Name: a novel bayesian change-point algorithm for genome-wide analysis of diverse chipseq data types
Uploaded: 2012-12-10T12:00:00
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STARR財団賞（MQZ）、NIHの助成金ES017166（MQZ）、NSFの助成DMS0906593（HX）。

1。 BCPの解析用の入力ファイルを準備する<ol><li>優先短い読み取りアラインメントソフトウェアを使用して、適切なリファレンスゲノムに実行（ChIPと入力ライブラリ）シークエンシングから生産読み取るショートの位置を合わせます。マップされた場所は、拡張可能なデータ（BED）形式13（UCSCゲノムブラウザ、6カラムブラウザに変換する必要があります<a href="http://genome.ucsc.edu/" targ...

<ol>
	<li>Park, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ChIP-seq:+advantages+and+challenges+of+a+maturing+technology.">ChIP-seq: advantages and challenges of a maturing technology.</a> Nat. Rev. Genet. 10, 669-680 (2009).</li><li>Barski, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+profiling+of+histone+methylations+in+the+human+genome.">High-resolution profiling of histone methylations in the human genome.</a> Cell. 129, 823-837 (2007).</li><li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Model-based+Analysis+of+ChIP-Seq+(MACS).">Model-based Analysis of ChIP-Seq (MACS).</a> Genome Biol. 9, R137 (2008).</li><li>Zang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+clustering+approach+for+identification+of+enriched+domains+from+histone+modification+ChIP-Seq+data.">A clustering approach for identification of enriched domains from histone modification ChIP-Seq data.</a> Bioinformatics. 25, 1952-1958 (2009).</li><li>Jothi, R., Cuddapah, S., Barski, A., Cui, K., Zhao, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+identification+of+in+vivo+protein-DNA+binding+sites+from+ChIP-Seq+data.">Genome-wide identification of in vivo protein-DNA binding sites from ChIP-Seq data.</a> Nucleic Acids Res. 36, 5221-5231 (2008).</li><li>Qin, Z. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HPeak:+an+HMM-based+algorithm+for+defining+read-enriched+regions+in+ChIP-Seq+data.">HPeak: an HMM-based algorithm for defining read-enriched regions in ChIP-Seq data.</a> BMC Bioinformatics. 11, 369 (2010).</li><li>Song, Q., Smith, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identifying+dispersed+epigenomic+domains+from+ChIP-Seq+data.">Identifying dispersed epigenomic domains from ChIP-Seq data.</a> Bioinformatics. 27, 870-871 (2011).</li><li>Spyrou, C., Stark, R., Lynch, A. G., Tavar&#233;, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BayesPeak:+Bayesian+analysis+of+ChIP-seq+data.">BayesPeak: Bayesian analysis of ChIP-seq data.</a> BMC Bioinformatics. 10, 299 (2009).</li><li>Lai, T., Xing, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+Bayesian+approach+to+multiple+change-points.">A simple Bayesian approach to multiple change-points.</a> Statistica Sinica. , (2011).</li><li>Robertson, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+profiles+of+STAT1+DNA+association+using+chromatin+immunoprecipitation+and+massively+parallel+sequencing.">Genome-wide profiles of STAT1 DNA association using chromatin immunoprecipitation and massively parallel sequencing.</a> Nat. Methods. 4, 651-657 (2007).</li><li>Stitzel, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+epigenomic+analysis+of+primary+human+pancreatic+islets+provides+insights+into+type+2+diabetes+susceptibility+loci.">Global epigenomic analysis of primary human pancreatic islets provides insights into type 2 diabetes susceptibility loci.</a> Cell Metab. 12, 443-455 (2010).</li><li>Bernstein, B. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+NIH+Roadmap+Epigenomics+Mapping+Consortium.">The NIH Roadmap Epigenomics Mapping Consortium.</a> Nat. Biotechnol. 28, 1045-1048 (2010).</li><li>Karolchik, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+UCSC+Table+Browser+data+retrieval+tool.">The UCSC Table Browser data retrieval tool.</a> Nucleic Acids Res. 32, 493-496 (2004).</li><li>Matys, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TRANSFAC:+transcriptional+regulation,+from+patterns+to+profiles.">TRANSFAC: transcriptional regulation, from patterns to profiles.</a> Nucleic Acids Res. 31, 374-378 (2003).</li><li>Portales-Casamar, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=JASPAR+2010:+the+greatly+expanded+open-access+database+of+transcription+factor+binding+profiles.">JASPAR 2010: the greatly expanded open-access database of transcription factor binding profiles.</a> Nucleic Acids Res. 38, D105-D110 (2010).</li></ol>

我々は、同様にうまく斑点およびびまん性両方のデータ構造を識別することができるChIPseqデータを分析するためのモデルを開発するために着手した。今までは、濃縮の地域では、大きな島の大きさの前提期待を反映して、特に拡散領域は、特定することは困難であった。これらの問題に対処するために、我々は既存のヒューリスティック·モデルと少ない革新的なHMMを比べて多くの利点を持?...

<table border="1"><tbody><tr><td> 試薬の名称 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td><td> コメント（オプション） </td></tr><tr><td> Linuxベースのワークステーション</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

a novel bayesian change-point algorithm for genome-wide analysis of diverse chipseq data types

ChIPseqは、タンパク質-DNA相互作用を調査するために広く使われているテクニックです。読む密度プロファイルは、タンパク質に結合したDNAの次世代シーケンシングを使用しており、リファレンスゲノムに読む短いを整列させることによって生成されます。濃縮された領域は、多くの場合、標的タンパク質1に応じて、形状が大幅に異なるピークとして明らかにされています。例えば、転写因子は、多くの場合、サイトと配列特異的に結合し、ヒストン修飾がより普及していると濃縮2の広い、びまん性の島々によって特徴付けられる一方で、点状のピークを生成する傾向があります。確実にこれらの地域を特定することが我々の仕事の中心だった。 ChIPseqデータを解析するためのアルゴリズムはヒューリスティクス3月5日から、より厳密な統計モデルに様々な方法、 例えば 、隠れマルコフモデル（HMM）6-8を採用してきた。我々は困難な定義、アドホックパラメータそれほど頻繁にする必要性を最小限に抑えるソリューションを求めて解像度を妥協し、ツールの直感的な使いやすさを軽減。 HMMベースの方法につきましては、パラメータ推定の手順としばしば利用されているシンプルな、有限状態分類を抑制することを目的とした。 さらに、従来のChIPseqデータ分析はの分類を含む適切なツールのその後のアプリケーションに続いて点状またはびまん性のいずれかとして密度プロファイルを読んで期待した。我々は、さらに上手にデータ型のスペクトル全体を扱うことができ、単一の、より汎用性の高いモデルで、これら二つの異なるモデルの必要性を置き換えることを目的とした。 これらの目的を満たすために、我々は最初だけ明示的な式-その性能の優位性に不可欠な技術革新を利用したHMM 9における最先端の進歩を使用して、統計的枠組み自然にモデル化したChIPseqデータ構造を構築した。ヒューリスティックモデルより洗練された、私たちのHMMはを通して無限隠れ状態に対応しベイズモデル。我々は、さらに濃縮のセグメントを定義読ん密度で合理的な変更点を識別に適用した。我々の分析では、私たちのベイジアン変化点（BCP）のアルゴリズムは演算量の増加を抑え、証明抄訳実行時間とメモリフットプリントを持っていた方法で明らかにした。 BCPのアルゴリズムが正常に堅牢な正確さと限られたユーザー定義のパラメータを使用して点状のピークおよびびまん島の識別の両方に適用した。これは、その汎用性と使いやすさの両方を示す。従って、我々はそれがそれの研究グループ間の連携と確証するのを助けることができるChIPseqデータ解析のための偉大なツールとなって、簡単に比較し、対比された方法でのデータ型およびエンドユーザの幅広い範囲にわたって容易に実現できると信じています。ここでは、その有用性を説明するために、既存の転写因子10,11およびエピジェネティックなデータ12にBCPのアプリケーションを示しています。

BCPは、ヒストン修飾データに幅広い濃縮の領域を同定するに優れています。基準点として、我々は以前SICER 3、強力な性能を実証した既存のツールの方々に結果を比較した。最高のBCPの利点を説明するために、我々はよく成功率を評価するための基盤を確立するために検討されていたヒストン修飾を検討した。それは積極的に転写された遺伝子の本体（ 図1）と強く結合?...

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A Novel Bayesian Change-point Algorithm for Genome-wide Analysis of Diverse ChIPseq Data Types

当社ベイジアン変化点（BCP）のアルゴリズムは変化点隠れマルコフモデルを経由してモデリングの最先端の進歩に基づいて構築され、クロマチン免疫沈降シーケンス（ChIPseq）データ解析に適用します。 BCPは、広範かつ点状の両方のデータ·タイプではうまく実行されますが、正確にびまん性ヒストン濃縮の堅牢で再現性の島々を識別するのに優れています。

多様ChIPseqデータ型のゲノムワイドな解析のための新規ベイジアン変化点アルゴリズム

ChIPseq is a widely used technique for investigating protein-DNA interactions. Read density profiles are generated by using next-sequencing of ...

Research

JoVE Journal

Biology

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ミッションターゲットIDのライブラリを使用してmiRNAのターゲットのゲノムワイドスクリーン

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ゲノムワイドな遺伝子欠失で<em&gt;ストレプトコッカス血統</em&gt;ハイスループットPCRによる

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The genome is the target of some of the most effective chemotherapeutics, but most of these drugs lack DNA sequence specificity, which leads to ...

Genome-wide Purification of Extrachromosomal Circular DNA from Eukaryotic Cells

真核細胞から体外の環状DNAのゲノムワイドな精製

Extrachromosomal circular DNAs (eccDNAs) are common genetic elements in Saccharomyces cerevisiae and are reported in other eukaryotes as well. EccDNAs ...

Comprehensive Workflow for the Genome-wide Identification and Expression Meta-analysis of the ATL E3 Ubiquitin Ligase Gene Family in Grapevine

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