科學家用染色質(zhì)可及性模擬基因調(diào)控
中國科學院數(shù)學與系統(tǒng)科學研究院(AMSS)的研究人員與斯坦福大學和清華大學的科學家合作,成功建立了配對表達和染色質(zhì)可及性(PECA)的基因調(diào)控數(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間的調(diào)節(jié)區(qū)結(jié)合的生物過程的表達。
不同的人體組織和細胞類型來自相同的DNA序列。然而,僅有約一半的基因在特定組織或細胞類型中轉(zhuǎn)錄,導致每種細胞類型的不同形態(tài)和功能。
自從高通量基因表達實驗的出現(xiàn)以來,計算生物學家一直對基因調(diào)控關(guān)系的推斷感興趣,所述基因調(diào)控關(guān)系來自對應于不同細胞類型和實驗條件的不同細胞環(huán)境中的基因表達數(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)和基因表達的主要驅(qū)動力。
然而,由于大量此類交互,在大多數(shù)細胞環(huán)境中通常缺少對它們的直接數(shù)據(jù)。
目前的工作表明,通過對不同細胞環(huán)境中的匹配表達和可訪問性數(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)中恢復大部分信息,并實現(xiàn)基因調(diào)控關(guān)系的準確推斷。
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的詳細視圖。
研究人員提出了一種基于不同細胞環(huán)境的PECA數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方法。他們強調(diào)了染色質(zhì)在基因表達調(diào)控中的關(guān)鍵作用。
他們分析了小鼠DNA元素百科全書(ENCODE)中的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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