App Epi-03 组蛋白修饰标记分析

基于Chip-chip和Chip-Seq技术，本方案可以针对不同细胞类型中基因的启动子，增强子（Enhancers）和抑制子(Insulators）进行定位；针对不同细胞类型的增强子，抑制子和启动子上不同组蛋白修饰状态进行大规模全基因组分析，比较不同细胞类型下共性和特异性的组蛋白修饰；比较增强子和抑制子上组蛋白修饰状态的共性和特异性；同时，根据增强子组蛋白修饰状态特征预测新增强子，对新预测的增强子分析他们与对应基因活性之间的关联。根据以往的研究证实：组织或细胞类型特异表达的基因具有显著较多增强子信号特征，而细胞非特异性表达基因和特异性非表达基因不具有明显的增强子信号特征。

（1）组蛋白修饰状态分析

标准化并获取组蛋白修饰信号强度；一般考虑的可能对转录调控相关的组蛋白修饰包括H3K4me1, H3K4me3和H3K27ac（图例1） 

 

图例-1 不同细胞类型中启动子和增强子的甲基化状态比较

（2）识别提取ENCODE中的启动子，增强子和抑制子序列

抑制子一般认为是起到阻止启动子与增强子相互作用的作用；可以分析提取抑制子（例如CTCF）的结合位点在ENCODE中区域；分析不同细胞或组织类型中抑制子区域上组蛋白修饰状态；比较不同细胞或组织类型中抑制子区域上组蛋白修饰状态差异性和共性

（3）识别增强子区域序列

一般通过定位p300,MED1等增强子在基因组上定位增强子区域序列 

 

（4）通过增强子组蛋白修饰状态建立增强子预测模型

根据增强子组蛋白修饰状态和对应基因表达状态构建增强子预测模型；可以根据启动子组蛋白修饰状态和对应基因表达状态构建启动子序列的预测模型（图例2）；分析新预测的增强子上的不同组蛋白修饰状态（图例2）；分析不同修饰状态在染色体上的分布情况（图例2） 

 

图例-2 全基因组范围增强子的预测

（5）分析增强子与新预测增强子中具有保守性的motif序列

分析进化保守性的motif是否存在于增强子序列中；同时，利用多基因组比对技术和从头预测motif技术识别增强子上的motifs

（6）分析增强子在基因组中的分布

分析增强子相对于UCSC中已知以及的5’端的定位，包括intergenic，intronic,以及5‘端，3’端和外显子区域（图例3a）。统计增强子显著具有以下某种标记，包括DNaseI hypersensitivity，p300结合信号，MED1 结合信号（图例3b）其中的组合或者单一标记 

 

图例-3 分析增强子在基因组中的分布

（7）分析细胞特异类型下的表达基因与非表达基因的增强子信号分布

基因表达与增强子信号之间的关联性可以针对特定细胞类型特异的表达基因，非表达基因和受抑制基因进行增强子信号强度分布分析（图例4）。随机选择的基因具有的增强子分布做背景也与其他类型基因的分布作对比，探索分析各类分布的差异性和相似性（图例4） 

 

图例 -4 DNA甲基化与核小体定位关联分析 

 

更多详情：http://www.biogenius.cn/htm/solution/BigData/epigenetics/302.html
 

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