本文關鍵詞：核小體信號處理與分析方法研究

  更多相關文章： 轉錄調(diào)控 核小體定位 信號分析 核小體比對 動態(tài)規(guī)劃

【摘要】：核小體是真核細胞染色質(zhì)的基本結構單位。在不同細胞狀態(tài)下,核小體定位是動態(tài)變化的.其位置的改變會影響轉錄因子與DNA的結合,從而調(diào)控基因特異性表達。因此,分析核小體信號、發(fā)現(xiàn)不同條件下核小體定位的變化具有重要意義。目前,國際上關于核小體定位動態(tài)變化的分析,主要是基于統(tǒng)計學的假設檢驗方法來識別差異定位的基因組區(qū)域,此類方法存在缺陷,不能直接判斷核小體動態(tài)定位具體方式。本文設計了一種基于動態(tài)規(guī)劃的核小體定位比對算法AlignNuP (alignment of nucleosome positions),此算法在識別核小體位置的基礎上,計算判定不同樣本間對應核小體的動態(tài)變化方式,目前國際上還沒有這樣一對一的核小體動態(tài)變化分析算法。AlignNuP首先根據(jù)核小體測序片段(reads)數(shù)據(jù)在基因組上分布的豐度信號,使用波峰識別算法確定核小體位置,即該細胞中核小體的位置信息。然后,AlignNuP比較兩細胞狀態(tài)下核小體位置,針對每一對核小體之間的匹配、平移以及缺失的變化方式進行打分,并在整個范圍內(nèi)累計；最終選擇累積得分最大的匹配方式,此方式代表樣本間核小體最佳對應關系。同時,AlignNuP具有可視化模塊,清晰、直觀地展示出整條染色質(zhì)序列上核小體定位穩(wěn)定區(qū)以及變化區(qū),并且可展示出各區(qū)域中核小體平移、缺失的位點。本論文將AlignNuP應用于人類CD4+T細胞在休眠和激活過程中,核小體動態(tài)變化的識別分析。結果發(fā)現(xiàn)：CD4+T細胞在不同狀態(tài)下,在轉錄起始位點附近核小體發(fā)生缺失的頻率更高,甚至會一直延伸到下游,影響其他核小體的相位,調(diào)控基因的表達水平；然而單外顯子轉錄起始位點核小體傾向于發(fā)生位移而不是缺失,推測與上游含有一系列polyA位點有關,核小體動態(tài)定位部分依賴堿基序列。另外,使用AlignNuP分析酵母在復制衰老過程,以及酵母細胞在組蛋白突變前后核小體發(fā)生的動態(tài)定位,結果發(fā)現(xiàn)：在酵母衰老的過程中,核小體缺失區(qū)域與RNA聚合酶II結合位點在分布上具有相關性,揭示出組蛋白與轉錄機器之間對DNA的競爭結合關系：而酵母細胞組蛋白發(fā)生突變后,轉錄起始位點附近大規(guī)模地發(fā)生了核小體動態(tài)定位,上游200bp是核小體缺失的高發(fā)區(qū),易于轉錄起始復合物的形成,誘導基因的表達。
【關鍵詞】：轉錄調(diào)控 核小體定位 信號分析 核小體比對 動態(tài)規(guī)劃
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：Q343.23
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 核小體概述10-16
• 1.1.1 核小體10-12
• 1.1.2 核小體定位與轉錄調(diào)控作用12-16
• 1.2 核小體位置的測定及其數(shù)據(jù)分析16-19
• 1.2.1 ChIP-Chip技術16-17
• 1.2.2 ChIP-Seq技術17-18
• 1.2.3 MNase-Seq技術18
• 1.2.4 核小體測序數(shù)據(jù)分析18-19
• 1.3 課題主要工作19-21
• 1.3.1 研究內(nèi)容和意義19-20
• 1.3.2 論文結構20-21
• 1.4 本章小結21-22
• 第二章 核小體數(shù)據(jù)處理及分析方法22-30
• 2.1 核小體數(shù)據(jù)特點22-24
• 2.1.1 核小體常見數(shù)據(jù)存儲格式22-23
• 2.1.2 核小體數(shù)據(jù)庫構建23-24
• 2.2 核小體常用信號處理方法24-29
• 2.2.1 核小體數(shù)據(jù)分析基礎算法MACS24-25
• 2.2.2 核小體定位算法NPS、iNPS、mspeaks25-27
• 2.2.3 核小體比較算法DiNuP與DANPOS27-29
• 2.3 本章小結29-30
• 第三章 AlignNuP：一種樣本間的核小體比對算法30-39
• 3.1 基于動態(tài)規(guī)劃的算法設計30-33
• 3.1.1 算法基本思想30
• 3.1.2 算法設計30-33
• 3.1.3 算法分析33
• 3.2 軟件開發(fā)33-38
• 3.2.1 初級C++版本33-36
• 3.2.2 升級PHP版本36-38
• 3.3 本章小結38-39
• 第四章 CD4~+T細胞核小體定位的動態(tài)變化分析39-45
• 4.1 基因表達差異與核小體動態(tài)定位分析39-42
• 4.1.1 數(shù)據(jù)和方法39
• 4.1.2 結果與討論39-42
• 4.2 單外顯子基因與核小體動態(tài)定位分析42-43
• 4.2.1 數(shù)據(jù)和方法42-43
• 4.2.2 結果與討論43
• 4.3 本章小結43-45
• 第五章 釀酒酵母基因組核小體動態(tài)變化分析45-54
• 5.1 酵母復制衰老過程中核小體動態(tài)變化分析45-49
• 5.1.1 數(shù)據(jù)和方法46
• 5.1.2 結果與分析46-49
• 5.2 酵母組蛋白突變體核小體動態(tài)變化分析49-53
• 5.2.1 數(shù)據(jù)和方法49-50
• 5.2.2 結果與分析50-53
• 5.3 本章小結53-54
• 第六章 總結與展望54-56
• 參考文獻56-60
• 附錄60-62
• 致謝62-63
• 作者簡介63
• 論文發(fā)表63

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;蛋白質(zhì)控制基因[J];生物學通報;1984年04期

2 羅賽群;轉錄過程中線性和超螺旋多核小體的命運[J];國外醫(yī)學(分子生物學分冊);1996年01期

3 黃百渠,曾慶華,畢曉輝,王玉紅,李玉新;組蛋白和核小體在基因轉錄中的作用[J];科學通報;2000年19期

4 劉輝;壯子恒;關佶紅;周水庚;;核小體定位的轉錄調(diào)控功能研究進展[J];生物化學與生物物理進展;2012年09期

5 陳冰;任松葉;趙秀娟;蔡祿;;原核生物大腸桿菌基因組序列形成核小體能力的預測[J];信陽師范學院學報(自然科學版);2013年02期

6 張志新;高奇蓉;;真核細胞核小體研究的近況[J];細胞生物學雜志;1980年03期

7 高奇蓉;;染色質(zhì)核小體的電鏡制片方法[J];細胞生物學雜志;1981年02期

8 李家瑤;;核小體的結構[J];生命的化學(中國生物化學會通訊);1986年03期

9 蔣爭凡,張博,翟中和;非細胞體系核重建并非必需核小體與染色質(zhì)的裝配[J];中國科學C輯:生命科學;1998年03期

10 茆象千,彭家和,邱平;大鼠老化過程小腦神經(jīng)元染色質(zhì)核小體線性和空間排布特征分析[J];中國生物化學與分子生物學報;1999年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張勇;;核小體定位機制及在胚胎發(fā)育中的核小體重排[A];中國遺傳學會第九次全國會員代表大會暨學術研討會論文摘要匯編（2009-2013）[C];2013年

2 陸才生;馬會慧;魏秋靜;潘云峰;吳玉瓊;古潔若;;樹突狀細胞體外負載核小體誘導免疫應答的研究[A];第十屆全國風濕病學學術會議論文集[C];2005年

3 郝進;郝飛;鐘白玉;徐云升;唐書謙;龔小云;葉慶佾;;系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者血漿核小體水平檢測[A];2003中國中西醫(yī)結合皮膚性病學術會議論文匯編[C];2003年

4 趙秀娟;蔡祿;;基于支持向量機(SVM)的酵母核小體定位的預測[A];第十一次中國生物物理學術大會暨第九屆全國會員代表大會摘要集[C];2009年

5 蘇茵;賈汝林;陳巧林;栗占國;;系統(tǒng)性紅斑狼瘡相關抗原核小體的提取純化與鑒定[A];第十屆全國風濕病學學術會議論文集[C];2005年

6 孫曉云;代琛賢;賈汝琳;蘇茵;栗占國;;核小體表位肽誘導慢性移植物抗宿主狼瘡樣腎炎模型小鼠免疫耐受的初步研究[A];第十二屆全國風濕病學學術會議論文集[C];2007年

7 孫曉云;姚中強;賈汝琳;韓蕾;栗占國;;核小體H1_(204-218)表位肽治療慢性移植物抗宿主(GVHD)狼瘡樣腎炎的初步研究[A];中國免疫學會第五屆全國代表大會暨學術會議論文摘要[C];2006年

8 孫曉云;蘇茵;韓蕾;代琛賢;栗占國;;核小體表位肽H3~(111-130)上調(diào)Foxp3和轉化生長因子-β表達誘導慢性移植物抗宿主狼瘡樣腎炎小鼠免疫耐受[A];第十二屆全國風濕病學學術會議論文集[C];2007年

9 邱平;朱景德;徐燕萍;周維影;;DNA嵌入型試劑滇乙錠對雞紅細胞核染色質(zhì)核小體排布的影響[A];中國細胞生物學學會第五次會議論文摘要匯編[C];1992年

10 丁毅;;染色質(zhì)的基本結構——核小體的研究進展[A];湖北省遺傳學會、江西省遺傳學會2006年學術年會暨學術討論會論文摘要集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉霞;人類遺傳物質(zhì)中首次發(fā)現(xiàn)前核小體[N];科技日報;2011年

2 記者　 田學科;決定DNA鏈核小體定位編碼找到[N];科技日報;2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 趙秀娟;酵母核小體定位的理論預測及核小體體外組裝的初步研究[D];內(nèi)蒙古大學;2011年

2 包通拉嘎;核小體結合模體的預測及它們在人類基因功能位點附近的分布[D];內(nèi)蒙古大學;2013年

3 邢永強;基于序列信息的核小體定位理論分析及預測[D];內(nèi)蒙古大學;2014年

4 郝進;核小體在系統(tǒng)性紅斑狼瘡發(fā)病中的作用及其表位誘導免疫耐受的研究[D];第三軍醫(yī)大學;2003年

5 趙永武;核小體動力學研究[D];吉林大學;2011年

6 陳偉;核小體定位對RNA剪接的影響及組蛋白變體的識別[D];內(nèi)蒙古大學;2010年

7 董春楠;核小體在DNA降解過程中的作用及其法醫(yī)學應用研究[D];河北醫(yī)科大學;2015年

8 周春麗;重組核小體通用性Th表位誘導SLE口服免疫耐受的實驗研究[D];第三軍醫(yī)大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 任松葉;人類及酵母基因組功能區(qū)的核小體定位預測[D];內(nèi)蒙古科技大學;2012年

2 蘇巖;基于序列特征的核小體定位[D];山東大學;2015年

3 郭守輝;核小體定位的理論預測與在線軟件開發(fā)[D];電子科技大學;2014年

4 翟玲;探索核小體排布對基因表達過程不同階段的影響[D];南昌大學;2012年

5 趙茜;表觀遺傳調(diào)控因子UHRF1與不同類型核小體相互作用的研究[D];華東師范大學;2013年

6 張怡茹;核小體信號處理與分析方法研究[D];東南大學;2015年

7 張志乾;絕對頻率在核小體辨別和預測中的應用[D];山東大學;2012年

8 楊小希;核小體定位的序列特征參數(shù)構建及人類基因轉錄起始區(qū)域核小體分布的統(tǒng)計分析[D];內(nèi)蒙古大學;2014年

9 黃星;核小體定位算法[D];蘇州大學;2013年

10 王成愛;釀酒酵母核小體定位理論模型的體外實驗研究[D];內(nèi)蒙古科技大學;2014年

，

本文編號：1091988