КОМПЬЮТЕРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГУЛЯЦИИ ТРАНСКРИПЦИИ ГЕНОВ ЭУКАРИОТ С ПОМОЩЬЮ ДАННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ СЕКВЕНИРОВАНИЯ И ИММУНОПРЕЦИПИТАЦИИ ХРОМАТИНА

Появление высокопроизводительных экспериментальных технологий секвенирования привело к бурному росту объема данных о структуре генома, распределении регуляторных районов генов в геноме, особенностях их взаимодействия.

Статья представляет обзор технологий, связанных с иммунопреципитацией хроматина: ChIP-PET, ChIP-seq, ChIA-PET. Описаны компьютерные методы анализа сайтов связывания транскрипционных факторов и структуры регуляторных районов в масштабе генома. Показаны подходы к решению задач, возникающих при аннотации геномных данных, определении сайтов связывания транскрипционных факторов и регуляторных районов.

1. Bailey T., Krajewski P., Ladunga I. et al. Practical guidelines for the comprehensive analysis of chIP-seq data // PLoS Comput. Biol. 2013. V. 9. No. 11. e1003326.

2. Chen X., Xu H., Yuan P. et al. Integration of external signaling pathways with the core transcriptional network in embryonic stem cells // Cell. 2008. V. 133. No. 6. P. 1106–1117.

3. Chia N.-Y., Chan Y.-S., Feng B. et al. A genome-wide RNAi screen identifi es PRDM14 as a regulator of POU5F1 and human embryonic stem cell identity // Nature. 2010. V. 468. No. 7321. P. 316–3120.

4. Collas P., Dahl J.A. Chop it, ChIP it, check it: the current status of chromatin immunoprecipitation // Front. Biosci. 2008. V. 13. P. 929–943.

5. Dekker J., Marti-Renom M.A., Mirny L.A. Exploring the three-dimensional organization of genomes: interpreting chromatin interaction data // Nat. Rev. Genet. 2013. V. 14. No. 6. P. 390–403.

6. ENCODE Project Consortium / B.E. Bernstein, E. Birney, I. Dunham, E.D. Green, C. Gunter, M. Snyder. An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome // Nature. 2012. V. 489. No. 7414. P. 57–74.

7. Fullwood M.J., Liu M.H., Pan Y.F. et al. An oestrogen-receptor-alpha-bound human chromatin interactome // Nature. 2009. V. 462. No. 7269. P. 58–64.

8. Joseph R., Orlov Y.L., Huss M. Integrative model of genomic factors for determining binding site selection by estrogen receptor α // Mol. Syst. Biol. 2010. V. 6. P. 456.

9. Kaplan N., Moore I.K., Fondufe-Mittendorf Y. et al. The DNAencoded nucleosome organization of an eukaryotic genome // Nature. 2009. V. 458. No. 7236. P. 362–366.

10. Kedes L., Campany G. The new date, new format, new goals and new sponsor of the Archon Genomics X PRIZE Competition // Nature Genet. 2011. V. 43. P. 1055–1058.

11. Kuznetsov V.A., Orlov Y.L., Wei C.L., Ruan Y. Computational analysis and modeling of genome-scale avidity distribution of transcription factor binding sites in chip-pet experiments // Genome Inform. 2007. V. 19. P. 83–94.

12. Laajala T.D., Raghav S., Tuomela S. et al. A practical comparison of methods for detecting transcription factor binding sites in ChIP-seq experiments // BMC Genomics. 2009. V. 10. P. 618.

13. Langmead B., Trapnell C., Pop M., Salzberg S.L. Ultrafast and memory-effi cient alignment of short DNA sequences to the human genome // Genome Biol. 2009. V. 10. No. 3. R25.

14. Lee H., Schatz M.C. Genomic dark matter: the reliability of short read mapping illustrated by the genome mappability score // Bioinformatics. 2012. V. 28. No. 16. P. 2097–2105.

15. Li R., Li Y., Kristiansen K., Wang J. SOAP: short oligonucleotide alignment program // Bioinformatics. 2008. V. 24. P. 713–714.

16. Li G., Ruan X., Auerbach R.K. et al. Extensive promotercentered chromatin interactions provide a topological basis for transcription regulation // Cell. 2012. V. 148. No. 1/2. P. 84–98.

17. Liu X., Noll D.M., Lieb J.D., Clarke N.D. DIP-chip: rapid and accurate determination of DNA-binding specifi city // Genome Res. 2005. V. 15. No. 3. P. 421–427.

18. Tucker T., Marra M., Friedman J.M. Massively parallel sequencing: the next big thing in genetic medicine // Am. J. Hum. Genet. 2009. V. 85. No. 2. P. 142–154.

19. Wei C.L., Wu Q., Vega V.B. et al. A global map of p53 transcription-factor binding sites in the human genome // Cell. 2006. V. 124. No. 1. P. 207–219.

20. Zeller K.I., Zhao X., Lee C.W. et al. Global mapping of c-Myc binding sites and target gene networks in human B cells // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2006. V. 103. P. 17834–17839.

21. Zhang Y., Liu T., Meyer C.A. et al. Model-based analysis of ChIP-Seq (MACS) // Genome Biol. 2008. V. 9. No. 9. R137.