Integración de datos de múltiples resoluciones en la reconstrucción 3D de la cromatina utilizando
Autores: Caudai, Claudia; Zoppè, Monica; Tonazzini, Anna; Merelli, Ivan; Salerno, Emanuele
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Integración de datos de múltiples resoluciones en la reconstrucción 3D de la cromatina utilizandoCategoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
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CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La estructura tridimensional de la cromatina en el núcleo celular lleva información importante que está conectada a correlatos fisiológicos y patológicos y al comportamiento celular disfuncional. Dado que la observación directa no es factible en la actualidad, por un lado, se han desarrollado varias técnicas experimentales para proporcionar información sobre la organización espacial del ADN en la célula; por otro lado, se han desarrollado varios métodos computacionales para elaborar datos experimentales e inferir conformaciones de cromatina en 3D. Los métodos experimentales más relevantes son la Captura de Conformación de Cromosomas y sus derivados, la inmunoprecipitación de cromatina y técnicas de secuenciación (CHIP-seq), RNA-seq, hibridación in situ por fluorescencia (FISH) y otras técnicas genéticas y bioquímicas. Todos ellos proporcionan información importante y complementaria que se relaciona con la organización tridimensional de la cromatina. Sin embargo, estas técnicas emplean protocolos experimentales muy diferentes y proporcionan información que no se integra fácilmente, debido a diferentes contextos y diferentes resoluciones. Aquí, presentamos una herramienta de código abierto, que es una expansión del código previamente reportado, para inferir la estructura 3D de la cromatina que, al explotar un enfoque multinivel, permite una fácil integración de información derivada de diferentes protocolos experimentales y referida a diferentes niveles de resolución de la estructura, desde unos pocos kilobases hasta megabases. Nuestros resultados muestran que la introducción de características de modelado de cromatina relacionadas con datos de CTCF CHIA-PET, modificación de histonas CHIP-seq y datos de RNA-seq produce mejoras apreciables en las reconstrucciones 3D, en comparación con el uso de datos HI-C solos, a nivel local y a una resolución muy alta.
Descripción
La estructura tridimensional de la cromatina en el núcleo celular lleva información importante que está conectada a correlatos fisiológicos y patológicos y al comportamiento celular disfuncional. Dado que la observación directa no es factible en la actualidad, por un lado, se han desarrollado varias técnicas experimentales para proporcionar información sobre la organización espacial del ADN en la célula; por otro lado, se han desarrollado varios métodos computacionales para elaborar datos experimentales e inferir conformaciones de cromatina en 3D. Los métodos experimentales más relevantes son la Captura de Conformación de Cromosomas y sus derivados, la inmunoprecipitación de cromatina y técnicas de secuenciación (CHIP-seq), RNA-seq, hibridación in situ por fluorescencia (FISH) y otras técnicas genéticas y bioquímicas. Todos ellos proporcionan información importante y complementaria que se relaciona con la organización tridimensional de la cromatina. Sin embargo, estas técnicas emplean protocolos experimentales muy diferentes y proporcionan información que no se integra fácilmente, debido a diferentes contextos y diferentes resoluciones. Aquí, presentamos una herramienta de código abierto, que es una expansión del código previamente reportado, para inferir la estructura 3D de la cromatina que, al explotar un enfoque multinivel, permite una fácil integración de información derivada de diferentes protocolos experimentales y referida a diferentes niveles de resolución de la estructura, desde unos pocos kilobases hasta megabases. Nuestros resultados muestran que la introducción de características de modelado de cromatina relacionadas con datos de CTCF CHIA-PET, modificación de histonas CHIP-seq y datos de RNA-seq produce mejoras apreciables en las reconstrucciones 3D, en comparación con el uso de datos HI-C solos, a nivel local y a una resolución muy alta.