對表達(dá)和染色質(zhì)可及性(PECA)的基因調(diào)控?cái)?shù)據(jù)，并開發(fā)了新的工具。推斷特定背景的監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)。甲基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)描述轉(zhuǎn)錄因子蛋白在靶基因，這會影響它的空間和時(shí)間的調(diào)節(jié)區(qū)結(jié)合的生物過程的表達(dá)。

不同的人體組織和細(xì)胞類型來自相同的DNA序列。然而，僅有約一半的基因在特定組織或細(xì)胞類型中轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致每種細(xì)胞類型的不同形態(tài)和功能。自從高通量基因表達(dá)實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)以來，計(jì)算生物學(xué)家一直對基因調(diào)控關(guān)系的推斷感興趣，所述基因調(diào)控關(guān)系來自對應(yīng)于不同細(xì)胞類型和實(shí)驗(yàn)條件的不同細(xì)胞環(huán)境中的基因表達(dá)數(shù)據(jù)。

染色質(zhì)調(diào)節(jié)因子，序列特異性轉(zhuǎn)錄因子和順式調(diào)節(jié)序列元件之間的相互作用是形成背景特異性染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)的主要驅(qū)動力。然而，由于大量此類交互，在大多數(shù)細(xì)胞環(huán)境中通常缺少對它們的直接數(shù)據(jù)。

目前的工作表明，通過在不同的細(xì)胞環(huán)境中對匹配的表達(dá)和可訪問性數(shù)據(jù)建模，有可能在結(jié)合位置和染色質(zhì)狀態(tài)的缺失數(shù)據(jù)中恢復(fù)大部分信息，并實(shí)現(xiàn)基因調(diào)控關(guān)系的準(zhǔn)確推斷。

由PECA推斷的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了反式和順式調(diào)控元件如何協(xié)同工作以特定情境特定方式影響基因表達(dá)的詳細(xì)視圖。

研究人員提出了一種基于不同細(xì)胞環(huán)境下PECA數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方法。他們強(qiáng)調(diào)了染色質(zhì)在基因表達(dá)調(diào)控中的關(guān)鍵作用。

他們分析了來自小鼠DNA元素百科全書(ENCODE)的PECA數(shù)據(jù)，并探索了與性狀和疾病相關(guān)的遺傳變異的解釋。

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