Enciclopedia elementelor ADN

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 10 februarie 2017; verificările necesită 17 modificări .
CODIFICA
Conţinut
Descriere Baza de date a întregului genom
Contacte
Centru de cercetare Universitatea din California Santa Cruz
Laborator Centrul pentru Știință și Inginerie Biomoleculară
Autorii Brian J Raney [1]
Publicare originală PMID 21037257
Data de lansare 2010
Disponibilitate
Site-ul web encodeproject.org

Enciclopedia Elementelor ADN ( ENCODE  ) este un consorţiu internaţional de cercetare înfiinţat în septembrie 2003 . Organizat și finanțat de Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman al SUA ( NHGRI ) [1] [2] [3] . Conceput ca o continuare a Proiectului Genom uman , ENCODE își propune să efectueze o analiză completă a elementelor funcționale ale genomului .  persoană. Toate rezultatele obţinute în timpul implementării proiectului sunt publicate în baze de date publice .

La 5 septembrie 2012, primele rezultate ale proiectului au fost publicate sub forma a 30 de publicații interconectate pe site-urile revistelor „ Nature ”, „ Genome Biology ” și „ Genome Research ” [4] [ 5] . Aceste publicații arată că cel puțin 80% din genomul uman este activ din punct de vedere biologic, până atunci domina noțiunea că cea mai mare parte a ADN-ului a fost „ junk ”. Cu toate acestea, astfel de concluzii pripite sunt criticate de mulți oameni de știință, care subliniază lipsa dovezilor necesare pentru funcționalitatea acestor elemente [6] .

Relevanță

Se estimează că genomul uman conține 20.000 de gene care codifică proteine ​​(împreună formează exomul ) și reprezintă doar aproximativ 1,5% din ADN-ul genomului uman. Scopul principal al proiectului ENCODE este de a determina funcția restului genomului, dintre care cea mai mare parte a fost considerată în mod tradițional „ junk ” (de exemplu, ADN care nu este transcris ).

Aproximativ 90% din polimorfismele cu un singur nucleotide din genomul uman (care s-au dovedit a fi asociate cu diferite boli folosind studii de asociere la nivelul genomului ) se găsesc în afara regiunilor care codifică proteine. [7]

Activitatea și expresia genelor care codifică proteine ​​pot fi reglate de regulom - diferite elemente ale ADN-ului, cum ar fi promotorul , secvențele de reglare și regiunile cromatinei , precum și modificările histonelor . Se crede că schimbările în regiunile de reglare pot perturba expresia proteinelor și funcția celulară și, astfel, pot duce la boli ( Contextul proiectului ENCODE ). Prin determinarea locației elementelor de reglare și a efectului acestora asupra transcripției, este posibilă elucidarea relației dintre modificările nivelurilor de expresie ale genelor specifice și dezvoltarea bolilor. [opt]

ENCODE se dorește a fi o resursă cuprinzătoare care va permite comunității științifice să înțeleagă mai bine modul în care genomul poate influența sănătatea umană și să stimuleze dezvoltarea de noi metode de prevenire și tratament a bolilor. [9]

Până în prezent, proiectul ajută la descoperirea de noi elemente de reglementare a ADN-ului, oferind noi perspective asupra organizării și reglementării genelor și genomului nostru, precum și asupra modului în care modificările secvenței ADN pot influența dezvoltarea bolilor. [7] Unul dintre principalele rezultate ale proiectului este descrierea că 80% din genomul uman s-a dovedit a fi asociat cu cel puțin o funcție biochimică. [10] [11] Majoritatea acestui ADN necodificator este implicat în reglarea expresiei genelor codificatoare. [10] În plus, expresia fiecărei gene codificatoare este controlată de o varietate de regiuni de reglare situate atât în ​​apropiere, cât și la distanță de genă. Aceste rezultate demonstrează că reglarea genelor este mult mai complexă decât se credea anterior. [12]

Proiect ENCODE

Proiectul ENCODE este implementat în trei etape: faza inițială, faza de dezvoltare a tehnologiei și faza productivă.

În faza inițială, consorțiul ENCODE a evaluat strategiile de identificare a diferitelor tipuri de elemente ale genomului . Scopul fazei inițiale a fost definirea unui set de proceduri care împreună să permită caracterizarea precisă și detaliată a regiunilor mari ale genomului uman , ținând cont de viabilitatea economică și de eficiența ridicată a procesului. Faza inițială a fost de a identifica lacunele în setul de instrumente pentru definirea secvențelor funcționale, precum și de a arăta dacă vreuna dintre metodele utilizate s-a dovedit a fi ineficientă sau nepotrivită pentru extindere. Unele dintre aceste probleme au trebuit abordate în timpul fazei de dezvoltare a tehnologiei ENCODE (concurente cu faza inițială a proiectului), care urmărea dezvoltarea de noi metode de laborator și de calcul care să îmbunătățească identificarea secvențelor funcționale cunoscute sau studiul de noi elementele funcționale ale genomului. Rezultatul primelor două etape, folosind exemplul studierii a 1% din genomul uman, a determinat cea mai bună modalitate de a analiza restul de 99% cu eficiență maximă și cel mai mic cost în faza productivă. [9]

Etapa I a proiectului ENCODE: faza inițială

În faza pilot, s-au efectuat cercetări și compararea metodelor existente pentru o analiză amănunțită a unei anumite secțiuni a secvenței genomului uman. A fost organizat ca un consorțiu deschis și a reunit cercetători din medii și medii diverse pentru a evalua meritele fiecărei tehnici, tehnologie și strategie dintr-un set divers. În același timp, scopul fazei de dezvoltare tehnologică a proiectului a fost dezvoltarea unor metode noi, foarte eficiente, de determinare a elementelor funcționale. Scopul acestei lucrări a fost de a determina un set de abordări care să permită determinarea cât mai precisă a tuturor elementelor funcționale din genomul uman. În faza inițială, a fost determinată capacitatea diferitelor metode de a se extinde pentru a analiza întregul genom uman și au fost identificate lacune în definirea elementelor funcționale din secvența genomului.

Faza inițială a proiectului s-a desfășurat în strânsă colaborare între experimentatori și teoreticieni, ceea ce a permis evaluarea unui număr de metode de adnotare a genomului uman. Un set de regiuni, reprezentând aproximativ 1% (30 Mb) din genomul uman, a fost ales ca țintă pentru faza inițială a proiectului și a fost analizat de toți participanții în faza pilot a proiectului. Toate datele despre aceste regiuni obținute de participanții la ENCODE au fost lansate rapid în bazele de date publice. [13] [14]

Rezultatele fazei I [13]
  • Genomul uman este transcris omniprezent, astfel încât majoritatea bazelor sale sunt asociate cu cel puțin un transcript primar, iar multe transcrieri asociază regiuni distale cu loci specifici care codifică proteine.
  • Au fost identificate numeroase transcrieri noi care nu codifică proteine, dintre care multe se suprapun loci care codifică proteine ​​și alți loci localizați în regiuni ale genomului considerate anterior silențioase din punct de vedere transcripțional.
  • Au fost identificate numeroase situsuri de pornire transcripționale nerecunoscute anterior, multe dintre acestea prezentând structură cromatinei și proprietăți de legare specifice secvenței proteinelor similare cu promotorii bine caracterizați.
  • Secvențele de reglementare care înconjoară site-urile de pornire a transcripției sunt distribuite simetric, fără deplasare către regiunile supraiacente.
  • Disponibilitatea cromatinei și modelele de modificare a histonelor sunt foarte predictive atât pentru prezența, cât și pentru activitatea situsurilor de pornire a transcripției.
  • Siturile DNaseI hipersensibile distale au modele caracteristice de modificare a histonelor care le distinge în mod sigur de promotori.
  • Timpul de replicare a ADN-ului se corelează cu structura cromatinei.
  • Un total de 5% din bazele din genom pot fi identificate cu certitudine ca fiind sub restricții evolutive la mamifere; pentru aproximativ 60% din aceste baze limitate, există dovezi de funcționare pe baza analizelor experimentale efectuate până în prezent.
  • Diverse elemente funcționale variază foarte mult în variabilitatea secvenței lor în populația umană și în probabilitatea lor de a fi într-o regiune variabilă structural a genomului.
  • În mod surprinzător, multe elemente funcționale nu par a fi limitate la evoluția mamiferelor. Acest lucru sugerează posibilitatea unui număr mare de elemente neutre care sunt active biochimic, dar nu oferă prea multe beneficii organismului. Acest bazin poate servi ca un „depozit” pentru selecția naturală, acționând potențial ca o sursă de elemente specifice liniei și elemente conservate funcțional, dar neortologe între specii.

Etapa II a proiectului ENCODE: faza productivă

În septembrie 2007 a început finanțarea fazei productive a proiectului ENCODE. În această etapă, scopul era de a analiza întregul genom și de a efectua „studii suplimentare în condiții industriale. [15]

Ca și în faza inițială, munca fazei productive a fost organizată ca un consorțiu deschis. În octombrie 2007, Institutul Național pentru Cercetarea Genomului Uman i-a alocat granturi în valoare totală de peste 80 de milioane de dolari timp de 4 ani. [16] În faza productivă, proiectul a inclus Centrul de coordonare a datelor, Centrul de analiză a datelor și Centrul de dezvoltare tehnologică. [17] În acest moment, proiectul se transformă într-o întreprindere cu adevărat masivă, care implică 440 de oameni de știință din 32 de laboratoare din întreaga lume. În 2007, când a fost finalizată etapa inițială, proiectul și-a mărit capacitatea în mare parte datorită secvențierii de generație următoare . Într-adevăr, au fost procesate o mulțime de date, cercetătorii au primit aproximativ 15 terabytes de informații brute.

Până în 2010, proiectul ENCODE a primit peste 1000 de seturi de date la nivelul întregului genom. Luate împreună, aceste date arată care regiuni par să controleze expresia genelor utilizate în anumite tipuri de celule și care regiuni interacționează cu o gamă largă de proteine. Proiectul oferă informații despre locurile de transcripție, factorii lor de transcripție asociați, structura cromatinei și modificările histonelor.

Rezultatele fazei II [18]
  • Marea majoritate (80,4%) a genomului uman este implicată în cel puțin un eveniment biochimic asociat ARN și/sau cromatină în cel puțin un tip de celulă. Cea mai mare parte a genomului este localizată în apropierea evenimentelor de reglementare: 95% din genom se află la 8 kilobaze ale unei interacțiuni ADN-proteină (măsurată prin analiza motivului ChIP-seq sau legarea ADNazei I), iar 99% se află în 1,7 kilobaze de cel puțin unul din evenimente biochimice prezentate de ENCODE.
  • Clasificarea genomului în șapte stări cromatinei sugerează un set inițial de 399.124 de regiuni cu caracteristici asemănătoare amplificatorului și 70.292 de regiuni cu caracteristici asemănătoare promotorului, precum și sute de mii de regiuni nemotile. Analiza de înaltă rezoluție subîmparte în continuare genomul în mii de stări înguste cu proprietăți funcționale diferite.
  • Generarea și procesarea secvenței ARN pot fi corelate cantitativ atât cu marcajele cromatinei, cât și cu legarea factorului de transcripție (TF) pe promotori, ceea ce indică faptul că funcționalitatea promotorului poate explica o mare parte din variația expresiei ARN.
  • Multe variante necodante din secvențele individuale ale genomului se află în regiuni funcționale adnotate ENCODE; acest număr este cel puțin la fel de mare ca și cele conținute în genele care codifică proteine.
  • SNP-urile asociate cu boala de GWAS sunt îmbogățite în elemente funcționale necodificatoare, dintre care majoritatea se găsesc în sau în apropierea anumitor regiuni definite de ENCODE, în afara genelor care codifică proteine. În multe cazuri, fenotipurile bolii pot fi asociate cu un anumit tip de celulă sau cu un factor de transcripție.
  • Consorțiul ENCODE

Consorțiul ENCODE este alcătuit în primul rând din oameni de știință care sunt sponsorizați de Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman din SUA . Alți participanți la proiect sunt membri ai consorțiului sau ai grupului de lucru analitic.

Faza inițială a proiectului a constat din opt grupuri de studiu și douăsprezece grupuri care au participat la faza de dezvoltare tehnologică a proiectului ENCODE ( Proiect pilot ENCODE: Participanți și Proiecte ). Până la sfârșitul anului 2007, când faza pilot a proiectului sa încheiat oficial, numărul participanților a crescut la 440 de oameni de știință din 32 de laboratoare din întreaga lume. În prezent, consorțiul este format din diverse centre care îndeplinesc diverse sarcini ( ENCODE Participanți și Proiecte ):

  1. Centre de producție (Centre de producție ENCODE)
  2. Centrul de coordonare a datelor (Centrul de coordonare a datelor ENCODE)
  3. Centrul de analiză a datelor (Centrul de analiză a datelor ENCODE)
  4. Analiza computațională a rezultatelor (ENCODE Computational Analysis Awards)
  5. Dezvoltare tehnologică (Efort de dezvoltare a tehnologiei ENCODE)

Datele prezentate

Din 2007, participanții la proiectul ENCODE au efectuat un număr mare de studii bazate pe diverse secvențe biologice pentru a mapa elementele funcționale ale genomului uman [19] . Elementele mapate (și abordările utilizate) includ regiuni de transcripție a ARN (ARN-seq, CAGE, ARN-PET și adnotare manuală), regiuni care codifică proteine ​​(spectrometrie de masă), situsuri de legare a factorului de transcripție (ChIP-seq și DNase-seq), structura cromatinei (DNase-seq, FAIRE-seq, histonă ChIP-seq și MNase-seq) și situsuri de metilare ADN (analiza RRBS). Mai jos este o descriere detaliată a datelor obținute de participanții la proiect de-a lungul anilor de activitate și prezentate pe site-ul web al proiectului.

Regiuni transcrise și care codifică proteine

Proiectul a folosit adnotări manuale și automate pentru a crea un catalog cuprinzător de ARN-uri și pseudogene care codifică și necodifică proteine ​​umane, numit GENCODE. [20] [21] Catalogul include 20.687 de gene care codifică proteine, cu o medie de 6,3 splicing alternativ per locus.

În plus, 8801 au generat automat ARN-uri mici și 9640 ARN-uri lungi necodificate (lncRNA) au fost adnotate. Comparația lncRNA-urilor cu alte date ENCODE arată că lncRNA-urile sunt generate printr-o cale similară cu genele care codifică proteine. [22] Proiectul GENCODE a adnotat și 11.224 de pseudogene, dintre care 863 sunt transcrise și asociate cu cromatina activă. [23]

ARN

  • ARN-urile au fost secvențiate din 16 linii celulare diferite și mai multe fracții subcelulare pentru a dezvolta un catalog extins de expresie a ARN. Presupunând că este utilizat un prag conservator pentru a identifica regiunile activității ARN, 62% din bazele genomice sunt reprezentate reproductibil în molecule de ARN lungi (>200 de nucleotide) secvențiate sau exoni GENCODE.
  • Metoda CAGE-seq (izolarea și secvențierea ARN țintă cu capac 5’) a fost utilizată pentru a identifica 62.403 site-uri de pornire a transcripției (TSS) cu încredere ridicată (IDR 0,01).
  • În cele din urmă, s-a găsit o proporție semnificativă de transcrieri codificatoare și necodificatoare care au fost procesate în ARN-uri stabile persistente mai scurte de 200 de nucleotide. Acești precursori includ ARN de transfer, miARN , ARN nuclear mic și ARN nucleolar mic ( ARNt , miARN , snRNA și respectiv snoRNA)

Situri de legare la proteine

Pentru a identifica direct regiunile de reglementare, participanții la proiect au cartografiat locurile de legare a 119 proteine ​​diferite de legare a ADN-ului și un număr de componente de ARN polimerază în 72 de tipuri de celule folosind ChIP-seq. [24] Fiecare loc de legare a fost examinat pentru îmbogățirea în motive cunoscute de legare la ADN și pentru prezența unor motive noi.

Regiunile genomului hipersensibile la DNaza I

Accesibilitatea cromatinei, caracterizată prin hipersensibilitate la DNaza I, este un semn distinctiv al regiunilor de reglare a ADN-ului. [25] [26] Participanții la proiect au cartografiat 2,89 milioane de site-uri de hipersensibilitate la DNase I (DHS) unice, nesuprapuse, folosind DNase-seq în 125 de tipuri de celule.

Site-uri de modificare a histonelor

Au fost analizate locațiile cromozomiale a 12 modificări ale histonelor în 46 de tipuri de celule. Datele obținute arată că modelele globale de modificare variază foarte mult pentru diferite tipuri de celule, în conformitate cu modificările activității transcripționale. S-a descoperit că integrarea diferitelor informații de modificare a histonelor poate fi utilizată sistematic pentru a atribui atribute funcționale regiunilor genomice. [27]

Metilarea ADN-ului

Metilarea citozinei (de obicei la dinucleotidele CpG) este implicată în reglarea epigenetică a expresiei genelor. Metilarea promotorului este adesea asociată cu represiunea, în timp ce metilarea genelor se corelează cu activitatea transcripțională. [28] Participanții la proiect au folosit metoda Restricted Genomic Loci Set Bisulfite Sequencing (RRBS) pentru a profila cantitativ metilarea ADN-ului pentru o medie de 1,2 milioane de CpG în fiecare dintre cele 82 de linii celulare și țesuturi, inclusiv CpG în regiunile intergenice ale promotorilor proximali și regiunile din interior. o genă (corpuri de gene). [29]

Locurile de interacțiuni cromozomiale

Interacțiunile fizice dintre regiunile individuale ale cromozomilor, care pot fi separate de sute de kilobaze, sunt considerate importante în reglarea expresiei genelor 46. Metoda 5C a evidențiat interacțiuni pe distanță lungă cu situsurile de pornire a transcripției (TSS) într-o țintă de 1% din genomul (44 de regiuni pilot ENCODE) în patru tipuri de celule (GM12878, K562, HeLa-S3 și H1 hESC) 49. Sute de interacțiuni semnificative statistic pe distanță lungă au fost găsite în fiecare tip de celulă după luarea în considerare a comportamentului polimerului de cromatină și a variației experimentale. Perechile de loci care interacționează au arătat o corelație puternică între nivelul de expresie a genei TSS și prezența anumitor clase de elemente funcționale, cum ar fi amplificatorii . Numărul mediu de elemente distale care interacționează cu TSS a fost de 3,9 și numărul mediu de TSS care interacționează cu elementul distal a fost de 2,5, indicând o rețea complexă de cromatină interconectată. Această arhitectură „pe distanță lungă” împletită a fost, de asemenea, descoperită în întregul genom prin analiza interacțiunii cromatinei cu secvențierea marcajului final pereche ( ChIA-PET ) utilizată pentru a detecta interacțiunile în cromatina îmbogățită cu ARN polimeraza II (Pol II) în cinci tipuri de celule. [treizeci]

Critica

În ciuda afirmațiilor consorțiului că proiectul ENCODE este departe de a fi încheiat, răspunsul la articolele și mediatările publicate deja a fost pozitiv. Redactorii revistei Nature și autorii proiectului ENCODE scriu: „... am colaborat de-a lungul a mai multe luni pentru a face cel mai mare zgomot posibil, care va atrage atenția nu numai a comunității științifice, ci și a publicului larg” („... a colaborat timp de mai multe luni pentru a face cea mai mare explozie posibilă și a capta atenția nu numai a comunității de cercetare, ci și a publicului larg”). [31] Afirmația prezentată de proiectul ENCODE conform căreia 80% din genomul uman are o funcție biochimică [10] a fost preluată rapid de publicațiile științifice de popularitate, care au caracterizat rezultatele proiectului ca provocând moartea ADN-ului „nedornic”. . [32] [33]

Cu toate acestea, concluzia că cea mai mare parte a genomului este „funcțională” a fost criticată pe motiv că proiectul ENCODE definește „funcționalitatea” prea larg, și anume că tot ceea ce este transcris într-o celulă are o funcție. Această concluzie a fost făcută în ciuda concepției general acceptate că multe elemente ale ADN-ului care sunt transcrise , cum ar fi pseudogenele , nu sunt totuși funcționale. Mai mult, proiectul ENCODE a subliniat mai degrabă sensibilitatea decât specificitatea, ceea ce a condus la multe fals pozitive . [34] [35] [36] Alegerea oarecum arbitrară a liniilor celulare și a factorilor de transcripție , precum și lipsa experimentelor de control necesare, au devenit o sursă suplimentară de critici serioase la adresa ENCODE, deoarece o moleculă aleatorie de ADN poate imita un astfel de comportament „funcțional” în interpretările ENCODE. [37]

Ca răspuns la aceste critici, s-a susținut că cea mai mare parte a transcripției și îmbinării genomului , așa cum se vede la om, este un indicator mai precis al funcției genetice decât conservatorismul secvenței. În plus, cea mai mare parte a ADN-ului „junk” este implicată în reglarea epigenetică și a fost o condiție prealabilă necesară pentru dezvoltarea organismelor complexe. [38] Ca răspuns la comentariile cu privire la definiția cuvântului „funcțional”, mulți au remarcat că, în acest caz, disputa se referă la o diferență de definiție, și nu la esența proiectului, care este de a furniza date pentru studiile ulterioare ale biochimice. activitatea regiunilor ADN necodificatoare de proteine. În timp ce definițiile sunt importante și știința se limitează la limbaj, ENCODE pare să-și fi îndeplinit scopul, deoarece un număr mare de lucrări de cercetare folosesc în prezent datele generate de proiect, mai degrabă decât să discute definițiile „funcționalității”. [39] Ewan Birney, unul dintre cercetătorii ENCODE, a comentat unele dintre reacțiile la proiect. El observă că cuvântul „funcție” a fost folosit pragmatic pentru a se referi la „o anumită activitate biochimică” care se manifestă în diferite clase de experimente în moduri diferite: prezența ARN-ului , modificări ale histonelor , regiuni hipersensibile la DNaseI, vârfuri ale factorului de transcripție ChIP-seq . , amprenta ADN . situsuri de legare a factorului de transcripție și exoni . [40]

În plus, proiectul a fost criticat pentru bugetul său mare (aproximativ 400 de milioane de dolari în total) și pentru patronajul așa-numitei „big science”, cercetare științifică de bază care ia bani din dezvoltări științifice mai productive care trebuie efectuate la cheltuiala cercetătorilor înșiși. [41] Etapa inițială a proiectului ENCODE a fost estimată la 55 de milioane de dolari, extinderea sa a costat aproximativ 130 de milioane de dolari, iar Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman din SUA era gata să aloce până la 123 de milioane de dolari pentru următoarea fază a proiectului. Unii cercetători susțin că rentabilitatea adecvată a investiției nu a urmat încă. În încercarea de a număra toate publicațiile în care ENCODE joacă un rol semnificativ, din 2012 au fost identificate 300 de astfel de articole, dintre care 110 s-au bazat pe rezultate de la laboratoare fără finanțare ENCODE. O problemă suplimentară a fost că ENCODE nu este un nume unic care se referă doar la proiectul ENCODE, așa că cuvântul „codifică” (codifică) apare într-o mulțime de literatură despre genetică și cercetarea genomului . [7]

Ca un alt comentariu major, se argumentează că rezultatele nu au justificat timpul petrecut și că proiectul este, în principiu, de natură infinită. Deși a fost comparat cu Proiectul Genomului Uman și chiar numit continuarea acestuia, Genomul Uman are un final clar de care ENCODE îi lipsește în prezent.

Autorii proiectului împărtășesc aparent preocuparea lumii științifice și nu neagă existența problemelor, dar în același timp încearcă să-și justifice eforturile explicând detaliile proiectului în interviuri nu numai comunității științifice, dar și mass-media. Ei spun că a fost nevoie de mai mult de jumătate de secol pentru a trece de la înțelegerea faptului că ADN -ul  este baza materială a eredității până la descifrarea secvenței genomului uman , așa că planul lor pentru secolul următor este să înțeleagă această secvență [7] .

Alte proiecte

În prezent, consorțiul ENCODE este implicat în mai multe proiecte suplimentare cu obiective similare. Unele dintre aceste proiecte au făcut parte din a doua fază a ENCODE.

modENCODE

Prin analogie cu proiectul ENCODE, a fost lansat și un proiect de cartografiere a elementelor funcționale ale genomului principalelor obiecte model  - Drosophila melanogaster și Caenorhabditis elegans  - engleză.  Model Organism ENCyclopedia Of DNA Elements (modENCODE) . Avantajul acestui proiect este posibilitatea de a realiza unele experimente pe organisme model care sunt greu sau imposibil de realizat la om. [42]

Proiectul a fost fondat de National Institutes of Health ( NIH ) în 2007. [  43] [44] În 2010, consorțiul modENCODE a prezentat o serie de articole în Science privind adnotarea și analiza distribuției elementelor funcționale în genomul Drosophila melanogaster și Caenorhabditis elegans Datele din aceste publicații sunt disponibile pe site-ul web modENCODE [45] .

În prezent, modENCODE este un conglomerat de cercetare de 11 proiecte de semințe împărțite între cercetarea D. melanogaster și C. elegans . Proiectul acoperă cercetări în următoarele domenii:

modern

modERN (  organisme model Encyclopedia of Regulatory Networks ) este o ramură a modENCODE .  Proiectul combină cercetarea asupra grupurilor C. elegans și D. melanogaster și se concentrează pe identificarea unor situsuri suplimentare de legare a factorului de transcripție. Proiectul a fost lansat concomitent cu cea de-a treia fază a ENCODE și este programat să fie finalizat în 2017. Până în prezent, modERN a publicat rezultatele a 198 de experimente, alte 500 au fost acceptate pentru publicare și sunt în curs de procesare de către casa de compensare a datelor ENCODE.

Genomica Reglementării Genelor

Programul Genomics of   Gene Regulation (GGR) a fost lansat la începutul anului 2015 de către National Institutes of Health din SUA și se va desfășura timp de trei ani. Scopul programului este de a studia rețelele și căile de gene în diferite sisteme ale corpului pentru a avansa în continuare înțelegerea mecanismelor care controlează expresia genelor. Deși proiectul ENCODE este separat de GGR, ENCODE Data Clearinghouse menține datele GGR pe portalul său.

Foaia de parcurs

În 2008 , Roadmap Epigenomics  Mapping Consortium a fost organizat de Institutele Naționale de Sănătate din SUA pentru a dezvolta o sursă publică de date epigenetice ale genomului uman pentru cercetarea biologică și medicală. Pe baza rezultatelor lucrării, în februarie 2015, consorțiul a publicat articolul „Analiza integrativă a 111 epigenome umane de referință”. Consorțiul a colectat și adnotat elemente de reglementare în 127 de epigenomi de referință, dintre care 16 făceau parte din proiectul ENCODE. Datele proiectului Roadmap sunt disponibile pe portalurile Roadmap sau ENCODE .  

fruitENCODE

proiect fruitENCODE: o enciclopedie a elementelor ADN ale fructelor mature, parte a ENCODE. Scopul proiectului este de a genera seturi de date: situsuri de metilare a ADN-ului, modificări ale histonelor, regiuni cromatinei hipersensibile la DNaza I, expresia genelor, site-uri de legare a factorului de transcripție pentru fructe suculente de toate tipurile în diferite stadii de dezvoltare. Data publicării preliminare a rezultatelor este postată pe portalul fruitENCODE .

Factorbook

Datele de legare a factorului de transcripție obținute de ENCODE sunt disponibile în prezent la Factorbook.org [47]  , o bază de date bazată pe wiki. Primul număr al FactorBook conține:

  • 457 seturi de date ChIP-seq pentru 119 factori de transcripție în unele culturi de celule umane
  • Profiluri medii ale modificărilor histonelor și poziționării nucleozomilor în jurul situsurilor de legare a factorului de transcripție
  • Motive care îmbogățesc locurile de legare, precum și distanța dintre acestea și orientarea lor [48]

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 Raney BJ, Cline MS, Rosenbloom KR, Dreszer TR, Learned K., Barber GP, Meyer LR, Sloan CA, Malladi VS, Roskin KM, Suh BB, Hinrichs AS, Clawson H., Zweig AS, Kirkup V. , Fujita PA, Rhead B., Smith KE, Pohl A., Kuhn RM, Karolchik D., Haussler D., Kent, WJ . CODIFICAȚI datele întregului genom în browserul genomului UCSC (actualizare 2011  )  // Nucleic Acids Res. : jurnal. - 2011. - Ianuarie ( vol. 39 , nr. Problema bazei de date ). - P.D871-5 . doi : 10.1093 / nar/gkq1017 . — PMID 21037257 .
  2. ↑ EGASP: proiectul de evaluare a adnotărilor genomului uman ENCODE.  (engleză) . PubMed .
  3. ↑ Kleshchenko E. DNA fără gunoi  // The New Times. - 2012. - Emisiune. 29 (256) .
  4. ↑ Proiect ENCODE la UCSC (downlink) . Consorțiul ENCODE. Consultat la 5 septembrie 2012. Arhivat din original pe 10 septembrie 2012. 
  5. ↑ Walsh, Fergus . Harta detaliată a funcției genomului  (5 septembrie 2012). Arhivat din original pe 5 septembrie 2012. Preluat la 6 septembrie 2012.
  6. ↑ Blogul lui Dan Graur .
  7. ↑ 1 2 3 4 Maher B. CODIFICARE: Enciclopedia umană   // Natura . - 2012. - septembrie ( vol. 489 , nr. 7414 ). - P. 46-8 . - doi : 10.1038/489046a . — PMID 22962707 .
  8. ↑ Saey, echipa Tina Hesman lansează o continuare a genomului uman . Society for Science & the Public (6 octombrie 2012). Preluat: 18 octombrie 2012.
  9. ↑ 1 2 Consorțiul Proiectului ENCODE. Proiectul ENCODE (ENCyclopedia Of DNA Elements) . Știință (2004).
  10. ↑ 1 2 3 Bernstein BE, Birney E., Dunham I., Green ED, Gunter C., Snyder M. An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome  //  Nature : journal. - 2012. - septembrie ( vol. 489 , nr. 7414 ). - P. 57-74 . - doi : 10.1038/nature11247 . — . — PMID 22955616 .
  11. ↑ Timmer J. Majoritatea a ceea ce ați citit a fost greșit: cum comunicatele de presă au rescris istoria științifică . Personal / Din mințile lui Ars . Ars Technica (10 septembrie 2012). Preluat: 10 septembrie 2012.
  12. ↑ Pennisi E. Genomics. Proiectul ENCODE scrie un elogiu pentru ADN nedorit  (engleză)  // Science : journal. - 2012. - septembrie ( vol. 337 , nr. 6099 ). - P. 1159, 1161 . - doi : 10.1126/science.337.6099.1159 . — PMID 22955811 .
  13. ↑ 1 2 Birney E. , Stamatoyannopoulos JA , Dutta A. et al. Identificarea și analiza elementelor funcționale în 1% din genomul uman prin proiectul pilot ENCODE.  (engleză)  // Natură. - 2007. - Vol. 447, nr. 7146 . - P. 799-816. - doi : 10.1038/nature05874 . — PMID 17571346 .
  14. ↑ ENCODE Programul personalului. ENCODE: Proiect pilot: prezentare generală . Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman (18 octombrie 2012).
  15. ↑ Genome.gov | Proiecte ENCODE și modENCODE . Proiectul ENCODE: ENCyclopedia Of DNA Elements . Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman din Statele Unite ale Americii (1 august 2011). Preluat: 5 august 2011.
  16. ↑ Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman - Organizație . Almanahul NIH . Institutul Național de Sănătate din Statele Unite. Preluat: 5 august 2011.
  17. ↑ Genome.gov | CODIFICARE Participanții și Proiectele . Proiectul ENCODE: ENCyclopedia Of DNA Elements . Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman din Statele Unite ale Americii (1 august 2011). Preluat: 5 august 2011.
  18. ↑ Joseph R. Ecker, Wendy A. Bickmore, Inês Barroso, Jonathan K. Pritchard, Yoav Gilad. CODE explicat   // Natura . — 2012-09. — Vol. 489 , iss. 7414 . — P. 52–54 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/489052a .
  19. ↑ Consorțiul Proiectului ENCODE. Ghidul utilizatorului pentru Enciclopedia Elementelor ADN (ENCODE  )  // PLOS Biology. — 19-04-2011. — Vol. 9 , iss. 4 . — P.e1001046 . — ISSN 1545-7885 . - doi : 10.1371/journal.pbio.1001046 .
  20. ↑ Jennifer Harrow, Adam Frankish, Jose M. Gonzalez, Electra Tapanari, Mark Diekhans. GENCODE: Adnotarea genomului uman de referință pentru Proiectul ENCODE  //  Cercetarea genomului. — 01-09-2012. — Vol. 22 , iss. 9 . — P. 1760–1774 . — ISSN 1549-5469 1088-9051, 1549-5469 . - doi : 10.1101/gr.135350.111 .
  21. ↑ Cédric Howald, Andrea Tanzer, Jacqueline Chrast, Felix Kokocinski, Thomas Derrien. Combinarea RT-PCR-seq și ARN-seq pentru a cataloga toate elementele genice codificate în genomul uman  //  Cercetarea genomului. — 01-09-2012. — Vol. 22 , iss. 9 . — P. 1698–1710 . — ISSN 1549-5469 1088-9051, 1549-5469 . - doi : 10.1101/gr.134478.111 .
  22. ↑ Thomas Derrien, Rory Johnson, Giovanni Bussotti, Andrea Tanzer, Sarah Djebali. Catalogul GENCODE v7 al ARN-urilor umane lungi noncoding: Analiza structurii, evoluției și expresiei genelor lor  //  Cercetarea genomului. — 01-09-2012. — Vol. 22 , iss. 9 . - P. 1775-1789 . — ISSN 1549-5469 1088-9051, 1549-5469 . - doi : 10.1101/gr.132159.111 .
  23. ↑ Baikang Pei, Cristina Sisu, Adam Frankish, Cedric Howald, Lukas Habegger. Resursa pseudogenă GENCODE  // Biologia genomului. — 05-09-2012. - T. 13 , nr. 9 . - S. R51 . — ISSN 1474-760X . - doi : 10.1186/gb-2012-13-9-r51 .
  24. ↑ Mark B. Gerstein, Anshul Kundaje, Manoj Hariharan, Stephen G. Landt, Koon-Kiu Yan. Arhitectura rețelei umane de reglementare derivată din datele ENCODE   // Natura . — 2012-09. — Vol. 489 , iss. 7414 . — P. 91–100 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/nature11245 .
  25. ↑ David S. Gross, William T. Garrard. Situri hipersensibile la nuclează în cromatina  // Revizuirea anuală a biochimiei. - 1988-06-01. - T. 57 , nr. 1 . — S. 159–197 . — ISSN 0066-4154 . - doi : 10.1146/annurev.bi.57.070188.001111 .
  26. ↑ Fiodor D. Urnov. Remodelarea cromatinei ca ghid pentru rețelele de reglare transcripțională la mamifere  (fr.)  // Journal of Cellular Biochemistry. - 2003. - Vol. 88 , livr. 4 . — P. 684–694 . — ISSN 1097-4644 . - doi : 10.1002/jcb.10397 .
  27. ↑ Jason Ernst, Pouya Kheradpour, Tarjei S. Mikkelsen, Noam Shoresh, Lucas D. Ward. Cartografierea și analiza dinamicii stării cromatinei în nouă tipuri de celule umane   // Nature . — 2011-05. — Vol. 473 , iss. 7345 . — P. 43–49 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/nature09906 .
  28. ↑ Madeleine P. Ball, Jin Billy Li, Yuan Gao, Je-Hyuk Lee, Emily M. LeProust. Strategii țintite și la scară genomică pentru a dezvălui semnăturile de metilare genă-corp în celulele umane  //  Nature Biotechnology. — 2009-04. — Vol. 27 , iss. 4 . — P. 361–368 . — ISSN 1546-1696 . - doi : 10.1038/nbt.1533 .
  29. ↑ Alexander Meissner, Tarjei S. Mikkelsen, Hongcang Gu, Marius Wernig, Jacob Hanna. Hărți de metilare a ADN-ului la scară genomică a celulelor pluripotente și diferențiate  (engleză)  // Nature. — 2008-08. — Vol. 454 , iss. 7205 . — P. 766–770 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/nature07107 .
  30. ↑ Redirecționare . linkinghub.elsevier.com . Preluat: 10 noiembrie 2020.
  31. ↑ Maher B. Luptă pentru ENCODE și junk . Blog de știri . Nature Publishing Group (6 septembrie 2012).
  32. ↑ Kolata G. Departe de „junk”, ADN Dark Matter Proves Crucial pentru sănătate , The New York Times (5 septembrie 2012).
  33. ↑ Grigore TR. Mașina de hype media ENCODE . Genomicron (6 septembrie 2012).
  34. ↑ Graur D., Zheng Y., Price N., Azevedo RB, Zufall RA, Elhaik E. Despre nemurirea televizoarelor: „funcție” în genomul uman conform evangheliei fără evoluție a lui  ENCODE  // Genome Biol Evol : jurnal. - 2013. - Vol. 5 , nr. 3 . - P. 578-590 . - doi : 10.1093/gbe/evt028 . — PMID 23431001 .
  35. ↑ Moran L.A. Sandwalk: Despre sensul cuvântului „Funcție” . Sandwalk (15 martie 2013).
  36. ↑ Grigore TR. Critici ale ENCODE în reviste revizuite de colegi. „Genomicron (link indisponibil) . Genomicron (11 aprilie 2013). Consultat la 30 aprilie 2015. Arhivat din original pe 2 aprilie 2015. 
  37. ↑ White MA, Myers CA, Corbo JC, Cohen BA Testul de amplificator in vivo masiv paralel dezvăluie că caracteristicile extrem de locale determină funcția de reglare cis a vârfurilor ChIP-seq   // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : jurnal. - 2013. - iulie ( vol. 110 , nr. 29 ). - P. 11952-11957 . - doi : 10.1073/pnas.1307449110 . — PMID 23818646 .
  38. ↑ Mattick JS, Dinger ME Extinderea funcționalității în genomul uman  (nedefinită)  // Jurnalul HUGO. - 2013. - T. 7 , Nr. 1 . - S. 2 . - doi : 10.1186/1877-6566-7-2 .
  39. ↑ Nature Editorial. Formă și funcție   // Natura . - 2013. - 14 martie ( vol. 495 ). - P. 141-142 . - doi : 10.1038/495141b .
  40. ↑ Birney, Ewan CODIFICARE: Gândurile mele . Blogul lui Ewan: Bioinformatician în general (5 septembrie 2012).
  41. ↑ Timpson T. Debating ENCODE: Dan Graur, Michael Eisen . Mendelspod (5 martie 2013).
  42. ↑ Proiectul modENCODE: Model Organism ENCyclopedia Of DNA Elements (modENCODE) . Site-ul NHGRI . Recuperat la 13 noiembrie 2008.
  43. ↑ modENCODE Participanți și proiecte . Site-ul NHGRI . Recuperat la 13 noiembrie 2008.
  44. ↑ Berkeley Lab Life Sciences Awarded NIH Grants for Fruit Fly, Nematode Studies . Site-ul web al Laboratorului Național Lawrence Berkeley (14 mai 2007). Recuperat la 13 noiembrie 2008.
  45. ↑ modENCODE . Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman.
  46. ↑ Celniker S. Deblocarea secretelor genomului . Natura (11 iunie 2009).
  47. ↑ FactorBook
  48. ↑ Wang J. Factorbook.org: o bază de date bazată pe Wiki pentru datele de legare a factorilor de transcripție generate de consorțiul ENCODE . Cercetarea acidului nucleic (29 noiembrie 2012).

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii