学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

结合TFBS信息的DNA甲基化转录调控建模

作　者: 彭龙涛
导　师: 王亚东
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: DNA甲基化转录因子结合位点基因表达转录调控生物信息学
分类号: Q75
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 21次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

DNA甲基化现象是最早发现的，最重要的表观遗传学现象之一。DNA甲基化现象普遍被观测到参与基因的调控过程，与生物体的生长，发育息息相关。甲基化还与各种疾病有密切联系。许多至今仍令现代医学者举步维艰的疑难疾病，包括各类的癌症和部分的免疫性疾病，都伴随着部分基因DNA甲基化程度的非正常性升高和降低。随着甲基化测量和各种生物信息技术的向前发展，探讨研究DNA甲基化是如何影响基因表达的实验条件逐渐成熟。本课题从结合转录因子信息建立DNA甲基化与基因表达的调控模型出发，首先设计实现了基于转录因子motif信息的TFBS定位信息的计算以及motif的聚类去冗余，并对DNA甲基化与转录因子结合的关联关系进行了探索。发现DNA甲基化对不同转录因子的结合影响不同，只有部分的转录因子对其结合位点附近序列的甲基化程度敏感，且较大区域的甲基化程度都与转录因子的结合相关。同时还发现那些对甲基化信息敏感的转录因子，使用DNA甲基化信息指导TFBS的预测可以在几乎不降低召回率的同时大大提高准确率。最后完成了以转录因子为核心的连接DNA甲基化与基因表达模型（TDMEM模型）的构建，并基于该模型设计了一系列相关实验证明了甲基化对基因表达存在调控作用，且该调控作用随着基因的不同而不同，与基因启动子区的转录因子的种类和数量密切相关。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-15
  1.1 课题背景及研究意义  8-10
    1.1.1 课题背景  8-10
    1.1.2 课题研究的目的及意义  10
  1.2 国内外相关研究发展现状  10-13
  1.3 本文的主要工作  13-15
第2章基于 motif 信息的 TFBS 的定位和去冗余  15-27
  2.1 引言  15-16
  2.2 motif 及位置权重矩阵  16-17
  2.3 使用位置权重矩阵在全基因组范围内进行 TFBS 预测的方法  17-22
    2.3.1 序列与位置权重矩阵匹配得分的计算  18-20
    2.3.2 得分阈值的设定  20-21
    2.3.3 定位 TFBS 的方法流程  21-22
  2.4 基于位置权重矩阵的转录因子去冗余  22-26
    2.4.1 motif 相似性计算及聚类特征的获取  22-24
    2.4.2 图的最大团分解结果子图个数的简单估计  24-25
    2.4.3 转录因子 motif 的聚类实现  25-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章 DNA 甲基化对转录因子结合影响的实验和分析  27-39
  3.1 引言  27
  3.2 转录因子的 CHIP-seq 数据简介  27-28
  3.3 数据准备  28-31
    3.3.1 全基因组 TFBS 的定位  29
    3.3.2 TFBS 附近区域 DNA 甲基化平均值的计算  29-30
    3.3.3 不完整的甲基化数据能否保持实验样本的无偏性的讨论  30-31
  3.4 转录因子结合与 DNA 甲基化的相关性实验和分析  31-37
    3.4.1 CHIP-seq 数据给出的 TFBS 的甲基化情况分析  31-35
    3.4.2 通过位置权重矩阵预测出的 TFBS 的甲基化情况分析  35-37
  3.5 本章小结  37-39
第4章结合 TFBS 信息的 DNA 甲基化调控基因表达模型设计及实现  39-54
  4.1 引言  39
  4.2 TDMEM 模型的设计  39-43
    4.2.1 DNA 甲基化对转录因子的调控模型设计  39-41
    4.2.2 转录因子对基因表达的模型选择  41-42
    4.2.3 模型整合  42-43
  4.3 组织间基因表达差异的拟合  43-44
  4.4 TDMEM 模型的应用及生物结论  44-53
    4.4.1 拟合数据的前期处理  45-46
    4.4.2 甲基化影响基因表达的功能验证  46-48
    4.4.3 TFBS 对甲基化调控基因表达通路的重要影响的验证  48-50
    4.4.4 TFBS 对甲基化调节基因表达的不同影响的预测  50-53
  4.5 本章小结  53-54
结论  54-55
参考文献  55-59
攻读硕士学位期间发表的论文  59-61
致谢  61

结合TFBS信息的DNA甲基化转录调控建模

内容摘要

全文目录

相似论文