PLoS ONE:染色质修饰协同关系预测的新方法

【字体: 时间:2011年03月02日 来源:生物通

编辑推荐:

  哈尔滨医科大学生物信息科学与技术学院开发了一种新的计算表观基因组学方法,可以预测新的染色质修饰协同关系,提供了新的可验证的实验假设。此外,该研究还发现染色质修饰模式与基因组元件及功能基因组学指标有紧密的关系。同时也为染色质修饰协同作用理论提供了有力的补充。这一研究成果公布在近期《PLoS ONE》上。

  

哈尔滨医科大学生物信息科学与技术学院开发了一种新的计算表观基因组学方法,可以预测新的染色质修饰协同关系,提供了新的可验证的实验假设。此外,该研究还发现染色质修饰模式与基因组元件及功能基因组学指标有紧密的关系。同时也为染色质修饰协同作用理论提供了有力的补充。这一研究成果公布在近期《PLoS ONE》上。

这项研究由哈医大生物信息科学与技术学院张岩教授领导完成,张岩教授毕业于日本新泻大学(博士学位),2008年开始从事表观基因组学研究,目前在哈医大任硕士生导师。文章的第一作者是张岩教授的在读硕士生吕杰。

组蛋白修饰是表观遗传学领域的重要方面。已知人类的四种核心组蛋白的末端可发生上百种不同的化学修饰,包括甲基化、乙酰化、磷酸化等。这些组蛋白修饰可影响基因的转录、翻译等过程。但重要的组蛋白修饰大多位于组蛋白H3的末端。高通量方法研究组蛋白修饰在最近几年内较为流行。

最近的研究表明不同的组蛋白修饰之间存在协同或拮抗影响基因转录的作用。但是组蛋白修饰的个数偏多增加了分析修饰之间相互作用的维度,造成了计算上的困难。另外,多维的网络分析工具的匮乏也影响了染色质分析的准确性。基于这些困难,张岩教授等人开发了新的染色质修饰相互作用关系的预测管线。尽管DNA甲基化是DNA上发生的化学修饰,但在各种甲基转移酶的作用下与组蛋白修饰之间也存在相互作用。基于这个生物学上的机制,研究人员利用DNA甲基化与各种组蛋白修饰的位置上的关系生成了临近性度量谱(Closeness Measure Profile)。该数据谱的一部分是由临近性测度CM值组成的,其余由三个基因组特征和DNA甲基化的量化值组成。通过特征选择,可发现与DNA甲基化状态相关的组蛋白修饰和基因组特征子集,将这部分子集有关的子谱应用于各种分析方法有望得到染色质修饰的关系。

研究人员使用得到的对甲基化有贡献的组蛋白修饰、一种基因组特征和DNA甲基化状态进行接下来的分析。研究人员使用贝叶斯网络算法的软件得到了一张染色质修饰全景图,从中他们发现组蛋白甲基化、乙酰化各自成团出现。整个网络呈现了一种互作集中在少数修饰的模式。此外,研究人员对子谱应用聚类算法发现了9个模块,有趣的是,这些模块拥有很不相同的但与期望一致的基因表达和功能注释,但模式相似性和功能相似性都很高,说明找到了功能相关的模块。在这些模块的基础上,进一步得到了功能相关的染色质互作模式。与全景图谱进行比较,可得到组成性的染色质修饰互作模式和模块特异的互作模式。这些成果可供今后的实验设计参考。

原文摘要:

婵°倗濮烽崑娑㈡倶濠靛绠熼柨鐕傛嫹 德国INCYTON实时全息多参数细胞能量代谢分析平台,点击了解

Discovering Cooperative Relationships of Chromatin Modifications in Human T Cells Based on a Proposed Closeness Measure

Background: Eukaryotic transcription is accompanied by combinatorial chromatin modifications that serve as functional epigenetic markers. Composition of chromatin modifications specifies histone codes that regulate the associated gene. Discovering novel chromatin regulatory relationships are of general interest.

Methodology/Principal Findings: Based on the premise that the interaction of chromatin modifications is hypothesized to influence CpG methylation, we present a closeness measure to characterize the regulatory interactions of epigenomic features. The closeness measure is applied to genome-wide CpG methylation and histone modification datasets in human CD4+T cells to select a subset of potential features. To uncover epigenomic and genomic patterns, CpG loci are clustered into nine modules associated with distinct chromatin and genomic signatures based on terms of biological function. We then performed Bayesian network inference to uncover inherent regulatory relationships from the feature selected closeness measure profile and all nine module-specific profiles respectively. The global and module-specific network exhibits topological proximity and modularity. We found that the regulatory patterns of chromatin modifications differ significantly across modules and that distinct patterns are related to specific transcriptional levels and biological function. DNA methylation and genomic features are found to have little regulatory function. The regulatory relationships were partly validated by literature reviews. We also used partial correlation analysis in other cells to verify novel regulatory relationships.

Conclusions/Significance: The interactions among chromatin modifications and genomic elements characterized by a closeness measure help elucidate cooperative patterns of chromatin modification in transcriptional regulation and help decipher complex histone codes.

濠电偞鍨堕幐鎼侇敄閸緷褰掑炊閳规儳浜鹃柣鐔煎亰濡插湱鈧鎸哥€涒晝鈧潧銈搁弫鍌炴倷椤掍焦鐦庨梺璇插缁嬫帡宕濋幒妤€绀夐柣鏃傚帶杩濇繝鐢靛Т濞茬娀宕戦幘鎰佹僵鐎规洖娲ㄩ悾铏圭磽閸屾瑧顦︽俊顐g矒瀹曟洟顢旈崨顖f祫闂佹寧绻傞悧鎾澄熺€n喗鐓欐繛鑼额嚙楠炴﹢鏌曢崶銊ュ摵鐎殿噮鍓熼獮宥夘敊閻e本娈搁梻浣藉亹閻℃棃宕归搹顐f珷闁秆勵殕椤ュ牓鏌涢幘鑼槮濞寸媭鍨堕弻鏇㈠幢濡ゅ﹤鍓遍柣銏╁灡婢瑰棗危閹版澘顫呴柣娆屽亾婵炲眰鍊曢湁闁挎繂妫欑粈瀣煃瑜滈崜姘┍閾忚宕查柛鎰ㄦ櫇椤╃兘鏌ㄥ┑鍡欏ⅵ婵☆垰顑夐弻娑㈠箳閹寸儐妫¢梺璇叉唉婵倗绮氶柆宥呯妞ゆ挾濮烽鎺楁⒑鐠団€虫灁闁告柨楠搁埢鎾诲箣閿旇棄娈ュ銈嗙墬缁矂鍩涢弽顓熺厱婵炲棙鍔曢悘鈺傤殽閻愬弶鍠橀柟顖氱Ч瀵噣宕掑Δ浣规珒

10x Genomics闂備礁鎼崐鐟邦熆濮椻偓楠炴牠鈥斿〒濯爄um HD 闁诲孩顔栭崰鎺楀磻閹剧粯鐓曟慨妯煎帶閻忕姷鈧娲滈崰鎾舵閹烘骞㈡慨姗嗗墮婵啴姊洪崨濠傜瑨婵☆偅绮嶉妵鏃堝箹娴g懓浠㈤梺鎼炲劗閺呮粓鎮鹃柆宥嗙厱闊洤顑呮慨鈧┑鐐存綑濡粓濡甸幇鏉垮嵆闁绘ḿ鏁搁悡浣虹磽娴e憡婀版俊鐐舵铻為柛褎顨呯粈鍡涙煕閳╁啞缂氶柍褜鍏涚划娆撳极瀹ュ鏅搁柨鐕傛嫹

婵犵數鍋涘Λ搴ㄥ垂閼测晜宕查悗锝庡亞閳绘棃鎮楅敐搴″箺缂佷胶娅墂ist闂備線娼уΛ妤呮晝閿濆洨绠斿鑸靛姇濡ɑ銇勯幘璺轰粶缂傚秳绶氶弻娑㈠冀閵娧冣拡濠电偛鐗婇崢顥窱SPR缂傚倷鐒︾粙鎺楁儎椤栫偛鐒垫い鎺嗗亾妞わ缚鍗抽幃褔宕妷銈嗗媰闂侀€炲苯澧村┑鈥愁嚟閳ь剨缍嗛崜姘跺汲閳哄懏鍊垫繛鎴炵懃婵啴鏌涢弮鎾村

闂備礁鎲¢〃鍡椕哄⿰鍛灊闊洦绋掗崵鍕煟閹邦剦鍤熼柕鍫熸尦楠炴牠寮堕幋鐘殿唶闂佸憡鐟ュΛ婵嗩潖婵犳艾惟闁靛绲煎ù鐑芥煟閻樿京鍔嶇憸鏉垮暣閹儵鏁撻敓锟� - 婵犵數鍎戠徊钘夌暦椤掑嫬鐭楅柛鈩冡缚椤╂煡鏌涢埄鍐惧毀闁圭儤鎸鹃々鐑藉箹鏉堝墽绉甸柛搴㈠灥閳藉骞橀姘濠电偞鍨堕幖鈺傜濠婂啰鏆﹂柣鏃囨绾惧ジ鏌涢埄鍐闁告梹甯¢幃妤呭捶椤撶偘妲愰梺缁樼⊕閻熝囧箯鐎n喖绠查柟浼存涧閹線姊洪崨濠傜濠⒀勵殜瀵娊鎮㈤悡搴n唹濡炪倖鏌ㄩ悘婵堢玻濞戙垺鐓欓悹銊ヮ槸閸婂鎮烽姀銈嗙厱婵炲棙锚閻忋儲銇勯銏╁剶鐎规洜濞€瀵粙顢栭锝呮诞鐎殿喗鎮傞弫鎾绘晸閿燂拷

濠电偞鍨堕幐鎼侇敄閸緷褰掑炊椤掆偓杩濇繝鐢靛Т鐎氼噣鎯屾惔銊︾厾鐎规洖娲ゆ禒婊堟煕閻愬瓨灏﹂柟钘夊€婚埀顒婄秵閸撴岸顢旈妶澶嬪仯闁规壋鏅涙俊铏圭磼閵娧冾暭闁瑰嘲鎳庨オ浼村礃閵娧€鍋撴繝姘厸閻庯綆鍋勬慨鍫ユ煛瀹€鈧崰搴ㄥ煝閺冨牆鍗抽柣妯挎珪濮e嫰鏌f惔銏⑩姇闁告梹甯″畷婵嬫偄閻撳宫銉╂煥閻曞倹瀚�

相关新闻
    生物通微信公众号
    微信
    新浪微博
    • 搜索
    • 国际
    • 国内
    • 人物
    • 产业
    • 热点
    • 科普
    • 急聘职位
    • 高薪职位

    知名企业招聘

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号