对远端元素-基因调节相互作用的公正调查与直接捕获的向Perturb-seq

科学领域:

• 基因组学就是基因组学.
• 分子生物学分子生物学
• 生物信息学是一种生物信息学.

背景情况:

• 识别远端调节元件及其对基因表达的影响在人类遗传学中至关重要.
• 已经使用了大规模的CRISPR屏幕,但功率,规模和偏差的局限性影响了理解.
• 现有的预测模型与某些监管元素类型和效果大小进行斗争.

研究的目的:

• 开发一种高性能,公正的CRISPR查框架,用于绘制远程监管元素的地图.
• 在人类细胞系中调查成千上万的候选调节元素及其基因相互作用.
• 揭示远程调节元素的基本性质,并评估预测模型.

主要方法:

• 开发了一个新的框架,包括优化了直接捕获目标扰乱序列 (DC-TAP-seq).
• 采用随机设计策略和全面的分析管道,计算统计能力.
• 应用框架调查了两个人类细胞系的1,425个随机选择的调节元素.

主要成果:

• 大多数元素-基因调节相互作用的效果大小小小 (<10%),以前无法检测到.
• 大多数 cis-调节性相互作用发生在短的基因组距离 (<100 kb) 上.
• 很大一部分调节元件与CTCF结合,但缺乏典型的增强色素标记;家政基因显示较弱的远端调节.

结论:

• 这项研究是对数千个远程调节元素-基因连接的首次无偏见,基于扰动的调查.
• 需要新的预测模型来检测较弱的效果大小,CTCF位点调节和家庭基因增强剂.
• 开发的框架使扩大了在人类基因组中绘制远距离调节图的努力.