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論文

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

摘要

5-羥甲基胞嘧啶(DNA 5-hydroxymethylcytosine, 5hmC)修飾被認為與基因轉錄有關,並經常被用作研究哺乳動物發育和人類疾病過程中DNA甲基化轉化的動態標記。然而,在不同的人類組織型別中缺乏全基因組5hmC譜,這阻礙了對5hmC如何涉及轉錄活性和組織特異性的概括結論。為了滿足這一需求,我們描述了5hmC組織圖譜的開發,透過表徵來自10個器官系統的19個人體組織中5hmC的基因組分佈。隨後的測序結果使我們能夠識別全基因組5hmC分佈,這種分佈能根據組織型別將樣本唯一地分開。

進一步比較轉錄組和組蛋白修飾的5hmC譜表明,5hmC優先富集於組織特異性基因體和增強子。綜上所述,研究結果提供了一個廣泛的跨越不同人體組織型別的5hmC圖譜,提示了5hmC在組織特異性發育中的潛在作用;同時也為進一步研究DNA去甲基化在發病機制中的作用以及5hmC作為生物標誌物的發展提供了資源。

結果

5 hmC跨主要人體器官和組織型別的全基因組圖譜;5 hmC在不同人體組織中分佈的共同特徵;5 hmC在活性基因組區;組織特異性5 hmc標記組織特異性功能基因;5 hmC富含組織特異性基因;5 hmC富含組織特異性增強劑。

Fig. 1:5hmC在不同組織中的分佈。

Fig. 2:組織特異性,富含5hmc的基因與高度的組織特異性功能相關。

Fig. 3:5hmC在組織特異性基因上的富集。

Fig. 4:在組織特異性增強劑上富集5hmC。

討論

總之,我們在此報告了使用5hmC- seal(一種正在開發的臨床應用技術)的多種人體組織型別的5hmC圖譜。在檢測的19種不同的組織型別中,我們證實了tet催化的5mC氧化在組織特異性基因和非疾病人類系統中的重要作用。我們不僅提供了5hmC廣泛分佈的資源,而且還提供了主要人體組織中5hmC修飾的組織特異性區域。我們期望本文報道的資料將極大地促進對人類發展和疾病進展的進一步理解,以及5hmC作為新型表觀遺傳學生物標誌物的臨床應用。

方法

組織收集、5 hmC-密封庫建設、RNA-seq文庫的構建、5 hmC-密封資料分析、與公用單基解析度5 hmc資料的比較、組織特異性5 hmC修飾基因、RNA-Seq資料分析、多項式Logistic迴歸、與WGBS資料的整合、與組蛋白修飾資料的整合、報告摘要、資料可用性。

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