基因組的空間結(jié)構(gòu)與細(xì)胞功能密切相關(guān),例如基因表達(dá)與調(diào)控、細(xì)胞分化與鑒定、組織發(fā)育等。線性DNA長(zhǎng)度約為2米,它被高度填充在染色質(zhì)上并適應(yīng)于細(xì)胞核的大小。對(duì)于一個(gè)給定的物種,不同的細(xì)胞基因組相同,但是基因表達(dá)具有細(xì)胞和組織特異性。隨著測(cè)序技術(shù)和生物技術(shù)的迅速發(fā)展,例如Hi-C、原位Hi-C已被開發(fā)出來用于研究不同人類細(xì)胞染色質(zhì)空間結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)基因組DNA結(jié)構(gòu)可以劃分成四種不同分辨率的層次結(jié)構(gòu),如染色體邊界（50-250 MB）、A/B Compartment（⁵ MB）、TAD（¹ MB）或sub-TAD（0.1-1 MB）、Chromatin Loops（5-300 kb）。在這些結(jié)構(gòu)中,Chromatin Loops是其他高級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),它能在三維空間中幫助遠(yuǎn)端調(diào)控元件比如增強(qiáng)子調(diào)控啟動(dòng)子從而影響基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。目前增強(qiáng)子與啟動(dòng)子交互作用識(shí)別主要通過染色質(zhì)構(gòu)象捕獲技術(shù)進(jìn)行,具有噪聲高、精度低、時(shí)間長(zhǎng)和成本高等缺點(diǎn)。因此從計(jì)算的角度對(duì)增強(qiáng)子與啟動(dòng)子交互作用及其模式進(jìn)行研究就顯得十分迫切和重要。盡管Chromatin Loops在基因調(diào)控和... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同尺度上的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)

的兩個(gè)位點(diǎn)在空間上相互鄰近，增強(qiáng)子通過調(diào)控基因的啟動(dòng)子從而來調(diào)控基表達(dá)。如圖 1-2 所示，DNA 相互纏繞形成空間上的 Loop 結(jié)構(gòu)幫助增強(qiáng)子調(diào)性遠(yuǎn)端但是空間臨近的基因啟動(dòng)子，轉(zhuǎn)錄因子富集在增強(qiáng)子和啟動(dòng)子上，類橋梁，協(xié)同調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。轉(zhuǎn)錄因子協(xié)同調(diào)控模式具有復(fù)雜性、動(dòng)和細(xì)胞特異性。

圖 1-3 ChIA-PET 技術(shù)概要[23]Fig.1-3 Schematic of ChIA-PET experiments[23].2 目前已有的 ChIA-PET 數(shù)據(jù)處理方法自2009年ChIA-PET 技術(shù)誕生，許多研究染色質(zhì)遠(yuǎn)程交互的軟件應(yīng)運(yùn)而0 年 Li 實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了第一款處理 ChIA-PET 的軟件 ChIA-PET tool[23]。之出現(xiàn)了 chia-sig[24]、MICC[25]、Mango[26]、ChIA-PET2[27]等軟件，除 chICC 外其他軟件均提供了完整的流程用于數(shù)據(jù)的分析。此外，伴隨這些泛應(yīng)用，更多數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生給研究染色質(zhì)交互的實(shí)驗(yàn)室提供方便。ChIA-PET 雙端測(cè)序后的結(jié)果存儲(chǔ)在兩個(gè) FastQ 格式的文件中，PET 序A 序列-半連接子-半連接子-DNA 序列”的順序排列，ChIA-PET Tool 使分布來計(jì)算染色質(zhì)遠(yuǎn)程交互的可靠性。2014 年，EivindHovig 團(tuán)隊(duì)開發(fā)chia-sig[24]，提出將基因組距離關(guān)系考慮在內(nèi)的無中心超幾何分布模型 tral hypergeometric distribution)。2015 年，Michael P. Snyder 團(tuán)隊(duì)開發(fā)了 MMango 作為一套完整的 ChIA-PET 處理軟件，在交互可靠性評(píng)估時(shí)考慮


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