マウスにおける遺伝的-エピジェネティック相互作用モデリングによる3Dゲノム構造の補完【JST・京大機械翻訳】

Kuffler, L.; Fortin, H. J.; Skelly, D. A.; Czechanski, A.; Munger, S. C.; Reinholdt, L. G.; Baker, C. L.; Carter, G. W.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202212062521467 整理番号：22P0314629

マウスにおける遺伝的-エピジェネティック相互作用モデリングによる3Dゲノム構造の補完【JST・京大機械翻訳】

Imputation of 3D genome structure by genetic-epigenetic interaction modeling in mice

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発行年： 2024年01月02日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2024年01月02日
JST資料番号： O7001B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

遺伝子発現は,局所遺伝的変異とDNAアクセシビリティの間の相互作用により影響されることが知られており,後者は三次元クロマチン構造に組織化されている。これらの相互作用の解析は,以前に制限され,それらの調節的状況,およびそれらがゲノムを通して起こる程度を,明らかにしている。ここでは,遺伝的に多様な集団におけるこれら相互作用のゲノムスケール分析を行い,全体的遺伝的エピジェネティック相互作用を系統的に同定し,クロマチン構造により課される制約を明らかにした。Diversity Outbredマウス由来の胚性幹細胞を用いて,遺伝子型ごとの遺伝子型相互作用の程度と構造を確立した。このマウス集団は8つの近交系創始者から数百万の変異体を分離し,広範な遺伝子型と表現型多様性を持つ正確な遺伝的マッピングを可能にする。遺伝子型,遺伝子発現,および開放クロマチンに対してプロファイル化された176のサンプルを用いて,著者らはゲノムワイド規模での遺伝的-エピジェネティック相互作用を推定するために回帰モデリングを使用した。著者らの結果は,遺伝的変異体とクロマチンアクセシビリティの間の統計的相互作用がゲノムを通して一般的であることを示した。これらの相互作用は影響を受けた遺伝子の局所領域内で生じ,この局所性はトポロジー関連ドメイン(TADs)に対応することを見出した。相互作用の尤度は,線形DNA配列よりむしろ3次元(3D)ドメイン構造によって最も強く定義された。安定な3Dゲノム構造は調節要素の探索を導く効果的なツールであり,逆に遺伝的に多様な集団における調節要素が3Dゲノム構造を推論する手段を提供することを示した。著者らは,この知見を,近交系創始者マウスにおける株特異的結合を明らかにしたCTCF ChIP-seqで確認した。幹細胞において,最も有意な回帰モデルに関与するオープンクロマチンは,発生遺伝子およびTAD形成CTCF結合複合体に対する濃縮を示し,初期発達中に操作するTAD境界の移動の統計的推論の機会を提供する。これら所見は,遺伝的および後成的因子が3次元クロマチン構造との関連で作用する証拠を示す。【JST・京大機械翻訳】

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遺伝子発現

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