文献阅读 | 5-羟甲基胞嘧啶的人体组织图谱通过基因和增强子调节自然通讯显示出组织特异性

小燕子

论文

A human tissue map of 5-hydroxymethylcytosines exhibits tissue specificity through gene and enhancer modulation

摘要

5-羟甲基胞嘧啶(DNA 5-hydroxymethylcytosine, 5hmC)修饰被认为与基因转录有关,并经常被用作研究哺乳动物发育和人类疾病过程中DNA甲基化转化的动态标记。然而,在不同的人类组织类型中缺乏全基因组5hmC谱,这阻碍了对5hmC如何涉及转录活性和组织特异性的概括结论。为了满足这一需求,我们描述了5hmC组织图谱的开发,通过表征来自10个器官系统的19个人体组织中5hmC的基因组分布。随后的测序结果使我们能够识别全基因组5hmC分布,这种分布能根据组织类型将样本唯一地分开。

进一步比较转录组和组蛋白修饰的5hmC谱表明,5hmC优先富集于组织特异性基因体和增强子。综上所述,研究结果提供了一个广泛的跨越不同人体组织类型的5hmC图谱,提示了5hmC在组织特异性发育中的潜在作用;同时也为进一步研究DNA去甲基化在发病机制中的作用以及5hmC作为生物标志物的发展提供了资源。

结果

5 hmC跨主要人体器官和组织类型的全基因组图谱;5 hmC在不同人体组织中分布的共同特征;5 hmC在活性基因组区;组织特异性5 hmc标记组织特异性功能基因;5 hmC富含组织特异性基因;5 hmC富含组织特异性增强剂。

Fig. 1:5hmC在不同组织中的分布。

Fig. 2:组织特异性,富含5hmc的基因与高度的组织特异性功能相关。

Fig. 3:5hmC在组织特异性基因上的富集。

Fig. 4:在组织特异性增强剂上富集5hmC。

讨论

总之,我们在此报告了使用5hmC- seal(一种正在开发的临床应用技术)的多种人体组织类型的5hmC图谱。在检测的19种不同的组织类型中,我们证实了tet催化的5mC氧化在组织特异性基因和非疾病人类系统中的重要作用。我们不仅提供了5hmC广泛分布的资源,而且还提供了主要人体组织中5hmC修饰的组织特异性区域。我们期望本文报道的数据将极大地促进对人类发展和疾病进展的进一步理解,以及5hmC作为新型表观遗传学生物标志物的临床应用。

方法

组织收集、5 hmC-密封库建设、RNA-seq文库的构建、5 hmC-密封数据分析、与公用单基分辨率5 hmc数据的比较、组织特异性5 hmC修饰基因、RNA-Seq数据分析、多项式Logistic回归、与WGBS数据的集成、与组蛋白修饰数据的集成、报告摘要、数据可用性。

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