Las huellas de múltiples escalas revelan la organización de los elementos cis-reguladores

Área de la Ciencia:

• La genómica
• Biología computacional
• La epigenética

Sus antecedentes:

• Los elementos cis-reguladores (CREs) son cruciales para la expresión génica, pero su organización dinámica de proteínas se entiende mal.
• Los métodos existentes limitan el análisis de la organización de proteínas efectoras en CREs en todo el genoma, lo que dificulta los estudios funcionales en el destino celular y la enfermedad.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método computacional para medir la organización de proteínas efectoras en CREs a través del genoma.
• Inferir el factor de transcripción y la unión de los nucleosomas e interpretar la lógica reguladora en los CREs.
• Investigar la dinámica de la ERC durante la hematopoyesis y el envejecimiento.

Principales métodos:

• Desarrolló PRINT, un método computacional para identificar huellas de interacción ADN-proteína a partir de datos de accesibilidad a la cromatina.
• Creó el marco seq2PRINT utilizando el aprendizaje profundo para la inferencia precisa de la unión a las proteínas.
• Se aplicó seq2PRINT a los datos de accesibilidad a la cromatina de células únicas de médula ósea humana y células madre hematopoyéticas de ratón.

Principales resultados:

• El establecimiento y la ampliación secuenciales observados de CREs se centraron en factores pioneros durante la hematopoyesis humana.
• Se descubrieron alteraciones asociadas a la edad en la estructura de CRE en células madre hematopoyéticas murinas, incluidas huellas nucleosómicas reducidas.
• Se identificó una ganancia de motivos compuestos de novo Ets en células madre hematopoyéticas murinas envejecidas.

Conclusiones:

• Estableció un método para obtener información sobre la dinámica de las proteínas de unión al ADN a partir de los datos de accesibilidad a la cromatina.
• Reveló la arquitectura de los elementos regulatorios a través de los procesos de diferenciación y envejecimiento.
• Proporcionó un marco para comprender la función del elemento regulador en el destino celular y la enfermedad.