Name: 유전자 및 조직 특이적 인핸서를 선택하기 위한 웹 기반 워크플로우 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-07-18T13:10:10.000+00:00
Duration: 8 min 12 s
Description: 학습하세요 웹 기반 도구를 활용한 유전자 및 조직 특이적 인핸서 식별 방법을. 공개 히스톤 마크와 Hi-C 데이터를 사용하여 코딩 없이 TBX5 심장 유전자의 21개 인핸서를 발견할 수 있습니다.

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<ol><li>Barral, A., Déjardin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+chromatin+signatures+of+enhancers+and+their+dynamic+regulation%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleus%22%5BJournal%5D)">The chromatin signatures of enhancers and their dynamic regulation.</a> Nucleus. 14 (1), 2160551(2023).</li>
<li>Pennacchio, L. A., Bickmore, W., Dean, A., Nobrega, M. A., Bejerano, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancers%3A+five+essential+questions%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Genet%22%5BJournal%5D)">Enhancers: five essential questions.</a> Nat Rev Genet. 14 (4), 288-295 (2013).</li>
<li>Kleinjan, D. A., van Heyningen, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-range+control+of+gene+expression%3A+emerging+mechanisms+and+disruption+in+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Hum+Genet%22%5BJournal%5D)">Long-range control of gene expression: emerging mechanisms and disruption in disease.</a> Am J Hum Genet. 76 (1), 8-32 (2005).</li>
<li>Kvon, E. Z., Waymack, R., Gad, M., Wunderlich, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancer+redundancy+in+development+and+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Genet%22%5BJournal%5D)">Enhancer redundancy in development and disease.</a> Nat Rev Genet. 22 (5), 324-336 (2021).</li>
<li>Smith, E., Shilatifard, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancer+biology+and+enhanceropathies%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Struct+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Enhancer biology and enhanceropathies.</a> Nat Struct Mol Biol. 21 (3), 210-219 (2014).</li>
<li>Sur, I., Taipale, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+enhancers+in+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Cancer%22%5BJournal%5D)">The role of enhancers in cancer.</a> Nat Rev Cancer. 16 (8), 483-493 (2016).</li>
<li>Panigrahi, A., O'Malley, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+enhancer+action%3A+the+known+and+the+unknown%5BTitle%5D)+AND+%22Genome+Biol%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of enhancer action: the known and the unknown.</a> Genome Biol. 22 (1), 108(2021).</li>
<li>Bulger, M., Groudine, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+and+mechanistic+diversity+of+distal+transcription+enhancers%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Functional and mechanistic diversity of distal transcription enhancers.</a> Cell. 144 (3), 327-339 (2011).</li>
<li>Krivega, I., Dean, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancer+and+promoter+interactions-long+distance+calls%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Genet+Dev%22%5BJournal%5D)">Enhancer and promoter interactions-long distance calls.</a> Curr Opin Genet Dev. 22 (2), 79-85 (2012).</li>
<li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chromatin+connectivity+maps+reveal+dynamic+promoter-enhancer+long-range+associations%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Chromatin connectivity maps reveal dynamic promoter-enhancer long-range associations.</a> Nature. 504 (7479), 306-310 (2013).</li>
<li>Fang, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+of+long-range+chromatin+interactions+by+proximity+ligation-assisted+ChIP-seq%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Res%22%5BJournal%5D)">Mapping of long-range chromatin interactions by proximity ligation-assisted ChIP-seq.</a> Cell Res. 26 (12), 1345-1348 (2016).</li>
<li>Park, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ChIP-seq%3A+advantages+and+challenges+of+a+maturing+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Genet%22%5BJournal%5D)">ChIP-seq: advantages and challenges of a maturing technology.</a> Nat Rev Genet. 10 (10), 669-680 (2009).</li>
<li>Thurman, R. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+accessible+chromatin+landscape+of+the+human+genome%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The accessible chromatin landscape of the human genome.</a> Nature. 489 (7414), 75-82 (2012).</li>
<li>Heintzman, N. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distinct+and+predictive+chromatin+signatures+of+transcriptional+promoters+and+enhancers+in+the+human+genome%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Genet%22%5BJournal%5D)">Distinct and predictive chromatin signatures of transcriptional promoters and enhancers in the human genome.</a> Nat Genet. 39 (3), 311-318 (2007).</li>
<li>Visel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ChIP-seq+accurately+predicts+tissue-specific+activity+of+enhancers%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">ChIP-seq accurately predicts tissue-specific activity of enhancers.</a> Nature. 457 (7231), 854-858 (2009).</li>
<li>Belton, J. -M., McCord, R. P., Gibcus, J. H., Naumova, N., Zhan, Y., Dekker, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hi-C%3A+a+comprehensive+technique+to+capture+the+conformation+of+genomes%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">Hi-C: a comprehensive technique to capture the conformation of genomes.</a> Methods. 58 (3), 268-276 (2012).</li>
<li>de Wit, E., de Laat, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+decade+of+3C+technologies%3A+insights+into+nuclear+organization%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Dev%22%5BJournal%5D)">A decade of 3C technologies: insights into nuclear organization.</a> Genes Dev. 26 (1), 11-24 (2012).</li>
<li>Gao, T., Qian, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EnhancerAtlas+2.0%3A+an+updated+resource+with+enhancer+annotation+in+586+tissue%2Fcell+types+across+nine+species%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">EnhancerAtlas 2.0: an updated resource with enhancer annotation in 586 tissue/cell types across nine species.</a> Nucleic Acids Res. 47 (D1), D117-D123 (2019).</li>
<li>Erwin, G. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrating+diverse+datasets+improves+developmental+enhancer+prediction%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Comput+Biol%22%5BJournal%5D)">Integrating diverse datasets improves developmental enhancer prediction.</a> PLoS Comput Biol. 10 (6), e1003677(2014).</li>
<li>Heintzman, N. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histone+modifications+at+human+enhancers+reflect+global+cell-type-specific+gene+expression%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Histone modifications at human enhancers reflect global cell-type-specific gene expression.</a> Nature. 459 (7243), 108-112 (2009).</li>
<li>Spicuglia, S., Vanhille, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chromatin+signatures+of+active+enhancers%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleus%22%5BJournal%5D)">Chromatin signatures of active enhancers.</a> Nucleus. 3 (2), 126-131 (2012).</li>
<li>Borsari, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancers+with+tissue-specific+activity+are+enriched+in+intronic+regions%5BTitle%5D)+AND+%22Genome+Res%22%5BJournal%5D)">Enhancers with tissue-specific activity are enriched in intronic regions.</a> Genome Res. 31 (8), 1325-1336 (2021).</li>
<li>Smemo, S., Campos, L. C., Moskowitz, I. P., Krieger, J. E., Pereira, A. C., Nobrega, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulatory+variation+in+a+TBX5+enhancer+leads+to+isolated+congenital+heart+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Mol+Genet%22%5BJournal%5D)">Regulatory variation in a TBX5 enhancer leads to isolated congenital heart disease.</a> Hum Mol Genet. 21 (14), 3255-3263 (2012).</li>
<li>Boogerd, C. J., Evans, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TBX5+and+NuRD+divide+the+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Cell%22%5BJournal%5D)">TBX5 and NuRD divide the heart.</a> Dev Cell. 36 (3), 242-244 (2016).</li>
<li>Dickel, D. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genome-wide+compendium+and+functional+assessment+of+in+vivo+heart+enhancers%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Genome-wide compendium and functional assessment of in vivo heart enhancers.</a> Nat Commun. 7 (1), 12923(2016).</li>
<li>Pennacchio, L. A., Visel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Limits+of+sequence+and+functional+conservation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Genet%22%5BJournal%5D)">Limits of sequence and functional conservation.</a> Nat Genet. 42 (7), 557-558 (2010).</li>
<li>Local, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+H3K4me1-associated+proteins+at+mammalian+enhancers%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Genet%22%5BJournal%5D)">Identification of H3K4me1-associated proteins at mammalian enhancers.</a> Nat Genet. 50 (1), 73-82 (2018).</li>
<li>Creyghton, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histone+H3K27ac+separates+active+from+poised+enhancers+and+predicts+developmental+state%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Histone H3K27ac separates active from poised enhancers and predicts developmental state.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (50), 21931-21936 (2010).</li>
<li>Visel, A., Minovitsky, S., Dubchak, I., Pennacchio, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((VISTA+Enhancer+Browser-a+database+of+tissue-specific+human+enhancers%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">VISTA Enhancer Browser-a database of tissue-specific human enhancers.</a> Nucleic Acids Res. 35 (Database), D88-D92 (2007).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>컴퓨터 워크스테이션</td><td>해당 사항 없음</td><td>해당 사항 없음</td><td>웹 브라우저 지원 컴퓨터, Windows/Mac/Linux 운영 체제</td></tr><tr><td>4DN 데이터 포털</td><td>4DN 데이터 포털</td><td>https://data.4dnucleome.org/</td><td></td></tr><tr><td>은하</td><td>은하</td><td>https://usegalaxy.org/published/history?id=aff5db4e07064445</td><td></td></tr><tr><td>기피</td><td>기피</td><td>https://github.com/Ramialison-Lab/EnhancerWorkflow</td><td></td></tr><tr><td>비스타&nbsp;</td><td>VISTA 심장 강화제 브라우저</td><td>https://portal.nersc.gov/dna/RD/heart/</td><td></td></tr></tbody></table>

유전자 및 조직 특이적 인핸서를 선택하기 위한 웹 기반 워크플로우

A Web-Based Workflow for Selecting Gene- and Tissue-Specific Enhancers

제시된 프로토콜의 사용을 설명하기 위해 인간 심장의 TBX5 유전자를 조사하고 H3K4me1, H3K27ac 및 Hi-C 데이터를 포함하는 포괄적인 워크플로우를 사용하여 TBX5 관련 인핸서를 탐색했습니다. TBX5 는 4개의 방(four chambers)의 형성과 중격 분리(septum separation24)를 포함하여 사지와 심장의 발달에 기여하는 유전자입니다. 이 유전자의 돌연변이는 홀트-오람 증후군(Holt-Oram syndrome, HOS)의 주요 원인이며, 이는 사지 기형과 중격 결손(septum defectum)을 포함한 선천성 심장 질환(CHD)을 유발한다24. TBX5 관련 심장 강화제의 돌연변이는 CHD24에 결정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이전 연구에서는 인간 심장 특이적 조직에서 3가지 알려진 TBX5 인핸서, 즉 "Enhancer 2", "Enhancer 9" 및 "Enhancer 16"(보충 파일 2)을 발견했으며, 이는 형질전환 마우스23에서 비교 표현형을 갖는 것으로 입증되었습니다.
TBX5 유전자 자리에서 추정 인핸서를 회수하기 위해 인간에서 TBX5의 다운스트림과 업스트림에 있는 두 개의 측면 유전자인 RBM19와 TBX3 사이의 H3K4me1 및 H3K27ac 농축 영역을 조사했습니다(그림 1 및 그림 2). 심장 특이적 강화인자를 식별하기 위해 심장 근육 세포를 선택했습니다. 추정되는 TBX5 심장 증강 부위를 좌표(chr12: start-end)로 검색하고, H3K4me1 및 H3K27ac 관련 부위 22개를 식별했습니다(그림 3 및 보충 파일 3). 추정되는 TBX5 심장 강화제는 EnsEMBL 게놈 데이터베이스에서 4DNucleome 데이터베이스에 보관된 Hi-C 데이터를 상호 참조하기 위해 검색되었습니다(그림 4). 이는 잠재적 인핸서와 TBX5 심장 프로모터 사이의 가능한 상호 작용을 측정하기 위해 수행되었습니다. 여기에 기술된 프로토콜에 따라, 22개의 게놈 영역 중 21개가 심장 근육 세포에서 TBX5 프로모터(chr12: 114400143-114410103)와 상호 작용하는 것으로 확인되었다(보충 파일 4). 프로모터와 물리적 상호작용이 없는 영역이 하나 있었습니다(그림 4, 단계 4.8). 마지막으로, 우리는 이 프로토콜을 생물학적으로 검증된 인핸서 및 심장 인핸서의 현재 골드 스탠다드 데이터베이스인 VISTA Cardiac Enhancers Browser와 비교한 결과, 현재 데이터베이스에 포착되지 않은 추가 인핸서를 밝혔습니다25.
여기에 제시된 프로토콜로 검색된 21개의 TBX5 인핸서를 기존 데이터베이스와 교차 비교했습니다. VISTA Cardiac Enhancer Browser(Supplementary File 5)에서 4개의 TBX5 인핸서를 검색했습니다25. VISTA에서 식별된 4개의 심장 강화제 중 3개의 강화제인 hs2329, mm1282 및 m370은 이 웹 기반 강화제 감지 프로토콜에 의해 식별된 영역과 중복되었습니다(그림 5). 예측된 각 인핸서는 이전에 실험적으로 검증된 인핸서 Smemo et al.23, Enhancer 2 (chr12:114025907-114026275, GRCh38) 및 Enhancer 16 (chr12:114415466-114420433, GRCh38)과 게놈 영역을 공유했지만, Enhancer 9 (chr12:114263402-114266886, GRCh38)와 중복되지 않았습니다. VISTA로 확인된 인핸서 중 하나인 hs498은 해당 영역이 H34Kme1 마크와 부분적으로 겹쳤음에도 불구하고 이 프로토콜 또는 Smemo et al.의 실험적으로 검증된 인핸서23(그림 5)에 의해 예측된 인핸서와 겹치지 않았습니다. 마찬가지로, Enhancer 9는 이 파이프라인에 의해 예측된 Enhancers와 겹치지 않았지만 H3K4me1 마크와 연관되어 있었습니다(그림 5).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66840/66840fig1.jpg"> 
그림 1: EnsEMBL 게놈 브라우저에서 GoI를 찾기 위한 단계별 가이드. 사용자는 먼저 EnsEMBL 홈페이지(1.1)를 열고 종(Human)을 선택한 다음 검색창에 유전자를 입력합니다(1.2-1.3). 결과 목록에서 적절한 유전자 ID(1.4)가 선택되고 유전자 요약 페이지가 열립니다. 그런 다음 사용자는 Region in Detail 하이퍼링크(1.5)를 클릭하여 인접 요소 및 조절 기능을 포함하여 GoI를 둘러싼 게놈 영역을 시각화합니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66840/66840fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66840/66840fig2.jpg"> 
그림 2: EnsEMBL Genome Browser를 사용하여 GoI 주변의 인핸서 검출 영역 정의. 인핸서 검출 영역을 정의하려면 유전자가 병합된 EnsEMBL/Havana 주석으로 표시된 짙은 노란색 블록으로 표시되는 GENCODE 트랙의 Basic Gene Annotations 를 사용하여 GoI 옆에 있는 두 개의 인접 유전자를 식별합니다. 각 유전자의 전사 방향은 유전자 이름(2.1) 옆에 화살촉(&lt; 또는 &gt;)으로 표시됩니다. 인접 유전자 사이의 intergenic region을 선택하려면 관심 영역을 클릭하고 드래그한 다음 팝업 상자에서 Jump to region(영역으로 이동 )을 선택하여 확대합니다(2.2). 규정 또는 인핸서 관련 주석을 추가하려면 트랙 추가/제거 (2.3)를 클릭합니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66840/66840fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66840/66840fig3v2.jpg"> 
그림 3: EnsEMBL Genome Browser를 사용한 인핸서 검출 영역에서 히스톤 변형 트랙 구성. 왼쪽 도구 모음에서 이 페이지 구성 (3.1)을 클릭하여 트랙 구성 패널에 액세스하고 규정 섹션(3.2) 아래의 "세포/조직별 활동"으로 이동합니다. 열린 탭에서 "실험" 섹션(3.3)을 선택하고 세포/조직 검색 창을 사용하여 관심 조직(심장 근육 세포)을 찾아 선택합니다(3.4). 히스톤 마크 패널(3.5)에서 H3K4me1 및 H3K27ac를 활성 인핸서 마크로, H3K4me3를 프로모터 마크로 활성화한 다음 "트랙 디스플레이 구성"(3.6)을 클릭합니다. 트랙 선택을 확인한 후 "트랙 보기"(3.7)를 클릭하여 게놈 뷰어로 돌아갑니다. 히스톤 마크 피크는 이제 검출 영역(3.8)에서 해당 조직 레이블(노란색: H3K4me1, 파란색: H3K27ac 및 주황색: H3K4me3) 아래에 컬러 블록으로 표시됩니다. "Hists &amp; Pols" 팝업은 염기쌍(chr:start-end)으로 영역의 게놈 좌표를 포함하며, 다운스트림 분석을 위해 복사 및 저장할 수 있습니다. "Hists &amp; Pols" 팝업은 트랙에서 색상이 지정된 요소를 클릭하면 나타납니다. 팝업에는 염기쌍(예: 프로모터 영역의 경우 chr12:11443450-114451611)으로 영역의 게놈 좌표가 포함되어 있으며, 다운스트림 분석(3.8)을 위해 복사 및 저장할 수 있습니다. 마찬가지로, 후보 인핸서를 추출하려면 트랙 전체에 걸쳐 피크와 박스의 수직 정렬에서 볼 수 있듯이 H3K4me1 및 H3K27ac 피크가 겹치는 영역의 우선 순위를 지정합니다(3.9). 겹치는 영역은 상자를 클릭하거나 정렬된 피크를 가로질러 수동으로 클릭하여 드래그하여 영역을 정의할 수 있습니다(예: 활성 후보 영역의 경우 chr12:114400143-114410103). 팝업에 표시된 좌표는 다운스트림 유효성 검사 또는 시각화를 위해 BED 형식으로 저장해야 합니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66840/66840fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66840/66840fig4v2.jpg"> 
그림 4: 4D Nucleome Data Portal의 Hi-C 히트맵을 사용한 promoter-enhancer 염색질 상호 작용 시각화. 4D Nucleome Data Portal 홈페이지에는 유기체별로 사용 가능한 실험 유형을 요약한 누적 막대 차트가 표시됩니다. 인간 샘플에 대한 "in situ Hi-C" 데이터 세트는 막대의 해당 섹션(4.1)을 클릭하여 선택합니다. 관련 데이터 세트의 필터링된 목록이 표시됩니다. 심장 근아세포로 분화된 H9 세포에서 파생된 Hi-C 데이터 세트가 선택됩니다(4.2). 선택한 데이터셋(4.3)은 데이터 탐색 버튼(4.4)을 통해 HiGlass 브라우저에서 열립니다. 관심 게놈 영역은 좌표 상자(4.5)에 입력되고 접촉 매트릭스는 색상 스케일링된 히트맵으로 렌더링됩니다. 어두운 색상(짙은 빨간색에서 검은색)은 더 강한 염색질 접촉 빈도를 나타내고 더 밝은 색상(흰색에서 주황색)은 더 약한 상호 작용을 나타냅니다. 수평 규칙은 프로모터 좌표에 배치되고 수직 규칙은 실험적으로 검증된 3개의 제어 인핸서(4.6)의 위치에 그려집니다. 이러한 교차점은 promoter-enhancer 접촉(4.7) 중에서 가장 강한 가시 신호(가장 어두운 색상)에 의해 설정되는 엄격한 상호 작용 임계값을 정의하는 데 사용됩니다. 후보 H3K27ac 및 H3K4me1 표시 인핸서의 위치에서 추가 수직 규칙이 그려집니다(3.8단계에서). promoter-enhancer 교차점이 임계값과 같거나 어두운 후보는 유지되는 반면 신호가 약한 후보(더 밝은 색상 사각형)는 제외됩니다(4.8). 유지된 좌표는 수동으로 추출되어 다운스트림 분석을 위해 BED 형식으로 저장됩니다. (a. 인핸서 2, b. 인핸서 9 및 c. 인핸서 16) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66840/66840fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66840/66840fig5.jpg"> 
그림 5: 예측된 TBX5 인핸서의 게놈 브라우저 보기와 VISTA 검증 심장 인핸서 및 대조군 인핸서와 비교. 게놈 브라우저 스냅샷은 웹 기반 프로토콜에 의해 검색된 예측된 인핸서(아래)와 VISTA 검증 인핸서(위) 및 실험적으로 검증된 제어 인핸서(가운데)를 비교하여 인핸서 검색 범위(STEP 2)를 표시합니다. 메인 패널에는 심장 근육 세포 특이적 H3K4me1(노란색), H3K27ac(파란색) 및 H3K4me3 피크(주황색)를 포함하여 주석이 달린 조절 요소가 있는 전체 게놈 자리가 표시됩니다. 세 개의 확대된 그림은 프로토콜, VISTA 및 제어 향상기에 의해 검색된 정렬을 캡처합니다. Control Enhancers와의 중복은 빨간색 상자로 표시됩니다. 각 하위 영역에 대한 좌표는 아래쪽 브라우저 패널에 표시됩니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66840/66840fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
표 1: 연구에 사용된 데이터. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66840/Table%201.xlsx" target="_blank">이 표를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
표 2: 연구에 사용된 웹 기반 도구. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66840/Table%202.xlsx" target="_blank">이 표를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 1: EnsEMBL Genome Browser에 대한 문제 해결 지침. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66840/Supplementary%20File%201.docx" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 2: GRCh38 형식의 BED 파일, 실험적으로 검증된 TBX5 심장 조절 강화제23. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66840/Supplementary%20File%202.bed" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 3: GRCh38 형식의 BED 파일, STEP3에 의해 Ensembl에서 검색된 TBX5 심장 강화제. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66840/Supplementary%20File%203.bed" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 4: GRCh38 형식의 BED 파일, Ensembl에서 STEP4에 의해 검색된 TBX5 심장 강화제. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66840/Supplementary%20File%204.bed" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 5: GRCh38 형식의 BED 파일, VISTA 심장 강화제 브라우저25에서 검색된 TBX5 심장 강화제. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66840/Supplementary%20File%205.bed" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>

Enhancers are DNA regions that regulate gene expression. Mutations within enhancers can result in abnormal gene regulation leading to disease. Therefore, ...

a-web-based-workflow-for-selecting-gene-and-tissue-specific-enhancers

Research

JoVE Journal

Genetics

이 작업에서는 활성 인핸서를 식별하고 실험적으로 검증하는 방법에 대한 실험적 워크플로를 제공합니다.

예측 및 유전자 규제 요소의 검증은 레티노 산 유도 배아 동안 활성화 된 세포 분화 줄기

DNA 시퀀스 데이터와는 달리 epigenomic 데이터 쉽게 텍스트 기반 검색을 복종 하지는. 업그레이드 된 버전의 GeNemo, 웹 기반 생물 정보학 도구를 사용 하 여 유사성 백과 사전의 DNA 요소를 포함 하 여 사용할 수 있는 온라인 데이터베이스를 비교 하는 epigenomic 데이터에 대 한 패턴 기반 검색을 수행 하는 절차는 여기에 제시 된 사용자의 데이터입니다.

GeNemo를 사용 하 여 Epigenomic 데이터의 패턴 기반 검색

이 프로토콜 설계 및 다중화 비활성화 융해 단백질 SID4X-dCas9-리아로 알려진 또한 증강 간섭 (증강 인자-i)와 강화의 대상으로 수행 하는 데 필요한 단계를 설명 합니다. 이 프로토콜 유전자 발현을 조절 하는 강화의 식별을 가능 하 게 일반적인 대상 유전자 규제 강화 간의 관계의 해 부를 촉진 한다.

증강 기능 다중 CRISPR 기반 증강 간섭 셀 라인에서의 해 부

이 프로토콜은 살아있는 동물 또는 향상 된 락 진압 및 tet 활성 시스템을 사용 하 여 셀에 있는 관심사의 내 생 유전자의 녹음 방송을 통제 될 수 있다 조건에 따라 모델 시스템을 생성 하는 데 필요한 단계를 설명 합니다.

Vivo 내 인 성 유전자 발현의 조작에 대 한 원격 제어 시스템의 응용 프로그램에서

우리는 배아 줄기 세포에서 생성된 배아 체에서 높은 처리량 시퀀싱에 이어 정량적 염색체 형성 캡처의 적용을 보고합니다. 이 기술은 배아 줄기 세포 분화 동안 주어진 유전자의 putative 강화제와 프로모터 영역 사이의 접촉을 식별하고 정량화할 수 있습니다.

정량적 염색체 형성(4C)에 의한 배아체에서 증강-프로모터 접촉 식별

이 프로토콜은 새로운 rAAV 기반 과도 인핸서-리포터 분석을 설명합니다. 이 분석은 마우스 뇌 에서 생체내에서 인핸서 구동 발현을 유도하는데 사용될 수 있다.

마우스 뇌 에서 생체 내 인핸서 기반 발현 구조체의 AAV 배포

여기에서는 높고, 장기적이며, 안정적이며, 표적 침묵 효율이 높고 게놈 전체, 표적 외 활성이 낮은 조작된 전사 억제제(ETR)의 시험관 내 선택을 위한 프로토콜을 제시합니다. 이 워크플로우를 통해 후보 ETR의 초기 복잡한 레퍼토리를 짧은 목록으로 줄일 수 있으며, 이는 치료적으로 관련된 환경에서 추가 평가에 적합합니다.

In Vitro (시험관 ) 표적 후성유전학적 침묵을 위한 엔지니어링된 전사 억제제 선택

유전자 발현은 유전자 프로모터와 원위 조절 요소의 상호작용에 의해 조절된다. 여기서는 낮은 입력 Capture Hi-C(liCHi-C)를 통해 이전에는 측정할 수 없었던 희귀 세포 유형에서 이러한 상호 작용을 식별할 수 있는 방법을 설명합니다.

희소한 세포 집단에서 프로모터 중심의 시공간 게놈 구조를 연구하기 위한 통합 워크플로우An Integrated Workflow to Study the promoter-centic spatio-temporal genome architecture in Scarce Cell Populations

이 프로토콜은 초기 인핸서 전사체를 정량화하기 위한 간소화된 계산 파이프라인을 제공합니다. 염색질 접근성, 염색질 특징 및 전사 데이터를 통합함으로써 복잡한 유전자 내 영역에서 인핸서 활성에 대한 정확한 검출 및 가닥 특이적 분석을 가능하게 하는 동시에 광범위한 생물정보학 교육 없이도 연구자가 접근할 수 있습니다.

마우스 배아 줄기 세포에서 유전자 간/유전자 내 인핸서 RNA 정량화를 위한 계산 파이프라인

우리는 단일 포유류 세포를 분류하고 각 세포에서 최대 96개의 관심 대상 유전자의 발현을 정량화하는 방법을 설명합니다. 이 방법에는 절대 전사체 수를 추정할 수 있도록 내부 qPCR 표준을 사용하는 것이 포함됩니다.

내부 기준에 FACS 및 qPCR에 사용 단일 세포 유전자 발현 프로파일 링

학습하세요 웹 기반 도구를 활용한 유전자 및 조직 특이적 인핸서 식별 방법을. 공개 히스톤 마크와 Hi-C 데이터를 사용하여 코딩 없이 TBX5 심장 유전자의 21개 인핸서를 발견할 수 있습니다.

유전자 및 조직 특이적 인핸서를 선택하기 위한 웹 기반 워크플로우

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