染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)之間的關(guān)系分析.pdf

1、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)在真核生物基因表達(dá)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。染色質(zhì)的基本單位是由組蛋白和基因組DNA組成的核小體。核小體上的組蛋白會(huì)影響其它蛋白質(zhì)因子與基因組DNA的結(jié)合，從而在轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)控真核基因的表達(dá)。而核小體定位和組蛋白修飾是影響染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)重要因素。隨著ChIP-Seq和ChIP-ChIP技術(shù)的迅速發(fā)展，產(chǎn)生了大量的核小體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及組蛋白修飾數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)背后隱藏著豐富的生物信息，隱藏著基因表達(dá)調(diào)控規(guī)律。如何收集、管理、分

2、析和挖掘這些海量數(shù)據(jù)是生物信息學(xué)面臨的巨大挑戰(zhàn)。
　　 圍繞染色質(zhì)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的集成和分析，本文開(kāi)展了深入的生物信息學(xué)研究。本文首先構(gòu)建了一個(gè)核小體定位和組蛋白修飾數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)整合了近300GB核小體定位數(shù)據(jù)以及部分組蛋白修飾數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)不僅為用戶提供了基本的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)信息查詢功能，相對(duì)于其他類似數(shù)據(jù)庫(kù)，還開(kāi)發(fā)了更多的數(shù)據(jù)分析工具，包括染色質(zhì)數(shù)據(jù)相互對(duì)比、功能位點(diǎn)分布與染色質(zhì)數(shù)據(jù)關(guān)系對(duì)比、統(tǒng)計(jì)某類型功能位點(diǎn)周邊染色質(zhì)

3、數(shù)據(jù)分布等，并且提供染色質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的可視化手段。
　　 在建立染色體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，本文發(fā)展了組蛋白修飾與基因表達(dá)關(guān)聯(lián)關(guān)系的分析方法。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)常用來(lái)預(yù)測(cè)多個(gè)因素間的因果關(guān)系。本文使用四種不同的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)算法來(lái)預(yù)測(cè)20種組蛋白修飾與基因表達(dá)間的因果關(guān)系。盡管四種方法得出的結(jié)果存在異同，將四種貝葉斯方法預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，所得結(jié)果中H3K36me3對(duì)于基因表達(dá)的直接影響作用，以及H3K27me3與H3K27mel等幾組組蛋白修