科學家繪製出人類DNase I超敏位點的索引圖譜

2020-12-19 科學網

科學家繪製出人類DNase I超敏位點的索引圖譜

作者:

小柯機器人

發布時間:2020/8/2 23:59:17

美國華盛頓大學John Stamatoyannopoulos、Wouter Meuleman等研究人員合作繪製出人類DNase I超敏位點(DHS)的索引圖譜。這一研究成果於2020年7月29日發表在《自然》上。

研究人員從733種人體生物樣本中創建了DHS高解析度圖譜,其涵蓋了438個細胞和組織的類型和狀態,並且研究人員將這些圖譜整合在一起,勾勒出人類基因組序列中約360萬個DHS並對其進行了數字索引,從而為調節DNA提供了一個通用坐標。

 

研究人員發現,這些圖譜高度解析了人類基因組的順式調控區室,這些區室以非常高的密度編碼多種細胞和組織選擇性調控程序。這些程序可以通過簡單的系統進行全面捕獲,並且這一系統可以將包含其組織表現的調節條形碼分配給每個DHS,並以與基因表達正交的方式對蛋白質編碼和非編碼RNA基因進行全局注釋。

 

最後,研究人員表明,這些DHS顯著增強了疾病和性狀的遺傳關聯和遺傳力信號。研究人員發現,遺傳信號並不僅限於少數遠端元件或啟動子,而是會匯聚在修飾整個基因體的DHS調控集上。總之,這些研究結果為DHS標記的人類調控DNA創建了通用的、可擴展的坐標系統,並為人類基因調控的體系結構提供了新的全局視野。

 

據悉,DHS是調節性DNA的通用標記,並包含與疾病和表型性狀相關的遺傳變異。

 

附:英文原文

Title: Index and biological spectrum of human DNase I hypersensitive sites

Author: Wouter Meuleman, Alexander Muratov, Eric Rynes, Jessica Halow, Kristen Lee, Daniel Bates, Morgan Diegel, Douglas Dunn, Fidencio Neri, Athanasios Teodosiadis, Alex Reynolds, Eric Haugen, Jemma Nelson, Audra Johnson, Mark Frerker, Michael Buckley, Richard Sandstrom, Jeff Vierstra, Rajinder Kaul, John Stamatoyannopoulos

Issue&Volume: 2020-07-29

Abstract: DNase I hypersensitive sites (DHSs) are generic markers of regulatory DNA1,2,3,4,5 and contain genetic variations associated with diseases and phenotypic traits6,7,8. We created high-resolution maps of DHSs from 733 human biosamples encompassing 438 cell and tissue types and states, and integrated these to delineate and numerically index approximately 3.6 million DHSs within the human genome sequence, providing a common coordinate system for regulatory DNA. Here we show that these maps highly resolve the cis-regulatory compartment of the human genome, which encodes unexpectedly diverse cell- and tissue-selective regulatory programs at very high density. These programs can be captured comprehensively by a simple vocabulary that enables the assignment to each DHS of a regulatory barcode that encapsulates its tissue manifestations, and global annotation of protein-coding and non-coding RNA genes in a manner orthogonal to gene expression. Finally, we show that sharply resolved DHSs markedly enhance the genetic association and heritability signals of diseases and traits. Rather than being confined to a small number of distal elements or promoters, we find that genetic signals converge on congruently regulated sets of DHSs that decorate entire gene bodies. Together, our results create a universal, extensible coordinate system and vocabulary for human regulatory DNA marked by DHSs, and provide a new global perspective on the architecture of human gene regulation.

DOI: 10.1038/s41586-020-2559-3

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2559-3

相關焦點

  • 科學家繪製出胎兒基因表達的人類細胞圖譜
    科學家繪製出胎兒基因表達的人類細胞圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/11/16 13:42:53 美國華盛頓大學Jay Shendure、Cole Trapnell等研究人員合作繪製出胎兒基因表達的人類細胞圖譜。
  • 科學家繪製出胎兒染色質可及性的人類細胞圖譜
    科學家繪製出胎兒染色質可及性的人類細胞圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/11/16 13:54:15 美國華盛頓大學Jay Shendure等研究人員合作繪製出胎兒染色質可及性的人類細胞圖譜。
  • 科學家繪製出人類增強子RNA基因座的高解析度圖譜
    科學家繪製出人類增強子RNA基因座的高解析度圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/10/4 23:04:41 近日,美國德克薩斯大學MD安德森癌症中心Han Liang團隊繪製出人類增強子
  • 科學家繪製人類巨噬細胞發育圖譜
    科學家繪製人類巨噬細胞發育圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/5/22 13:37:02 中國人民解放軍總醫院第五醫學中心劉兵、新加坡免疫協作組Florent Ginhoux、暨南大學基礎醫學院蘭雨等研究人員合作繪製了人類巨噬細胞的發育圖譜
  • 我國科學家繪製出人類細胞圖譜 涵蓋八大系統
    新華社杭州3月26日電(記者朱涵)浙江大學醫學院郭國驥教授團隊用自主研發的分析平臺,繪製出跨越胚胎和成年兩個時期、涵蓋八大系統的人類細胞圖譜。這項成果26日在《自然》雜誌上在線發表。  細胞是生命的基本單位。在過去,科學家主要利用顯微鏡和流式分析等技術,依靠若干表型特徵對自然界裡不同物種的細胞進行分類和鑑定。
  • 科學家們成功繪製出首個人類心臟神經元的3-D圖譜!
    2020年5月31日 訊 /生物谷BIOON/ --日前,一項刊登在國際雜誌iScience上題為「A Comprehensive Integrated Anatomical And Molecular Atlas Of Rat Intrinsic Cardiac Nervous System」的研究報告中,來自託馬斯傑斐遜大學等機構的科學家們通過研究繪製出了首張人類心臟神經元的
  • 科學家繪製出人類腫瘤細胞系的轉移圖譜
    科學家繪製出人類腫瘤細胞系的轉移圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/12/12 20:13:51 美國哈佛大學Todd R. Golub、Xin Jin等研究人員合作繪製出人類腫瘤細胞系的轉移圖譜。
  • 科學家繪製出最詳細遺傳圖譜
    由牛津大學和哈佛大學醫學院的研究人員組成的研究組完成了世界上最詳細的遺傳圖譜,這張遺傳圖譜精確地繪製了來自母本卵子和父本精子中的遺傳物質的位置。
  • 科學家繪製出人類皮膚單個黑素細胞的基因組圖譜
    科學家繪製出人類皮膚單個黑素細胞的基因組圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/10/11 21:47:36 美國加州大學舊金山分校A. Hunter Shain研究小組繪製出人類皮膚單個黑素細胞的基因組圖譜。
  • 科學家繪製出不同人類組織中的遺傳調控效應圖譜
    科學家繪製出不同人類組織中的遺傳調控效應圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/9/12 22:39:58 國際GTEx團隊繪製出不同人類組織中的遺傳調控效應圖譜
  • 科學家繪製人類胸腺細胞圖譜
    科學家繪製人類胸腺細胞圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/2/22 10:55:25 英國威康桑格研究所Sarah A.Teichmann、Muzlifah Haniffa和比利時根特大學Tom Taghon課題組合作提出人類胸腺發育的細胞圖譜定義T細胞庫的形成。
  • 科學家繪製出單細胞解析度下人類腸道發育的時空圖譜
    科學家繪製出單細胞解析度下人類腸道發育的時空圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2021/1/6 17:36:06 英國牛津大學Alison Simmons、HashemKoohy等研究人員合作繪製出單細胞解析度下人類腸道發育的時空圖譜
  • 科學家繪製出月經周期中人類子宮內膜的單細胞轉錄組圖譜
    科學家繪製出月經周期中人類子宮內膜的單細胞轉錄組圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/9/16 14:23:21 美國史丹福大學Stephen R.
  • 科學家繪製出小鼠和人類αβT細胞發育的表觀基因組和轉錄組整合圖譜
    科學家繪製出小鼠和人類αβT細胞發育的表觀基因組和轉錄組整合圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/11/27 14:20:02 近日,美國國立衛生研究院Rémy Bosselut及其小組繪製出小鼠和人類αβT細胞發育的表觀基因組和轉錄組整合圖譜
  • 科學家繪製出T細胞受體庫的功能圖譜
    科學家繪製出T細胞受體庫的功能圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2021/1/8 16:23:57 美國德克薩斯大學西南醫學中心Tao Wang課題組通過單T細胞轉錄組學繪製出T細胞受體庫的功能圖譜
  • 科學家繪製正常人類子宮內膜上皮的突變圖譜
    科學家繪製正常人類子宮內膜上皮的突變圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/4/24 11:57:05 近日,英國威康桑格研究所Michael R. Stratton課題組繪製出正常人類子宮內膜上皮的突變圖譜取得。
  • 科學家繪製出生物界的蛋白質圖譜
    科學家繪製出生物界的蛋白質圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/6/21 19:24:35 德國馬克斯普朗克研究所Matthias Mann團隊繪製出生物界的蛋白質圖譜。
  • 科學家繪製出14萬人的遺傳變異圖譜
    科學家繪製出14萬人的遺傳變異圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/5/30 14:15:37 美國麻省總醫院Konrad J. Karczewski、Daniel G.
  • 科學家今天聯合公布「正式版」人類基因圖譜
    中新網北京2月12日消息:被譽為繼人類登陸月球之後最偉大的科學成就──「人類基因圖譜」終於繪製完成,科學家今天將正式在華盛頓、倫敦、巴黎、柏林及東京等地同時公布有關資料,並在網際網路免費供人查閱。  科學家去年六月已完成人類基因圖譜草圖,並知道了九成以上鹼基對的位置信息,精確度達百分之九十九點九。
  • 科學家利用scRNA-Seq繪製人類炎症性皮膚病轉錄圖譜
    科學家利用scRNA-Seq繪製人類炎症性皮膚病轉錄圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/10/14 16:26:16 美國麻省理工學院和哈佛大學廣泛研究所Alex K. Shalek和J.