Computational construction of 3D chromatin ensembles and prediction of functional interactions of alpha-globin locus from 5C data.
Computational construction of 3D chromatin ensembles and prediction of functional interactions of alpha-globin locus from 5C data.
复制标题
DOI：
10.1093/nar/gkx784
复制
发表时间：
2017-11-16
影响因子：
14.9
通讯作者：
Liang J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gürsoy G;Xu Y;Kenter AL;Liang J
构象捕获技术测量染色质区域之间相互作用的频率。然而，了解基因调控需要了解细胞中异质染色质的详细空间结构。在这里，我们描述了 nC-SAC（n 约束自回避染色质）方法，该方法将实验相互作用频率转换为染色质链的 3D 整体。 nC-SAC 首先区分特定和非特定相互作用频率，然后使用识别的特定相互作用作为空间约束来生成 3D 染色质整体。对 α-珠蛋白位点的应用表明，这些约束 (∼20%) 驱动了 ∼99% 所有实验捕获的相互作用的形成，其中发现除了施加的约束之外，还有 ∼30% 的相互作用是特定的。还预测了许多实验未捕获的新颖的特定空间接触。一个子集（其中有独立的 ChIA-PET 数据）已被验证为 RNAPII、CTCF 和 RAD21 介导的。它们在 nC-SAC 强加的特定交互的架构环境中的定位非常重要。我们的结果还表明，存在涉及α-珠蛋白基因、其增强子和POL3RK基因的多体结构单元，用于调节沉默细胞中α-珠蛋白的表达。
Conformation capture technologies measure frequencies of interactions between chromatin regions. However, understanding gene-regulation require knowledge of detailed spatial structures of heterogeneous chromatin in cells. Here we describe the nC-SAC (n-Constrained-Self Avoiding Chromatin) method that transforms experimental interaction frequencies into 3D ensembles of chromatin chains. nC-SAC first distinguishes specific from non-specific interaction frequencies, then generates 3D chromatin ensembles using identified specific interactions as spatial constraints. Application to α-globin locus shows that these constraints (∼20%) drive the formation of ∼99% all experimentally captured interactions, in which ∼30% additional to the imposed constraints is found to be specific. Many novel specific spatial contacts not captured by experiments are also predicted. A subset, of which independent ChIA-PET data are available, is validated to be RNAPII-, CTCF-, and RAD21-mediated. Their positioning in the architectural context of imposed specific interactions from nC-SAC is highly important. Our results also suggest the presence of a many-body structural unit involving α-globin gene, its enhancers, and POL3RK gene for regulating the expression of α-globin in silent cells.
登录
查看更多内容
影响因子：
46.9
作者：
通讯作者：
--
α-珠蛋白基因结构域的三维折叠揭示了染色质球的形成。
影响因子：
16.8
作者：
通讯作者：
--
预测聚合物建模揭示了染色体构象和转录中的波动耦合。
影响因子：
64.5
作者：
Giorgetti L;Galupa R;Nora EP;Piolot T;Lam F;Dekker J;Tiana G;Heard E
通讯作者：
Heard E
影响因子：
7
作者：
Heidari N;Phanstiel DH;He C;Grubert F;Jahanbani F;Kasowski M;Zhang MQ;Snyder MP
通讯作者：
Snyder MP
影响因子：
7
作者：
Ay F;Bunnik EM;Varoquaux N;Bol SM;Prudhomme J;Vert JP;Noble WS;Le Roch KG
通讯作者：
Le Roch KG