基因调节的eRNA表达预测了染色质接触频率,并揭示了GWAS位置的遗传机制
Michael J Betti1, Phillip Lin2, Melinda C Aldrich2
1Department of Medicine, Division of Genetic Medicine, Vanderbilt University Medical Center, 2525 West End Avenue, Suite 700, Nashville, TN, 37203, USA. michael.j.betti@vanderbilt.edu.
对基因调节至关重要的增强型RNAs,正在研究它们在疾病中的作用. 这项研究揭示了它们对3D染色体结构的影响,并确定了与疾病相关的新型调节元素.
科学领域:
- 基因组学和生物信息学
- 分子生物学分子生物学
- 表观遗传学 在表观遗传学中,表观遗传学是指表观遗传学.
背景情况:
- 外基增强子RNAs (eRNAs) 的生物学作用及其对疾病易感性的贡献尚未得到充分理解.
- 了解eRNA的功能对于破译复杂的遗传调节和疾病机制至关重要.
研究的目的:
- 开发in silico模型,以评估不同类型的人类细胞和组织中eRNAs的基因调节表达.
- 研究eRNAs在调制三维 (3D) 染色体组织中的作用及其与复杂的特征和疾病的关联.
主要方法:
- 在49种细胞/组织类型中开发基因调节的eRNA表达的in silico模型.
- 将eRNA表达数据与大型DNA生物库 (N>70,000) 和高分辨率的Hi-C联系数据集成.
- 应用深度学习来建模增强剂-增强剂和增强剂-基因相互作用的3D染色质接触频率.
- 利用基于增强器RNA的全转录组关联研究 (TWAS) 和门德尔随机化 (MR) 来识别与疾病相关的eRNA并推断因果关系.
主要成果:
- 基因调节的eRNAs表达显示出对染色体组织具有显著的组织特异性预测能力.
- 识别了与精神分裂症相关的eRNA,独立于已建立的全基因组关联研究 (GWAS) 位置.
- 使用英国生物银行数据生成了具有复杂特征的组织特定eRNA关联的全面资源.
- 证明包括eRNA在内的GWAS协会与因果监管变异的局部化增加了63%.
结论:
- 增强器RNA在组织特定的空间染色质组织中起着重要作用.
- eRNAs代表了一个有价值的监管层,用于理解复杂的特征和疾病关联.
- 将eRNA纳入遗传分析可以大大改善因果调节变异的识别.
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