基于绝缘密度HiCID算法的染色质接触域边界检测
2021-04-29黄月月丰继华范力栋
生物学杂志 2021年2期
关键词:检测
黄月月,丰继华,刘 珂,范力栋
(云南民族大学电气信息工程学院,昆明650504)
基因组的空间结构与其生物功能密切相关。高通量测序Hi⁃C 技术的出现使得研究全基因组成对基因座之间的交互接触作用成为可能,为完整勾画出染色体在三维空间上的交互网络奠定了基础[1]。对酵母、果蝇、小鼠和人类染色体的研究发现[2⁃6],染色体是由数百kb 到数十Mb 大小不等的染色质接触域构成,从而形成染色质区室、拓扑关联域(Topologically associat⁃ing domain,TAD)和染色体环等基本结构。高分辨率Hi⁃C 交互作用图谱揭示了接触域内部的相互作用强,不同接触域间的相互作用弱[7]。
高通量生物学数据庞大且复杂,交互测量过程中产生的噪声会对不同类型的生物网络造成干扰,如Hi⁃C 交互网络、细胞间交互网络[8]和PPI 网络[9]等。噪声的存在尤其对下游性能的分析产生不利的影响,因此首先需借助基于网络的降噪方法对原始交互数据进行预处理。网络增强NE[10]可有效改善生物网络的质量,目前已将NE 应用于人类组织的22 个基因相互作用网络的基因功能预测、改善Hi⁃C 网络以促进拓扑域的识别以及提高细粒度物种鉴定的准确度等研究领域。全基因组研究发现,染色质接触域边界除了富集CTCF的结合位点和组蛋白化学修饰外,还有大量的管家基因、tRNAs、SINE 反转录转座子等DNA 元件[11]。因此利用Hi⁃C 数据进行接触域边界检测与定位,对基因调控、基因组相互作用以及基因功能等方面的研究具有十分重要的生物学意义。目前,染色质接触域的检测识别已涌现出许多检测算法。……
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