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Identification de relations enhancer/gène dans les génomes animaux
Mestre Camille
Zouine Mohammed Djebali Sarah
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Plan
I. Contexte et définitions
II. Interactions spatiales
III. Ouverture de la chromatine
IV. Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
V. Conclusions et discussion
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Plan
I. Contexte et définitions
II. Interactions spatiales
III. Ouverture de la chromatine
IV. Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
V. Conclusions et discussion
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Contexte et définition
E P
Transcription
G
TSS
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Contexte et définition
Ouverture de la chromatine
Polymérase d’ARN
Transcription
E PG
TSS
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Contexte et définition
Ouverture de la chromatine
Polymérase d’ARN
Transcription
Lectures obtenues avec différentes techniques moléculaire
E PG
TSS
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Contexte et définition
Ouverture de la chromatine
Polymérase d’ARN
Transcription
Lectures obtenues avec différentes techniques moléculaire
Facteurs de transcription
E PG
TSS
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Terminologie
– Enhancer : un élément régulateur distant
– TSS : le départ de la transcription
– Promoteur : la région qui se situe à plus ou moins 1kb du TSS
– Dnase-seq : la mesure de l’ouverture de la chromatine
– RNA-seq : la mesure de la transcription
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Contexte et définition
Problématiques
– Est-il possible de constituer un ensemble de relations enhancer/gène de référence ?
– Les données d’ouverture de la chromatine et les données de transcription permettent-elles d’identifier les relations enhancer/gène ?
– Quelles sont les méthodes d’identification simples existantes ?
– Laquelle de ces méthodes est la plus fiable, la plus facile à mettre en œuvre et celle nécessitant le moins de données différentes ?
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Plan
I. Contexte et définitions
II. Interactions spatiales
III. Ouverture de la chromatine
IV. Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
V. Conclusions et discussion
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Interactions spatiales
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Interactions spatiales
Bouwman and de Laat. Genome biology, 16(1):154, 2015
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Interactions spatiales
14
Interactions spatiales
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Interactions spatialescHi-C in situ Hi-C ChIA-PET
Nombre de paires 1 618 000 9 448 113 561
Intrachromosomique 99,9 %1 617 904 100 %
88 %100 263
Taille d’intervalles (en bp)
930(de 5 à 11 000 000)
6 660(de 5 000 à 10 000)
880(de 10 à 23 000)
Inter intervalles (en bp) 315 000(de 10 à 191 000 000)
1 170 000(de 30 000 à 220 690 000)
850 000(de 5 à 227 000 000)
Interactions impliquant au moins un promoteur
99 %1 602 356
51,8 %4 896
95,3 %108 192
Score log(observé/attendu)Valeur observée, valeur
attendue, FDR Nombre de PET
Espèce/lignée cellulaire
Homme / GM12878
Référence
Mifsud et al., Mapping long-range promoter contacts in
human cells with high-resolution capture hi-c.
Rao et al., A3d map of the human genome at kilobase
resolution reveals principles of chromatin looping
Tang et al., Ctcf-mediated human 3d genome architecture reveals chromatin topology
for transcription
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Interactions spatiales
Interactions promoteurs/autres
Effet distance important
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Interactions spatiales
Interaction observée avec ChIA-PET
Interaction observée avec in situ Hi-C
Interaction observée avec cHi-C
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Interactions spatiales
Interaction observée avec ChIA-PET
Interaction observée avec in situ Hi-C
Interaction observée avec cHi-C
Groupement des interactions en composantes connexes
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Interactions spatiales
Intersection des trois techniques moléculaires : ChIA-PET, in situ Hi-C et cHi-C.
Toutes les interactions spatiales Interactions spatiales incluant au moins un promoteur
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Interactions spatiales
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Plan
I. Contexte et définitions
II. Interactions spatiales
III. Ouverture de la chromatine
IV. Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
V. Conclusions et discussion
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Ouverture de la chromatine
● 10 tissus et lignées cellulaires– GM12878– IMR 90– small_intestine– adrenal_gland– HepG2– stomach– heart– thymus– K562– H1-hESC
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Ouverture de la chromatine
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Ouverture de la chromatine
GM12878
IMR-90
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Ouverture de la chromatine
Robert E Thurman et al. Nature, 489(7414):75, 2012.
GM12878
IMR-90
Mise en forme des données
Normalisation des données
Identification des pics
promoteurs
Calcul de corrélation
Analyse des
résultats
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Ouverture de la chromatine
27
Ouverture de la chromatine
28
Ouverture de la chromatine
29
Ouverture de la chromatine
30
Ouverture de la chromatine
31
Ouverture de la chromatine
32
Ouverture de la chromatine
33
Ouverture de la chromatine
34
Ouverture de la chromatine
35
Ouverture de la chromatine
36
Ouverture de la chromatine
37
Plan
I. Contexte et définitions
II. Interactions spatiales
III. Ouverture de la chromatine
IV. Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
V. Conclusions et discussion
38
Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
GM12878
IMR-90
39
Mise en forme des données
Normalisation des données
Calcul de corrélation
Analyse des
résultats
Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
Mise en forme des données
Normalisation des donnéesDonnées
Dnase-
seq
Données
RNA-seq
GM12878
IMR-90
Nathan C. Sheffield et al., Genome research 23.5 (2013)
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Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
41
Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
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Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
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Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
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Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
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Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max. -0.99130 -0.14120 0.05920 0.05066 0.24290 1.00000
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Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
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Plan
I. Contexte et définitions
II. Interactions spatiales
III. Ouverture de la chromatine
IV. Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
V. Conclusions et discussion
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Conclusions et discussion
Merci de votre attention
Mestre Camille
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Interactions spatiales
Comparing gencode tss+-1kb with chromHMM promoter states
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Ouverture de la chromatine
Effet distance
Différence P et S
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Expression des gènes associée à l’ouverture de la chromatine
Écart-type/moyenne
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La suite du stage
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