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在Hi-C实验中寻找DNA结构域(TADs)的一种新方法:CHDF

已有 4652 次阅读 2016-1-24 08:42 |个人分类:三维基因组|系统分类:论文交流| 结构域, 三维基因组, Hi-C

   染色体的主要化学成分是脱氧核糖核苷酸(DNA)和蛋白质。DNA分子是一条很长的双螺旋纤丝,如人类一号染色体约有三亿个碱基,这么长的DNA分子必须通过复杂的折叠和螺旋形成高级的三维结构,从而压缩在狭小的细胞核中。

   过去二十年里,测序技术开始逐渐普及,但测序测的只是我们基因组中的一维信息,而基因的转录调控是在三维空间中进行的。幸好,2009年人们研发了Hi-C技术和ChIA-PET技术,其中Hi-C实验就是通过统计染色体上不同位点间相互作用频率,以频率来反应染色体三维结构的。人们在Hi-C实验结果中发现,高等真核生物的染色体中存在一些固定的三维结构域,结构域通常行使一些固定的功能,而且具有分化中的保守性和物种间的保守性,是进化中一种稳定的结构。但由于实验成本所限,Hi-C得到的数据分辨率有限。

   基于已有的数据,我们开发了寻找结构域的方法CHDF,相较于已有方法Direction Index和HiCsegCHDF可以找到更多且更加精细的结构域。利用相关实验数据进行验证,CHDF发现的结构域更加的可靠。而且CHDF具有较少的计算消耗,可以在短时间内完成大量数据的计算。

   结构域对于细胞至关重要。例如在细胞分化中,结构域的变化直接影响结构域其中或者其相邻的基因表达。一些疾病的产生也和结构域的变化有关,例如许多癌症细胞的产生正是因为基因组发生了重组,重组的本质正是基因组某些区域的结构域发生了变化。我们的CHDF方法,有助于人们找到细胞中的结构域,为人们定向的改造细胞或者治疗癌症提供了新途径。该工作于2015年六月发表在Quantitative Biology上(http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs40484-015-0047-9):

Yang Wang, Yanjian Li, Juntao Gao* , MichaelQ. Zhang*.  A novel method to identify topologicaldomains using Hi-C data,  Quantitative Biology, June 2015, Volume 3, Issue 2, pp81-89

   以上中文新闻稿由该工作的第一作者王洋提供,通讯作者高军涛修改。



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