帕蒂纠正了开放色素偏差,改善了批量和单细胞CUT&Tag分析
Shengen Shawn Hu1,2, Zhangli Su3, Lin Liu4
1Department of Genome Sciences, University of Virginia, Charlottesville, VA 22908, USA.
bioRxiv : the preprint server for biology
|September 15, 2025
概括
在目标和标记下切割 (CUT&Tag) 测序数据可能会受到开放色素的偏差. 我们开发了PATTY,一种使用ATAC-seq的计算方法,以纠正这种偏差,改进表观基因组分析和单细胞研究.
科学领域:
- 基因组学就是基因组学.
- 表观遗传学 在表观遗传学中,表观遗传学是指表观遗传学.
- 计算生物学 计算生物学
背景情况:
- 精确的表观基因组分析对于理解基因调节和染色体生物学至关重要.
- 目标和标记下的切割 (CUT&Tag) 是一种强大的表观基因组分析技术,适用于低细胞数和单细胞.
- CUT&Tag利用Tn5转基因酶,它表现出对可访问的染色质的偏好,引入开放的染色质偏差,这可能使数据分析复杂化,特别是在稀疏的单细胞数据集中.
研究的目的:
- 为了应对在CUT&Tag数据中的开放色素偏差的挑战.
- 开发一种用于纠正Tn5诱导偏差在CUT&Tag实验中的计算方法.
- 提高表观基因组分析的准确性和稳定性,特别是在单细胞应用中.
主要方法:
- 开发了PATTY (Propensity Analyzer for Tn5 Transposase Yielded bias),一种用于纠正CUT&Tag数据中的开放色素偏差的计算方法.
- 利用伴随的ATAC-seq数据与CUT&Tag数据结合使用.
- 使用机器学习和整合模型的综合转录和表观基因组数据.
主要成果:
- 证明PATTY有效地纠正公开色素偏差存在于已发布的CUT&Tag数据集中,包括来自高盐协议的数据集.
- 证明PATTY能够准确和稳健地检测实验验证的活性 (H3K27ac) 和抑制性 (H3K27me3,H3K9me3) 基因素修饰位.
- 使用PATTY开发了一个单细胞CUT&Tag分析框架,与未经纠正的数据相比,导致了更好的细胞聚类.
结论:
- 帕蒂为CUT&Tag数据中的开放色素偏差提供了一个全面的计算解决方案.
- 使用PATTY进行偏差校正,提高了鉴定基因组修饰位点的可靠性,并改善了单细胞表观遗传学分析.
- 帕蒂为适用于其他基于Tn5转位酶的高通量试验的偏差校正方法奠定了基础.
