Computational framework to decipher the role of spatio-temporal epigenome organization in gene transcription
L'organització tridimensional de la cromatina exerceix un paper crucial en la regulació de l'expressió gènica. Comprendre les interaccions de llarg abast entre els promotors de gens i els elements reguladors és essencial per a entendre el control transcripcional i com la seva alteració pot...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2024 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/692949 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/692949 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Cromatina Chromatin Low input capture HI-C Epigenètica Epigenetics Epigenética Bioinformàtica Bioinformatics Bioinformática Ciències de la Salut 575 |
| Sumario: | L'organització tridimensional de la cromatina exerceix un paper crucial en la regulació de l'expressió gènica. Comprendre les interaccions de llarg abast entre els promotors de gens i els elements reguladors és essencial per a entendre el control transcripcional i com la seva alteració pot conduir a malalties, incloent-hi les neoplàsies hematològiques. No obstant això, els mètodes convencionals per a estudiar les interaccions de la cromatina requereixen grans quantitats de material de partida, limitant la seva aplicació en escenaris clínics i poblacions cel·lulars rares. Per a abordar aquesta limitació, desenvolupem Low Input Capture Hi-C (liCHi-C), un mètode rendible i flexible que permet el mapatge i la comparació d'alta resolució de interactomas de promotors utilitzant tan sols 50.000 cèl·lules. Per a facilitar l'anàlisi de dades d'interacció de la cromatina, creem HiCaptuRe, un paquet de R que simplifica el processament, la integració i la visualització de dades de Capture Hi-C. Aquesta eina millora l'accessibilitat i interpretabilitat de dades complexes d'interaccions de la cromatina. Apliquem liCHi-C per a investigar l'hematopoesi humana tant normal com maligna utilitzant mostres clíniques. La nostra anàlisi va revelar que l'arquitectura dels promotors és dinàmica durant l'hematopoesi, ajudant a identificar rutes de desenvolupament i canvis transcripcionales durant el compromís cel·lular. A més, desenvolupem un atles multi-ómico de la diferenciació de cèl·lules B humanes, integrant liCHi-C amb dades d'RNA-seq, ATAC-seq i CUT\&RUN a través de múltiples etapes del desenvolupament de cèl·lules B. Aquest enfocament integrat proporciona coneixements sense precedents sobre el panorama regulador que governa el desenvolupament de les cèl·lules B. liCHi-C va demostrar ser valuós per a identificar tipus cel·lulars, gens i rutes rellevants per a malalties potencialment afectades per alteracions no codificants en elements reguladors distals. A més, vam demostrar el potencial de liCHi-C per a descobrir variants estructurals, determinar els seus punts de ruptura i inferir els seus possibles efectes patogènics. El nostre mètode optimitzat liCHi-C, juntament amb el paquet d'anàlisi HiCaptuRe i la integració multi-ómica, expandeix enormement l'exploració de l'organització tridimensional de la cromatina en poblacions cel·lulars escasses. Aquest enfocament integral ofereix noves oportunitats per a descobrir factors clau i xarxes reguladores involucrades en el desenvolupament normal i la patogènesi de malalties, particularment en el context de l'hematopoesi i la biologia de les cèl·lules B. |
|---|