Modelado del paisaje de secuencias reguladoras de vertebrados por UUATAC-seq y aprendizaje profundo

Área de la Ciencia:

• La genómica
• Biología molecular
• La bioinformática

Sus antecedentes:

• Las secuencias reguladoras del genoma de los vertebrados no se comprenden completamente.
• La identificación e interpretación de los elementos cis-reguladores (cRE) es crucial para comprender la regulación génica.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método rápido y sensible para mapear paisajes de accesibilidad a la cromatina.
• Identificar y caracterizar los elementos cisreguladores candidatos (cRE) en diversas especies de vertebrados.
• Desarrollar un modelo de aprendizaje profundo para interpretar la gramática cis-regulatoria y predecir las ECRE.

Principales métodos:

• Desarrolló un ensayo de un solo núcleo ultra sensible para la cromatina accesible a la transposasa utilizando la secuenciación (UUATAC-seq).
• Se han mapeado cCREs en cinco especies representativas de vertebrados utilizando UUATAC-seq.
• Se introdujo el elemento cisregulador Nvwa (NvwaCE), un modelo de aprendizaje profundo para la interpretación de secuencias cisreguladoras.

Principales resultados:

• UUATAC-seq permitió la construcción de paisajes de accesibilidad de cromatina de 1 día.
• El tamaño del genoma influye en el número, pero no en el tamaño, de cCREs en todas las especies.
• NvwaCE demostró una gramática reguladora conservada, organizando las cCREs en módulos funcionales.
• NvwaCE predijo con precisión los efectos de la mutación en la función cCRE, consistentes con los datos de QTL y edición del genoma.

Conclusiones:

• UUATAC-seq proporciona un recurso valioso para el mapeo rápido de cCRE.
• La gramática reguladora está más conservada que las secuencias de nucleótidos en los vertebrados.
• NvwaCE avanza en la interpretación del lenguaje cis-regulador y su organización funcional.