本文選題：CpG密度 + DNA甲基化　； 參考：《大連醫(yī)科大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：目的:表觀遺傳學(xué)中,DNA甲基化在基因轉(zhuǎn)錄中有著一定的作用。DNA甲基化主要發(fā)生在CpG上的胞嘧啶。在基因啟動(dòng)子區(qū)域的甲基化水平高低會(huì)調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)[1]。研究了解這些基因結(jié)構(gòu)的甲基化狀態(tài),可以對(duì)基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)和與細(xì)胞環(huán)境間相互作用的表觀遺傳學(xué)機(jī)制有一定的理解和認(rèn)識(shí)[2]。而現(xiàn)有的研究,主要集中在組織之間甲基化的差異性或者癌癥組織的甲基化水平,并沒有深入研究CpG和甲基化水平兩者的關(guān)系,因此對(duì)CpG和甲基化水平兩者之間關(guān)系的研究顯得極其重要[3]。本實(shí)驗(yàn)將研究兩者的相關(guān)性,同時(shí)根據(jù)兩者的分布情況擬合出曲線,根據(jù)曲線將CpG和甲基化水平的整體分布區(qū)域劃分出不同部分,選取特殊的部分,再研究其生物意義[4]。方法:本實(shí)驗(yàn)用的數(shù)據(jù)是Illumina Hi Seq 2000測的甲基化數(shù)據(jù),經(jīng)過Fastqc檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量合格,并用對(duì)比軟件Segemehl將各個(gè)組織的甲基化數(shù)據(jù)與參考序列進(jìn)行對(duì)比。運(yùn)用滑動(dòng)窗口方法進(jìn)行處理CpG位點(diǎn)和甲基化水平,使兩者的分布密度顯現(xiàn)出來,再用min-max標(biāo)準(zhǔn)化的方法處理CpG密度和甲基化水平,使兩者的數(shù)據(jù)在相同的數(shù)值單位范圍內(nèi)。用R語言中的Cor函數(shù)來計(jì)算CpG密度和甲基化水平的相關(guān)性。并用分區(qū)段的方法將基因結(jié)構(gòu)分成不同部分,再觀察不同部分的CpG密度和甲基化水平的關(guān)系。根據(jù)CpG密度和甲基化水平兩者的分布情況,再擬合出來了符合它們分布的指數(shù)曲線。用指數(shù)曲線來劃分CpG密度和甲基化水平兩者的區(qū)域。用R語言中的Sd函數(shù)來計(jì)算Gap區(qū)域的組織甲基化差異性。將組織差異性大Gap與基因結(jié)構(gòu)做重疊分析,從而將這些Gap區(qū)域劃分成為兩部分,一部分是與啟動(dòng)子區(qū)域有重疊的,另一部分沒有與啟動(dòng)子區(qū)域重疊。結(jié)合Chipseq和RNAseq的數(shù)據(jù)來研究這些區(qū)域與對(duì)應(yīng)基因的調(diào)控作用,在啟動(dòng)子區(qū)域的Gap區(qū)域,研究其對(duì)相應(yīng)基因的近端調(diào)節(jié)。在研究遠(yuǎn)離啟動(dòng)子的Gap區(qū)域時(shí),我們計(jì)算了區(qū)域中不同組織的Chipseq H3K27ac信號(hào)和所有基因啟動(dòng)子區(qū)域的Chipseq H3K4me3信號(hào)兩者的相關(guān)系數(shù),找出系數(shù)大的目標(biāo)基因。結(jié)果:本實(shí)驗(yàn)在NCBI收集下載了人類18個(gè)組織和小鼠16個(gè)組織的甲基化數(shù)據(jù),用對(duì)比參考序列后得到每個(gè)組織上的甲基化信息。通過滑動(dòng)窗口和min-max標(biāo)準(zhǔn)化處理后,得到了各個(gè)組織的甲基化水平和CpG密度的分布圖和相關(guān)系數(shù)。通過分段處理方法在基因結(jié)構(gòu)上也展示出了CpG密度和甲基化水平的負(fù)相關(guān)性。根據(jù)CpG密度和甲基化水平兩者的分布情況,擬合出了符合它們分布的指數(shù)曲線。再通過指數(shù)曲線將兩者的分布區(qū)域劃分成了四個(gè)區(qū)域類型,對(duì)Gap區(qū)域類型進(jìn)行生物意義的分析。計(jì)算Gap區(qū)域組織之間的差異性,并得到了組織差異性大的Gap區(qū)域。這些Gap區(qū)域再與基因的啟動(dòng)子區(qū)域做重疊分析,得到了近啟動(dòng)子區(qū)域的Gap區(qū)域和遠(yuǎn)離啟動(dòng)子區(qū)域的Gap區(qū)域。在研究分析離著啟動(dòng)子近的Gap區(qū)域時(shí),發(fā)現(xiàn)有一些基因不同啟動(dòng)子區(qū)域的甲基化水平是有一定組織差異性,認(rèn)為基因的不同轉(zhuǎn)錄本在不同組織中是選擇性表達(dá)的。在遠(yuǎn)端調(diào)控的Gap區(qū)域,我們發(fā)現(xiàn)了這些區(qū)域有一定的保守性、Motif和Dnase1,同時(shí)通過計(jì)算相關(guān)性,找到了遠(yuǎn)端調(diào)控的目標(biāo)基因。結(jié)論:本文的研究結(jié)論主要有在人和小鼠的正常組織中CpG密度和甲基化水平是負(fù)相關(guān)的。CpG密度和甲基化水平整體分布情況是符合指數(shù)分布的。在與基因啟動(dòng)子區(qū)域重疊的Gap區(qū)域中,這些Gap區(qū)域可以近端調(diào)控基因不同的轉(zhuǎn)錄本選擇性表達(dá)。在不與基因啟動(dòng)子區(qū)域重疊的Gap區(qū)域中,這些Gap區(qū)域遠(yuǎn)端調(diào)控目標(biāo)基因。
[Abstract]:Objective : In epigenetics , DNA methylation plays a role in gene transcription . DNA methylation mainly occurs on CpG . The methylation level of the promoter region of the gene can regulate the transcriptional expression of the gene . To understand the methylation status of these gene structures , it is possible to understand and recognize the transcriptional expression of gene and the mechanism of epigenetics interaction with cell environment . However , the existing researches mainly focus on the difference of methylation between tissues or the methylation level of cancer tissue , and do not study the relationship between CpG and methylation level , so the research on the relationship between CpG and methylation level is extremely important . This experiment will study the correlation of the two , and fit the curve according to the distribution of the two . According to the curve , the global distribution region of CpG and methylation level is divided into different parts , the special part is selected , and its biological significance is studied . Methods : The methylation level and methylation level of each tissue were determined by using the correlation between CpG density and methylation level . The correlation between CpG density and methylation level was calculated by using the correlation between CpG density and methylation level .
【學(xué)位授予單位】：大連醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q78

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本文編號(hào)：2033816