第十三章 新一代测序技术与复杂疾病.pptVIP

CLIP-seq数据分析流程 （四）CLIP-seq技术应用 AGO 蛋白的CLIP-seq能够检测到与AGO蛋白结合的mRNA序列和miRNA序列，从而应用于miRNA靶位点的识别。 KSHV miRNA的种子匹配位点落在与这些新靶基因相关的cluster上 三、Ribosome-seq技术 核糖体谱（ribosome profiling）是一种利用高通量测序在全基因组范围内精确、高效地监控体内mRNA 翻译的技术。它基于mRNA特异的mRNA-seq技术，通过检测受核糖体保护的mRNA片段，识别具有翻译活性的mRNA并全面刻画体内mRNA的翻译情况。 1. CisGenome 2. ChIPseeqer 3. ChIPpeakAnno （四）ChIP-seq数据的集成分析工具 目前，针对ChIP-seq数据进行预处理、比对、峰识别以及功能刻画的集成分析工具不断涌现，比较常用的工具有: 三、ChIP-seq技术应用 （一）识别转录因子或组蛋白修饰的协同调控 基因的转录调控是一个复杂的过程，涉及到一个或多个转录因子及其辅因子共同结合到靶基因的启动子区域，进而协同地调控靶基因的表达，因此基因及其众多的调控子共同形成了错综复杂的转录调控网络。 方法举例 计算每两个转录因子信号强度的皮尔森相关系数（Pearson correlation coefficient），层次聚类分析转录因子结合模式的相似性矩阵； ChIP-seq数据识别TFs协同调控 （二）调控元件的识别 基因的启动子: H3K4me3信号主要富集在基因的转录起始位点附近,因此H3K4me3的峰能够识别基因的启动子（举例）; 增强子：H3K4me1和H3K27ac信号可用于定义激活的增强子区域； 绝缘子：转录因子CTCF信号可用于定义基因组绝缘子区域； 转录区域：H3K36me3可用于定义基因组转录区域。 抑制区域：H3K27me3信号可用于定义基因组抑制区域。 组蛋白信号识别启动子 基本概念 （三）motif发现 模体：转录因子的结合位点通常具有特定的DNA序列模式，称为模体（motif），它是转录因子与DNA结合的重要功能域，长度一般为5?20bp。 常用的motif有哪些信誉好的足球投注网站算法 常用的motif识别软件包括 字符有哪些信誉好的足球投注网站算法（word-based，string-based methods） 概率序列模型有哪些信誉好的足球投注网站算法（probabilistic sequence models） MEME、HOMER和FIMO 位置权重矩阵（position weight matrix） 例如，为了识别谷氨酸受体（glucocorticoid receptor，GR）结合位点的motif，碱基的大小表示该碱基出现的百分比。 位置权重矩阵衡量ATGC四种碱基在转录因子结合位点上每个位置所占比例，使用序列标识图（sequence logo）进行可视化。 ChIP-seq数据识别的TFs结合位点用于motif识别 （四）预测基因表达 转录因子是基因转录过程中不可或缺的调控子，基因启动子区域的转录因子结合强度、转录因子结合数目与基因的表达水平密切相关。组蛋白修饰是另一层面的转录调控子。通过评估基因表达与其启动子区域上组蛋白修饰信号之间的相关性，发现一些组蛋白修饰信号与基因表达呈正相关（例如H3K4me3），而另一些组蛋白修饰信号与基因表达则呈负相关（例如H3K27me3）。 因此，整合基因启动子区域上转录因子结合强度或者多种组蛋白修饰水平，构建机器学习模型（如线性回归模型），实现对基因表达水平的预测。 四、ChIP-seq技术应用于复杂疾病分析 （一）转录因子ChIP-seq 用于指导临床用药 数据 在胶质母细胞瘤（glioblastoma multiforme，GBM），使用ChIP-seq技术在检测TCF4和STAT3的全基因组结合位点； 计算结合位点落入各个功能元件的比例； 基于两者共同靶基因区分GBM不同亚型； TCF4和STAT3结合位点分布及其与胶质母细胞瘤亚型分类的关系 TCF4和STAT3结合位点分布及其与胶质母细胞瘤亚型分类的关系 目的 探索TCF4和STAT3共同调控的差异靶基因与指导临床用药的联系 方法 1）TCF4和STAT3共同的差异表达靶基因重新将GBM聚为两类（间质型和前神经型） 2）根据是否接受替莫唑胺（temozolomide，TMZ）治疗，将间质型亚型和前神经型的GBM样本分别分为两组； 3）生存分析： log-rank test检验 结果 在间质型亚型的GBM样本中发现接受TMZ治疗的样本具有更好的整体生存率；而前神经型的GBM样本中，并没有显著地提高病人的整体生存率。 TCF4和STAT3协同差异靶基因指导临床用药 TCF4和STAT3协同差异靶基因指导临