Name: 多様ChIPseqデータ型のゲノムワイドな解析のための新規ベイジアン変化点アルゴリズム (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-12-10T12:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 39 s
Description: 学ぼう、ベイジアン変化点アルゴリズムを用いたChIP-seqデータのゲノムワイド解析手法。隠れマルコフモデルとポアソン分布を活用し、ヒストン修飾の広域的・局所的なエンリッチメント領域を高精度に検出する計算的手法です。

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STARR財団賞（MQZ）、NIHの助成金ES017166（MQZ）、NSFの助成DMS0906593（HX）。

1。 BCPの解析用の入力ファイルを準備する<ol><li>優先短い読み取りアラインメントソフトウェアを使用して、適切なリファレンスゲノムに実行（ChIPと入力ライブラリ）シークエンシングから生産読み取るショートの位置を合わせます。マップされた場所は、拡張可能なデータ（BED）形式13（UCSCゲノムブラウザ、6カラムブラウザに変換する必要があります<a href="http://genome.ucsc.edu/" target="_blank">http://genome.ucsc.edu/</a>開始位置は、マップされたあたり）、タブ区切り線は、マップされた染色体を示す読み出し（0ベース）、終了位置（ハーフオープン）、名前、スコア（オプション）、およびストランドをお読みください。 </li></ol> 2A。プロファイルを読む拡散：前処理チップは、びまん性に富むデータ諸島の検出のための密度を読む<ol><li>所定の断片の長さ、 すなわちにチップと入力マップ場所を拡張します。フラグメントサイズは​​、通常200 bpの周りには、DNAの酵素消化または超音波処理時にターゲットに。フラグメント計数し、その後凝集アール隣接したビンでテッド。デフォルトでは、ビンのサイズは200 bpの推定断片長に設定されています。 </li><li>同一の読み取りカウントを持つビンのセット内の任意の可能な変化点は、最も外側の境界において、最も可能性の高い分類されます。従って、変化点が同じ読み取りカウントを持つ2つのビンの間の内部境界で発生することはありそうにない。だから、同じグループと隣接したビンは、単一のブロック、 すなわちに、ビンごとに読み取ります。 bedGraph形式13。 </li></ol>図2b。点状読むプロフィール：点状のデータのピークの検出のための前処理チップと入力BEDファイル<ol><li>プラスとマイナス鎖チップが別々に読み取るために重複集計を読み取ります。ストランド特定の読み取り密度はプラスとマイナスのピークの二峰性のプロファイルを形成すべきである。最も濃縮されたピークのプラス/マイナスのペアを選択し、ライブラリの断片の長さのための推定値としてそれらの首脳間の距離を使用します。 </li><li> ChIPをシフトして、入力は半分フラグメントルを読み取りシフトと合併し、プラスとマイナス鎖の読み取りの読み取り密度と中心を再計算するngth。断片の長さを推定するためのこの方法論は、チャンら 3から採用されました。同じマージカウントの位置が2a.2をステップと同様のブロックにグループ化する必要があります。 </li></ol> 3。当社BCMIX近似法を用いた各ブロックの事後平均読む密度を推定<ol><li>各ブロックの読み出し密度はガンマ分布の混合後の平均パラメータ、Γ（α、β）と（θt）はPOIを、ポアソン分布としてモデル化され、変化点の事前確率は、任意のブロック境界で発生しているpの。GのコンディショニングPOIS（θt）が（α、β）を効果的にモデルに無期限の状態のHMMをレンダリングします。最大事後確率を用いて、ハイパーパラメータα、β、 および p を推定する 。 </li><li>明示のためのベイズ推定値を計算する各ブロック、θT、としてE（θT |γZ）です 。後部手段を推定するより計算効率有界複雑混合近似で、しばしばHMMのに使用される、より伝統的な前進が、時間がかかり、後方にフィルターを交換して、θC。結果として事後手段は同じで、θcを持つブロックのでおおよその区分的に一定のプロファイルに&quot;平滑化&quot;になり、さらに更新された境界の座標と一緒にブロックする必要があります。 </li></ol>図4a。拡散濃縮のセグメントにポストプロセス臼歯手段：プロファイルを読む拡散<ol><li>入力数（λA）POIS、背景率としてそれぞれの新しいθCブロックごとに読み込みを使用し、ChIP事後平均は、θC、いくつかの閾値δを超えているかどうかに基づいて、単純な仮説検定を用いて濃縮を決定します。 第 90 回&lt;/ SUP&gt;-クオンタイルはデフォルトdである、ほとんどの場合に適しています。 </li><li>シンプルな床形式の単一の領域およびレポートマージ座標に濃縮を超える隣接θCブロックをマージします。あるいは、1は読み取り密度推定の高解像度の詳細を保持するbedGraph形式で、各ブロックのθcを報告することができます。 </li></ol>図4b。点状読むプロフィール：ピーク候補にポストプロセス臼歯手段<ol><li>すべての読み取り回数の平均値（γ2）のように、（λA）POIS、背景率を定義し、しきい値は、dを超えてすべてのブロックを識別します。点状のピークがそれ以上の実質的富化されると予想されるので、デフォルトのδはPOIの99 番目 -変位値（λA）に設定されます。 </li><li>候補ピークの頂上として最大のθCでブロックを設定し、同様の読み取りdenを共有ブロックに隣接する隣接sity（±1は若干のばらつきを考慮するためにカウントを読み取る）。この隣り合う領域は候補結合部位として定義されています。 </li><li> ChIPの候補結合部位と仮説検定の平均読み取りカウントとしてλ2を計算し 、この対の入力背景は帰無仮説があったが、H 0は 、つまり、λ1 p値のしきい値に基づい≥λ2とH 0を棄却。ベッドの形式で出力候補ピーク。 </li></ol>

<ol><li>Park, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ChIP-seq%3A+advantages+and+challenges+of+a+maturing+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Genet%22%5BJournal%5D)">ChIP-seq: advantages and challenges of a maturing technology.</a> Nat. Rev. Genet. 10, 669-680 (2009).</li>
<li>Barski, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+profiling+of+histone+methylations+in+the+human+genome%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">High-resolution profiling of histone methylations in the human genome.</a> Cell. 129, 823-837 (2007).</li>
<li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Model-based+Analysis+of+ChIP-Seq+%28MACS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Genome+Biol%22%5BJournal%5D)">Model-based Analysis of ChIP-Seq (MACS).</a> Genome Biol. 9, R137(2008).</li>
<li>Zang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+clustering+approach+for+identification+of+enriched+domains+from+histone+modification+ChIP-Seq+data%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">A clustering approach for identification of enriched domains from histone modification ChIP-Seq data.</a> Bioinformatics. 25, 1952-1958 (2009).</li>
<li>Jothi, R., Cuddapah, S., Barski, A., Cui, K., Zhao, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genome-wide+identification+of+in+vivo+protein-DNA+binding+sites+from+ChIP-Seq+data%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">Genome-wide identification of in vivo protein-DNA binding sites from ChIP-Seq data.</a> Nucleic Acids Res. 36, 5221-5231 (2008).</li>
<li>Qin, Z. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((HPeak%3A+an+HMM-based+algorithm+for+defining+read-enriched+regions+in+ChIP-Seq+data%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">HPeak: an HMM-based algorithm for defining read-enriched regions in ChIP-Seq data.</a> BMC Bioinformatics. 11, 369(2010).</li>
<li>Song, Q., Smith, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identifying+dispersed+epigenomic+domains+from+ChIP-Seq+data%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">Identifying dispersed epigenomic domains from ChIP-Seq data.</a> Bioinformatics. 27, 870-871 (2011).</li>
<li>Spyrou, C., Stark, R., Lynch, A. G., Tavaré, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BayesPeak%3A+Bayesian+analysis+of+ChIP-seq+data%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">BayesPeak: Bayesian analysis of ChIP-seq data.</a> BMC Bioinformatics. 10, 299(2009).</li>
<li>Lai, T., Xing, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+Bayesian+approach+to+multiple+change-points%5BTitle%5D)+AND+%22Statistica+Sinica%22%5BJournal%5D)">A simple Bayesian approach to multiple change-points.</a> Statistica Sinica. , (2011).</li>
<li>Robertson, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genome-wide+profiles+of+STAT1+DNA+association+using+chromatin+immunoprecipitation+and+massively+parallel+sequencing%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Methods%22%5BJournal%5D)">Genome-wide profiles of STAT1 DNA association using chromatin immunoprecipitation and massively parallel sequencing.</a> Nat. Methods. 4, 651-657 (2007).</li>
<li>Stitzel, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Global+epigenomic+analysis+of+primary+human+pancreatic+islets+provides+insights+into+type+2+diabetes+susceptibility+loci%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metab%22%5BJournal%5D)">Global epigenomic analysis of primary human pancreatic islets provides insights into type 2 diabetes susceptibility loci.</a> Cell Metab. 12, 443-455 (2010).</li>
<li>Bernstein, B. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+NIH+Roadmap+Epigenomics+Mapping+Consortium%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">The NIH Roadmap Epigenomics Mapping Consortium.</a> Nat. Biotechnol. 28, 1045-1048 (2010).</li>
<li>Karolchik, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+UCSC+Table+Browser+data+retrieval+tool%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">The UCSC Table Browser data retrieval tool.</a> Nucleic Acids Res. 32, 493-496 (2004).</li>
<li>Matys, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TRANSFAC%3A+transcriptional+regulation%2C+from+patterns+to+profiles%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">TRANSFAC: transcriptional regulation, from patterns to profiles.</a> Nucleic Acids Res. 31, 374-378 (2003).</li>
<li>Portales-Casamar, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((JASPAR+2010%3A+the+greatly+expanded+open-access+database+of+transcription+factor+binding+profiles%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">JASPAR 2010: the greatly expanded open-access database of transcription factor binding profiles.</a> Nucleic Acids Res. 38, D105-D110 (2010).</li>
</ol>

特別な利害関係は宣言されません。

我々は、同様にうまく斑点およびびまん性両方のデータ構造を識別することができるChIPseqデータを分析するためのモデルを開発するために着手した。今までは、濃縮の地域では、大きな島の大きさの前提期待を反映して、特に拡散領域は、特定することは困難であった。これらの問題に対処するために、我々は既存のヒューリスティック·モデルと少ない革新的なHMMを比べて多くの利点を持っているHMMの技術の最新の進歩を利用した。 我々のモデルは、明示的な式を持つベイジアン枠組みを利用しています。これは、むしろそのようなマルコフ連鎖モンテカルロ法のような、時間のかかる計算コストのかかるシミュレーションに頼るのではなく、単純な計算と事後手段は、各セグメントの予想される読み密度を計算することを可能にするという点で他のHMMを、より致命的な違いです。その結果、私たちの計算時間およびメモリ要件は劇的に削減されます。ハイパフォーマンスコンピューティングクラスタwiを用いてH3K27me3〜23万人を分析するための64ビットのメモリが2 GBの番目のデュアルコア、2.0 GHzのノードが2100万H3K36me3読み込...

<table border="1"><tbody><tr><td> 試薬の名称 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td><td> コメント（オプション） </td></tr><tr><td> Linuxベースのワークステーション</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

多様chipseqデータ型のゲノムワイドな解析のための新規ベイジアン変化点アルゴリズム

A Novel Bayesian Change-point Algorithm for Genome-wide Analysis of Diverse ChIPseq Data Types

ChIPseqは、タンパク質-DNA相互作用を調査するために広く使われているテクニックです。読む密度プロファイルは、タンパク質に結合したDNAの次世代シーケンシングを使用しており、リファレンスゲノムに読む短いを整列させることによって生成されます。濃縮された領域は、多くの場合、標的タンパク質1に応じて、形状が大幅に異なるピークとして明らかにされています。例えば、転写因子は、多くの場合、サイトと配列特異的に結合し、ヒストン修飾がより普及していると濃縮2の広い、びまん性の島々によって特徴付けられる一方で、点状のピークを生成する傾向があります。確実にこれらの地域を特定することが我々の仕事の中心だった。 ChIPseqデータを解析するためのアルゴリズムはヒューリスティクス3月5日から、より厳密な統計モデルに様々な方法、 例えば 、隠れマルコフモデル（HMM）6-8を採用してきた。我々は困難な定義、アドホックパラメータそれほど頻繁にする必要性を最小限に抑えるソリューションを求めて解像度を妥協し、ツールの直感的な使いやすさを軽減。 HMMベースの方法につきましては、パラメータ推定の手順としばしば利用されているシンプルな、有限状態分類を抑制することを目的とした。 さらに、従来のChIPseqデータ分析はの分類を含む適切なツールのその後のアプリケーションに続いて点状またはびまん性のいずれかとして密度プロファイルを読んで期待した。我々は、さらに上手にデータ型のスペクトル全体を扱うことができ、単一の、より汎用性の高いモデルで、これら二つの異なるモデルの必要性を置き換えることを目的とした。 これらの目的を満たすために、我々は最初だけ明示的な式-その性能の優位性に不可欠な技術革新を利用したHMM 9における最先端の進歩を使用して、統計的枠組み自然にモデル化したChIPseqデータ構造を構築した。ヒューリスティックモデルより洗練された、私たちのHMMはを通して無限隠れ状態に対応しベイズモデル。我々は、さらに濃縮のセグメントを定義読ん密度で合理的な変更点を識別に適用した。我々の分析では、私たちのベイジアン変化点（BCP）のアルゴリズムは演算量の増加を抑え、証明抄訳実行時間とメモリフットプリントを持っていた方法で明らかにした。 BCPのアルゴリズムが正常に堅牢な正確さと限られたユーザー定義のパラメータを使用して点状のピークおよびびまん島の識別の両方に適用した。これは、その汎用性と使いやすさの両方を示す。従って、我々はそれがそれの研究グループ間の連携と確証するのを助けることができるChIPseqデータ解析のための偉大なツールとなって、簡単に比較し、対比された方法でのデータ型およびエンドユーザの幅広い範囲にわたって容易に実現できると信じています。ここでは、その有用性を説明するために、既存の転写因子10,11およびエピジェネティックなデータ12にBCPのアプリケーションを示しています。

BCPは、ヒストン修飾データに幅広い濃縮の領域を同定するに優れています。基準点として、我々は以前SICER 3、強力な性能を実証した既存のツールの方々に結果を比較した。最高のBCPの利点を説明するために、我々はよく成功率を評価するための基盤を確立するために検討されていたヒストン修飾を検討した。それは積極的に転写された遺伝子の本体（ 図1）と強く結合することが示されているので、このことを念頭に、私たちはその後、H3K36me3を分析した。これとは対照的に、H3K36me3もH3K27me3抑圧マークに相互排他的であることが示されていた。効果の相関と反相関の既知のアソシエーション、アソシエーション解除、との重複の割合を決定することによって、島コールの精度のBCPのパフォーマンス上の利点を説明するために、これらの既知の関係私たちは、さらにレバレッジ。ここでは、さらに追加の例を用いてBCPの利点を実証する高性能。 H3K36me3濃縮の広い拡散の島々の従来の期待に沿って、より大きな島である、我々の前の仕事では、BCPにおけるはるか...

当社ベイジアン変化点（BCP）のアルゴリズムは変化点隠れマルコフモデルを経由してモデリングの最先端の進歩に基づいて構築され、クロマチン免疫沈降シーケンス（ChIPseq）データ解析に適用します。 BCPは、広範かつ点状の両方のデータ·タイプではうまく実行されますが、正確にびまん性ヒストン濃縮の堅牢で再現性の島々を識別するのに優れています。

多様ChIPseqデータ型のゲノムワイドな解析のための新規ベイジアン変化点アルゴリズム

ChIP-seqは、タンパク質とDNAの相互作用を調べるために広く用いられている手法である。リード密度のプロファイルは、次世代シーケンシングを用いて...を解析することで生成される。

本実験の全般的な目的は、クロマチン免疫沈降シーケンシング（ChIP-seq）データのマッピング済みリード位置の密度を利用して、ゲノム全体におけるリード密度の事後平均を推定することです。これは、マッピングされたChIP-seqリードを、200 bpの非重複ビン内に同一数のリードが含まれるブロック密度プロファイルへと前処理することによって達成されます。第2ステップとして、密度が同じである隣接するビンを統合して大きなブロックを作成します。次に、前方・後方フィルタを備えたベイズモデルを用い、周囲のすべてのブロックを考慮して、各ブロックの事後平均密度を再帰的に計算します。ここで、ブロックのリード数は、アルファおよびベータパラメータを持つガンマ事前分布に従うシータパラメータを備えたポアソン分布でモデル化されます。続いて、最終的な濃縮ゲノムセグメントを生成するため、各ブロックの事後平均密度の推定値が、入力コントロールのバックグラウンド密度に対する第90パーセンタイル（90th quantile）を超えるかどうかに基づいて、その有意性を評価します。これにより、BCP解析におけるChIP-seqデータの、生のシーケンスリードから事後平均リード密度の推定値、そして最終的な濃縮アイランドに至るまでの過程がもたらされます。さらに、結果はBCPが競合ツールであるcerを上回る性能を持つことを示しています。CERのような既存の手法に対するこの手法の主な利点は、BCPが隠れマルコフモデルにおける最新のAの進展を利用しているため、従来のヒューリスティックな手法よりもチップシーデータの解析におけるニュアンスをより適切に特性評価できる点にあります。この手法は、ゲノム全体の濃縮パターンを特性評価することで、histo修飾の役割といったエピゲノミクス分野における重要な課題の解決に寄与します。本手法はChIP-seqデータの解析に洞察をもたらしますが、その基本フレームワークは、バイサルファイトシーケンシングデータにおける差次的メチル化領域の同定、RNA-Seqにおける新規転写遺伝子座の同定、コピー数多型、あるいはあらゆるマイクロアレイタイリングデータの解析など、他の次世代シーケンシングデータの解析にも適用可能です。本手法を視覚的に提示することは、その手法および利点を明確に理解する上で極めて重要です。理論的な利点は、ソフトウェアの内部に組み込まれています。ここで実演したすべての手順は、本ビデオからダウンロード可能なBCPソフトウェアパッケージ内の単一の実行ファイルにまとめられています。ソフトウェアを実行するための、プログラムによって処理される手順について説明します。3つのパラメータが必要です。チップサンプルのユニークにマッピングされたリードを含むファイルと、インプットコントロールリード用の同様のファイル、およびBCP解析用のインプットファイルを準備するための出力ファイル名を用意します。まず、シーケンシングランから得られたショートリードを、推奨されるショートリードアライメントソフトウェアを用いて適切なリファレンスゲノムにアライメントします。マッピングされた位置は、6列のブラウザ拡張データ（BED）形式に変換してください。これは、マッピングされたリードごとにタブ区切りの1行で構成され、マッピング先の染色体、開始位置、終了位置、リード名、スコア、およびストランドを示す形式です。チップおよびインプットのマップ上の位置を、あらかじめ設定したフラグメント長まで拡張します。例えば、DNAの酵素消化またはソニケーション時に標的としたフラグメントサイズ（通常は200 base pairs前後）などが該当します。その後、フラグメント数は隣接するビンに集計されます。デフォルトでは、ビンのサイズは推定断片長である200 base pairsに設定されています。リード数が同一である一連のビンにおいて、変化点が発生する可能性があるのは、ほぼ間違いなく最も外側の境界であると考えられます。したがって、リード数が同じである2つのビンの間の内部境界で変化点が発生する可能性は低いです。したがって、1ビンあたりのリード数が同一である隣接するビンを1つのブロックとしてまとめます。入力ファイルを準備した後、画面下に表示されているコマンドを入力してBCP推定を実行します。各ブロックのリード密度は、平均パラメータthetaを持つポアソン分布としてモデル化され、このthetaはalphaおよびbetaパラメータを持つガンマ分布の混合分布に従い、各ブロックで変化点が発生する事前確率が付随します。各ブロックをこのようにPで条件付ける境界設定は、実質的に無限状態隠れマルコフモデル（HMM）を構築することになります。ハイパーパラメータであるalpha、beta、およびPは、最大事後尤度を用いて推定されます。ベイズ推定では、各ブロックtheta sub Tについて、why sub Tが与えられたときのtheta sub Tの期待値として明示的に算出されます。HMMで頻繁に用いられる、より伝統的ですが時間のかかるフォワード・バックワードフィルタの代わりに、計算効率の高い有界複雑度混合近似（bounded complexity mixture approximation）を用いて事後平均theta hat sub Tを推定します。得られた事後平均は近似的な区分的定数プロファイルとして平滑化されるため、同一のtheta hat sub Tを持つブロックは、更新された境界座標とともにさらに統合される必要があります。BCPは、ブロックあたりの入力リード数を背景速度として使用し、濃縮を判定します。これは、ブロックのチップ位置の平均密度がある有意性のしきい値を超えるかどうかに基づく、単純な仮説検定を用いて行われます。デフォルトのしきい値として90パーセンタイル（第90分位数）が使用されており、ほとんどの場合において適切です。次に、BCPは濃縮度を超える隣接する事後平均密度ブロックを単一の領域に統合し、統合された座標をブラウザに報告します。拡張データフォーマットに対応したBCPは、ヒストン修飾データの広範な濃縮領域を特定することに長けています。ここでは、BCPの結果を、既存のツールであり強力な性能を示しているcserの結果と比較します。本研究室によるH3K36トリメチル化の研究という先行作業では、cserよりもBCPの方がアイランドサイズが大幅に大きくなる傾向があることが示されていました。より大きなアイランドは、H3K36三メチル化濃縮領域が広範囲に分散して存在するするという一般的な予想とより一致しています。しかし、アイランドが大きいことだけでは正確さを示すものではありません。したがって、H3K36三メチル化アイランドが活性転写遺伝子本体と関連していること、およびH3K27三メチル化アイランドと相互排他的であるという既知の特性を用いて、BCPとCERの性能を評価しました。CERと比較して、BCPは、H3K27三メチル化アイランドとの重複を増やさずに、遺伝子本体をより適切に捉えることができる、より大きな連続したアイランドを抽出しました。BCPは、H3K36三メチル化アイランドと遺伝子本体との境界を密接に整合させることで、活性遺伝子の高いオーバーラップを維持し、同時に、転写が抑制された遺伝子間領域の遺伝子や、H3K27三メチル化という抑制性マークとの誤検出（偽陽性）によるオーバーラップを増加させません。2つの複製データセットにおけるBCPアイランドコールの再現性を評価したところ、BCPは競合アルゴリズムであるcserに見られるようなリードカバレッジ深度への強い依存性がないことが観察されました。さらに、他の異なる領域を検討することでBCPの堅牢性と再現性の追加的な証拠が得られ、カバレッジ深度が低下してもアイランドの境界が一貫していることが実証されました。BCPの汎用性を完全に実証するため、H3K27三メチル化およびH3K36三メチル化に加えて、点状のマークであるH3K27アセチル化、H3K9アセチル化、H3K4三メチル化、および拡散したマークであるH3K9三メチル化を含む、広範なヒストン修飾データを入手しました。これらのデータセットを、BCPとcserの両方のデフォルトパラメータ設定を用いて解析しました。中心には、活性転写を示すPXDN遺伝子におけるH3K36三メチル化の濃縮が見られ、転写開始点では予想通りに減少しています。さらに、H3K27アセチル化、H3K9アセチル化、およびH3K4三メチル化といった、点状の活性化マークも認められます。PXDNの直下流には、H3K27三メチル化の濃縮によって標識された抑制的な遺伝子間領域が存在し、反対側の隣接領域にはH3K27三メチル化により抑制された遺伝子が存在します。さらに一歩外側へ移動します。H3K9 trimethylationの蓄積によって示されるサイレンシングされたクロマチンは、おそらくH3K27 trimethylationによる抑制よりも永続的な意味で、SNTG2およびMYT1Lのサイレンシングを示していると考えられます。この領域には、ヒストン修飾のChIP-seekで遭遇する現象の大部分が含まれています。これは、BCPのダイナミックな性質によって、点在するアセチル化およびH3K4 trimethylationマークを特定できる一方で、同時に、H3K27 trimethylationおよびH3K9 trimethylationによる抑制の広範で連続的なアイランド領域や、H3K36 trimethylationによる活性転写を区別できることを示しています。このアルゴリズムは、リード数とゲノム解析の結果に応じて、おおよそ30分で完了します。他の手法でしばしば必要とされるような大幅な最適化は、本手順の後には不要です。BBCPを用いることで、さまざまなヒストン修飾やDNA結合転写因子を含む、クロマチン免疫沈降の多種多様な標的タンパク質を解析することができ、エピゲノムメカニズムや遺伝子調節に関するさらなる疑問を明らかにすることが可能です。このビデオを視聴することで、ChIP-seqデータ解析において、拡散したヒストンマークの到達範囲にある領域を特定するためにBCPがどのように使用されるかを十分に理解できるはずです。

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Biology

生物学

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複雑な人間の病気に貢献する遺伝的変異の同定機構を識別することができます。ここでは、候補者の遺伝子または遺伝子パスウェイ解析低コストでカバレッジを最大化、コホートに基づく研究に従う方法多重遺伝子型を示します。...

多重遺伝子型及び質量分析法と臨床コホート研究でテスト候補遺伝子

Proteogenomic ツールの紹介ポゴと高速、量的なポスト翻訳の修正、変形のためのプロトコルの参照ゲノム上に質量分析法によってペプチド マッピングを有効にします。このツールは統合、proteogenomic や個人的なプロテオーム研究直交ゲノム解析データとのインタ...

翻訳後修飾とバリアントの高速、定量的な方法はペプチドのゲノムへのマッピングを有効に

このプロトコルは、半導体ベースの次世代シーケンシングプラットフォーム上での異数性に対する移植前遺伝子検査に必要なラボ内の全体的な手順を提示します。ここでは、全ゲノム増幅、DNA断片選択、ライブラリ構築、テンプレート調製、シーケンシング作業フローの詳細なステップを代表的な結果とともに紹介します。...

半導体ベースの次世代シーケンシングプラットフォームにおける異数性のための移植前遺伝子検査

この研究では、膵管細胞株のRNA-seq解析を通じて、pHの変化ががん遺伝子発現に及ぼす影響を調査するためのプロトコルについて説明します。...

膵管細胞株におけるpH変化を伴うがん遺伝子発現解析

学ぼう、ベイジアン変化点アルゴリズムを用いたChIP-seqデータのゲノムワイド解析手法。隠れマルコフモデルとポアソン分布を活用し、ヒストン修飾の広域的・局所的なエンリッチメント領域を高精度に検出する計算的手法です。

多様ChIPseqデータ型のゲノムワイドな解析のための新規ベイジアン変化点アルゴリズム

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