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.2002年3月19日；99(6):3740-5.
doi:10.1073/pnas.052410099。 Epub 2002年3月12日。

人类21号和22号染色体CpG岛的综合分析

Daiya Takai公司 1, 彼得·琼斯
附属公司

人类21号和22号染色体CpG岛的综合分析

Daiya Takai公司等。 美国国家科学院程序. .

摘要

CpG岛是生物体基因组中含有5-甲基胞嘧啶的基因的有用标记。此外，位于基因启动子区的CpG岛可以在X染色体失活、印迹和基因组内寄生虫沉默等过程中的基因沉默中发挥重要作用。1987年，Gardiner-Garden和Frommer[Gardiner-Carden，M.&Frommer，M.（1987）J.Mol.Biol.196，261-282]提出了CpG岛的公认定义，认为CpG是200 bp的DNA延伸，C+G含量为50%，观察到的CpG/预期CpG超过0.6。对CpG岛的任何定义都有点武断，而这一定义是在哺乳动物基因组测序之前得出的，它将包括许多序列，这些序列不一定与基因的控制区域相关，而是与基因组内寄生虫相关。因此，我们使用人类21号和22号染色体的完整基因组序列，通过使用我们开发的搜索算法来检查不同序列类别中CpG岛的属性。大于500 bp、G+C等于或大于55%且观察到的CpG/预期CpG为0.65的DNA区域更有可能与基因的5'区域相关，该定义排除了大多数Alu重复元素。我们还使用基因组序列显示，人类基因组中CpG受到强烈抑制，而果蝇和酿酒酵母中CpC受到轻微抑制。这一发现与最近在果蝇中检测到的5-甲基胞嘧啶相一致，可能表明酿酒酵母有或曾经有CpG甲基化。

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数字

图1
图1
人类基因组序列CpG岛提取算法示意图。(A类)在contig的开头设置一个200-base窗口，计算%GC和ObsCpG公司/Exp（实验）CpG公司.评估后将窗口移动1个基点，直到窗口满足CpG孤岛的标准。(B)如果窗口符合标准，则将窗口移动200 bp，然后再次进行评估。(C类和D类)重复这些200-bp的移位，直到窗口不符合标准(E类)将最后一个窗口向5′端移动1个基点，直到符合标准(G公司)评估GC和Obs合计%CpG公司/Exp（实验）CpG公司. (H（H）)如果这个巨大的CpG岛不符合标准，则从每侧修剪1 bp，直到符合标准(我)如果两个单独的CpG岛之间的距离小于100 bp，则它们是相连的。(J型)对象的值CpG公司/实验CpG公司重新计算%GC以保持在标准范围内。
图2
图2
%GC、Obs的分布CpG公司/Exp（实验）CpG公司以及人类21号和22号染色体中CpG岛的长度。平均值和标准差也显示在每个直方图中。(A–C)GC、Obs百分比分布CpG公司/Exp（实验）CpG公司和所有类别的长度。在这些直方图中，CpG岛包含5′基因和铝包含在5′区类别中，CpG岛包含外显子和铝s被归类为外显子。(D–F型)%GC、Obs的分布CpG公司/Exp（实验）CpG公司，以及包含5′区域的CpG岛的长度。以下事件的发生铝定义为5′区的序列中的s也用水平阴影表示。(G–I型)GC、Obs百分比分布CpG公司/Exp（实验）CpG公司，以及包含外显子的CpG岛的长度。在这三个直方图中，CpG岛包含一个外显子和铝表示为铝s.以下情况的发生Alu公司定义为外显子的序列中的s也通过水平阴影表示。(J–L型)GC、Obs百分比分布CpG公司/Exp（实验）CpG公司，CpG岛的长度包含铝. (M–O型)GC、Obs百分比分布CpG公司/Exp（实验）CpG公司，以及包含未知序列的CpG岛的长度。指数曲线和高斯曲线如所示D类,F类,G公司、和我.英寸E类和H（H）显示了指数曲线和负二阶曲线。
图3
图3
修改后的标准也有助于删除铝序列先前被确定为5′区CpG岛的一部分。在这个例子中，最初由算法提取的1233 bp片段包括两个铝与非组蛋白染色体蛋白2样1相关的一些CpG抑制序列(NHP2L1型). 修改后的严格标准将该岛的大小降至620 bp，并排除了铝序列。
图4
图4
(A–F)GC与Obs百分比CpG公司/Exp（实验）CpG公司随机选择的5000组500-bp长序列的绘图。图中显示了平均值和SD，以及新标准（%GC≥55%，ObsCpG公司/Exp（实验）CpG公司≥0.65）显示为虚线。(G公司)人类21号和22号染色体以及其他模式生物的最近邻序列分析。
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