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CRUP工具使增強子的預測變得快速而簡單

這是每個分子遺傳學家的夢想:一個易於使用的程序,可以比較來自不同細胞的數據集金好贏娛樂城在特定條件下,識別增強子區域,然後將其分配給其靶基因。柏林馬克斯·普朗克分子遺傳學研究所的馬丁·溫格倫(Martin Vingron)領導的研究小組現已開發出一個掌握所有這些的程序。

柏林馬克斯·普朗克分子遺傳學研究所所長兼生物信息學系主任Martin Vingron說:“ DNA非常無聊,因為它在每個細胞中幾乎都一樣。” “當基因組就像生命之書時,我對旁注最感興趣。”這些“標記”是附著在DNA分子上的小化學標記,它們不會改變遺傳信息本身,但會影響相應位點上DNA發生的變化。換句話說,這些標記具有表觀遺傳作用。它們充當負責啟動子和增強子等基因激活和失活的基因組區域的調節劑。

在許多複雜的疾病中,基因的表觀遺傳控制無法正常工作,這對科學家們非常重要。然而,在實驗室中對這些區域的分析通常是麻煩,費時且複雜的。這就是為什麼Vingron和他的團隊決定開發一個新的程序包的過程,該程序包稱為“特定於條件的監管單元預測(CRUP)”,該程序包簡化了分析並解決了一些實際問題。

開發該軟件包的生物信息學家Verena Heinrich說:“我們希望通過一個簡單的通用程序將增強子預測過程中的常見步驟結合在一起。” CRUP從許多方面簡化了分析。機器學習算法不限於特定的細胞或組織類型。無需在每次分析數據集之前重新校準它,並且可以對多個數據系列進行比較研究。該工具是由海因里希(Heinrich)和博士生Anna Ramisch開發的,仍然易於使用。

增強劑的刺激活性

CRUP專門鑑定和鑑定增強子-刺激或“增強”基因轉錄的DNA片段。這些區域吸引附著在啟動子序列上的蛋白質,這些啟動子序列充當每個基因的開關。然而,哪種增強子在正確的時間控制正確的基因通常仍然是一個謎。海因里希說:“增強子及其相關基因可以彼此遠離。” “這使我們很難將調節序列分配給它們各自的靶標。”

基因組包含成千上萬個增強子,它們在細胞生命的不同階段539連碰意思(如生長,維持或疾病期間)具有活性。當DNA像羊毛線一樣緊密地堆積在稱為組蛋白的載體蛋白線軸上時,調節序列處於“靜止”狀態。它們僅通過對組蛋白的化學修飾而具有活性。然後,從DNA簇中解開片段,得到新天下娛樂城 暴露出來,並使激活基因的分子容易接近。然後,通過染色質免疫沉澱(ChIP)與DNA測序相結合的方法對組蛋白進行分析,發現哪些增強子是有活性的,哪地下539坐車些不是。

分三步進行完整的分析

這些ChIP數據是新開發程序的輸入。 CRUP首先檢查所有序列,然後決定它是否是增強子。分類算法基於人工智能,該人工智能使用來自小鼠胚胎幹細胞的信息進行訓練。正如Heinrich和她的同事在德國表觀基因組計劃(DEEP)提供的一系列數據中所展示的那樣,它可以檢測許多其他動物物種或組織中的增強子區域。

在第二步中,可以向CRUP饋送多個數據集,程序會找到它們之間的區別。這使得可以解釋一系列測量結果或查明組織之間的差異。隨著時間的流逝,或者當比較健康和患病的組織時,增強子的表觀遺傳變化變得明顯。分析的第三步也是最後一步是將基因映射到它們各自的增強子。 “我們問:基因組的哪一部分在同一時間同時活躍?”海因里希解釋。為了實現這地下539包牌一目標,CRUP將增強子分析與轉錄數據聯繫起來,該轉錄數據揭示了哪些基因具有活性,而實驗則表明了DNA鏈的哪些部分彼此靠近。

娛樂城註冊送現金最後,研究人員在實際環境中測試了他們的程序。他們分析了患有免疫性風濕性關節炎的小鼠的組織,並將其與健康動物的數據進行了比較。 CRUP確定了增強子區域的200多個差異,其中一些已經在其他研究中與疾病相關。 CRUP分配給這些增強子的基因也有 完美娛樂城被證明在疾病中起作用。

完成CRUP的增強子分析的三個步驟:首先,一種算法識別有效的增強子。然後,它揭示了數據集之間的表觀遺傳差異,最後,將差異增強子分配給了它們各自的靶基因。信用: C-BY 4.0,Ramisch A等。 (2019),doi:10.1186 / s13059-019-1860-7。


研究的催化劑

“我們的計劃可靠地識別了坦率娛樂城廣告Vingron說道,他希望該新工具將使該領域更容易獲得,並加速研究以幫助確定人類複雜疾病的病因。CRUP應該特別重要。對於所有沒有生物信息學家團隊的研究小組都非常有用。”

參考:Ramisch等。 2019年。CRUP:預測特定條件的監管部門的綜合框架。 基因組生物學。 DOI:https://doi.org/10.1186/s13059-019-1860-7。

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