發(fā)布時(shí)間：2020-12-21 13:49

　　作為染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和功能單元,染色質(zhì)接觸域由不同大小的共調(diào)控基因簇構(gòu)成,其與基因調(diào)控和細(xì)胞的定向分化密切相關(guān),在不同物種中具有一定的保守性。隨著染色體構(gòu)象捕獲及其衍生技術(shù)的迅速發(fā)展,尤其是高通量Hi-C技術(shù)的出現(xiàn),染色質(zhì)三維交互作用數(shù)據(jù)日漸豐富,為染色質(zhì)接觸域及其邊界的定位與檢測(cè)提供了物質(zhì)條件,使得相關(guān)領(lǐng)域的研究成為了表觀遺傳學(xué)研究的重要課題。但目前的染色質(zhì)接觸域及其邊界檢測(cè)工具及算法還非常有限,普遍存在可重復(fù)性差、運(yùn)行時(shí)間成本高和檢測(cè)準(zhǔn)確率低等一系列問題,因此在已有算法基礎(chǔ)上提出新的檢測(cè)方法是彌補(bǔ)上述技術(shù)缺陷的關(guān)鍵。本文通過對(duì)現(xiàn)有兩類代表性的染色質(zhì)相互作用域檢測(cè)方法進(jìn)行系統(tǒng)比較與分析,選取了目前應(yīng)用最為廣泛的基于一維統(tǒng)計(jì)量方法,并在現(xiàn)有HiCDB和TopDom算法基礎(chǔ)上提出了基于絕緣密度統(tǒng)計(jì)量來表征接觸域邊界強(qiáng)度變化的Hi-C絕緣密度檢測(cè)算法（Hi-C Insulation Density,HiCID）。此外,為了提高原始Hi-C數(shù)據(jù)信噪比,本文將網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)技術(shù)嵌入到數(shù)據(jù)預(yù)處理過程,并根據(jù)絕緣子結(jié)合蛋白（CTCF）與組蛋白修飾的富集豐度確定域邊界的篩選閾值,同時(shí)為不同分辨率的Hi-C... 

【文章來源】：云南民族大學(xué)云南省

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Hi-C技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)

第1章緒論5圖1.2染色質(zhì)作用域及域邊界檢測(cè)算法盡管目前的染色質(zhì)相互作用域檢測(cè)工具為確定染色質(zhì)作用域及其邊界提供了諸多選擇。然而，大多數(shù)算法在算法結(jié)構(gòu)或性能上都存在著不同程度的缺陷：例如在識(shí)別TAD時(shí)要設(shè)置很多參數(shù)，運(yùn)算過程較復(fù)雜；計(jì)算上魯棒性低導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果差異大，可重復(fù)性低；對(duì)不同物種或不同分辨率的Hi-C數(shù)據(jù)不具備普遍適用性等等。從染色質(zhì)相互作用域及其邊界檢測(cè)的總體發(fā)展趨勢(shì)來看，基于一維統(tǒng)計(jì)量的檢測(cè)模型作為當(dāng)前領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)的最早和最基礎(chǔ)的一類算法，仍然極具一定的潛力和研究?jī)r(jià)值�，F(xiàn)有算法模型為染色質(zhì)作用域及其邊界的檢測(cè)研究提供了更多的分析角度和參考信息，為新算法的提出或迭代改進(jìn)提供了廣闊空間。1.3主要研究工作本文的主要工作是對(duì)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域及其域邊界進(jìn)行有效定位與檢測(cè)。在深入分析當(dāng)前染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域邊界檢測(cè)的主要方法基礎(chǔ)上，以提高接觸域邊界的檢測(cè)定位精度為目標(biāo)，對(duì)基于一維統(tǒng)計(jì)量的HiCDB算法和TopDom進(jìn)行了推陳出新，提出了以絕緣密度為核心的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域邊界檢測(cè)算法——HiCID。該算法能夠在只提供滑動(dòng)窗口大小的前提下檢測(cè)出染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域邊界所在的位置，并能進(jìn)一步對(duì)結(jié)構(gòu)域、域邊界和無相互作用的染色體間隙進(jìn)行劃分。此外，本文最后介紹了應(yīng)用HiCID算法對(duì)染色體結(jié)構(gòu)域和邊界位點(diǎn)的基因功能進(jìn)行研究的結(jié)果。

第2章Hi-C數(shù)據(jù)預(yù)處理與染色質(zhì)作用域檢測(cè)方法分析9第2章Hi-C數(shù)據(jù)預(yù)處理與染色質(zhì)作用域檢測(cè)方法分析2.1引言染色質(zhì)相互作用域作為染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和功能單元，對(duì)基因的調(diào)控表達(dá)以及基因功能的發(fā)揮有著直接的影響。為了對(duì)染色質(zhì)相互作用域的檢測(cè)識(shí)別進(jìn)行更加深入的研究，本章將從染色質(zhì)結(jié)構(gòu)及其層次劃分、Hi-C數(shù)據(jù)生成以及常見的幾類Hi-C數(shù)據(jù)預(yù)處理算法展開詳細(xì)介紹，重點(diǎn)介紹了目前在染色質(zhì)相互作用域檢測(cè)方法中普遍使用的兩類算法：基于一維統(tǒng)計(jì)量的檢測(cè)模型和基于二維接觸矩陣的檢測(cè)模型。2.2染色質(zhì)結(jié)構(gòu)2.2.1染色質(zhì)分層結(jié)構(gòu)的劃分圖2.1染色質(zhì)間交互熱圖和細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)疆域染色質(zhì)之間的各基因位點(diǎn)相較于染色質(zhì)內(nèi)部有較少的相互作用，因此不同染色質(zhì)在細(xì)胞核中占據(jù)不同的疆域，這與在顯微鏡下觀測(cè)的結(jié)果相一致。2009年首次出現(xiàn)了Hi-C技術(shù)，研究者們?cè)噲D從染色質(zhì)相互作用矩陣來了解染色質(zhì)三維構(gòu)象。Hi-C相互作用矩陣在熱圖中呈現(xiàn)格子形狀。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞核內(nèi)的基因組會(huì)呈現(xiàn)兩種狀態(tài)：A區(qū)室和B區(qū)室[37]。A區(qū)室位于細(xì)胞核內(nèi)的基因組活躍區(qū)域，基因分布較為密集，基因表達(dá)強(qiáng)度高，對(duì)應(yīng)常染色質(zhì)區(qū)域。B區(qū)室位于核膜的沉默區(qū)域，基因表達(dá)強(qiáng)度低，對(duì)應(yīng)異染色質(zhì)區(qū)域。2012年隨著測(cè)序技術(shù)的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Hi-C技術(shù)哺乳動(dòng)物三維基因組研究進(jìn)展[J]. 寧椿游,何夢(mèng)楠,唐茜子,朱慶,李明洲,李地艷.  遺傳. 2019(03)
[2]基于Bayesian估計(jì)的小波自適應(yīng)閾值方法對(duì)圖像進(jìn)行去噪處理的研究[J]. 曾藝輝,高鳴.  生物醫(yī)學(xué)工程研究. 2018(04)
[3]全基因組染色質(zhì)相互作用Hi-C文庫(kù)制備的優(yōu)化及其質(zhì)量控制[J]. 張香媛,何超,葉丙雨,謝德健,師明磊,張彥,沈文龍,李平,趙志虎.  遺傳. 2017(09)
[4]轉(zhuǎn)錄因子和組蛋白修飾的分布特征[J]. 薛高高,張利絨,閆甜甜,劉俊杰.  內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[5]染色質(zhì)構(gòu)象解析技術(shù)——Hi-C及染色質(zhì)構(gòu)象信息提取[J]. 胡文橋,侯越,張峰,劉宏德,孫嘯.  基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué). 2015(11)
[6]小波域高斯混合模型與中值濾波的混合圖像去噪研究[J]. 胡曉東,彭鑫,姚嵐.  光子學(xué)報(bào). 2007(12)



本文編號(hào)：2929933