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张一婧课题组:开发普通小麦染色质状态数据库与检索平台

已有 388 次阅读 2021-6-1 10:58 |个人分类:论文|系统分类:论文交流

张一婧课题组开发普通小麦染色质状态数据库与检索平台

完整原文:https://link.springer.com/article/10.1007/s42994-021-00048-z

六倍体小麦作为广泛种植的谷类作物之一,因基因组庞大复杂,具有很多非编码区域和重复序列,导致其分子机制的研究非常困难。在全基因组范围内鉴定调控元件是进行分子机制研究的关键。由于表观遗传修饰可以反映调控元件的活性,可以基于表观遗传修饰特征来定义染色质状态进而检测潜在的调控元件。

近日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心张一婧研究员团队在aBIOTECH发表题为“CSCS: a chromatin state interface for Chinese Spring bread wheat”(点击题目查看原文)的研究论文,整合了15个表观数据集绘制了小麦全基因组染色质状态图谱和自组织映射图谱,共得到15个不同的染色质状态,并根据表观遗传标记的组合方式和富集的特征区域对染色质状态进行进一步描述。

为了便于查询染色质状态和SOM图谱,构建了Chinese Spring Chromatin State(CSCS)平台(http://bioinfo.cemps.ac.cn/CSCS),该平台包含不同的检索功能和分析工具,用户可以检索基因、lncRNA、TE等相关的染色质状态和表观遗传标记。同时,对于收集的表观数据集,训练了SOM图谱进行呈现,用户可以输入自己的表观数据集与平台中收集的数据集进行分析比较。另外,平台还提供了motif和GO的功能富集分析。

图片1.png

平台流程图

H3K4me3和H3K9ac两种表观修饰往往与活性转录相关,本研究使用CSCS平台搜索了相关的表观基因组数据集,发现这两种表观遗传标记位于相同的染色质状态中,并且具有相似的SOM图谱信号,功能富集分析发现这两种标记的共同靶基因和转录调控相关,与先前的研究一致。在动物研究中,H3K4me3主要富集在启动子和超级增强子区域,但是H3K4me3在植物远距离调控中的作用仍存在争议。研究发现在小麦中H3K4me3主要存在于基因间区,表明该标记可能参与了小麦的远距离基因激活。

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实例示意图


中国科学院分子植物科学卓越创新中心张一婧课题组博士研究生冉晓娟和河南大学联培研究生唐腾飞为共同第一作者,张一婧研究员和课题组赵飞博士为共同通讯作者,感谢黄涛对计算机集群的维护和帮助。该研究得到了中国科学院战略重点研究计划(XDB27010302)的支持。

作者简介:


张一婧.png

张一婧,中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员,博士生导师。从事植物生物信息与功能表观组学研究。目前研究组的研究重点为:1. 整合多组学技术研究普通小麦多倍体优势的分子机制;2. 开发高通量实验与计算方案定位小麦重要农艺性状基因并解析调控通路,推动小麦分子育种研究。

课题组主页:http://bioinfo.sibs.ac.cn/zhanglab/ 

完整原文:https://link.springer.com/article/10.1007/s42994-021-00048-z



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