Combinatorial patterns of histone acetylations and methylations in the human genome

doi:10.1038/ng.154

.2008年7月；40(7):897-903.

doi:10.1038/ng.154。 Epub 2008年6月15日。

人类基因组中组蛋白乙酰化和甲基化的组合模式

王志斌¹, 崇治藏, 杰弗里·罗森菲尔德, 达斯汀·斯科内斯, 阿特姆·巴斯基, 苏雷什·库达帕, 崔凯荣, 大英·卢, 彭伟群, 迈克尔·Q·张, 赵克吉

附属机构

PMID： 18552846
预防性维修识别码： PMC2769248型
内政部： 10.1038/ng.154

人类基因组中组蛋白乙酰化和甲基化的组合模式

王志斌等。自然基因. 2008年7月.

.2008年7月；40(7):897-903.

doi:10.1038/ng.154。 Epub 2008年6月15日。

作者

王志斌¹, 崇治藏, 杰弗里·罗森菲尔德, 达斯汀·肖恩斯, 阿特姆·巴斯基, 苏雷什·库达帕, 崔凯荣, 大英·卢, 彭伟群, 迈克尔·Q·张, 赵克吉

附属

¹美国马里兰州贝塞斯达美国国立卫生研究院国家心脏、肺和血液研究所分子免疫学实验室，邮编：20892。

PMID： 18552846
预防性维修识别码： PMC2769248型
内政部： 10.1038/ng.154

摘要

组蛋白具有许多影响基因转录的翻译后修饰。然而，由于缺乏高等真核生物系统中的全球分布数据，组蛋白修饰的基因特异性组合模式的存在程度仍有待确定。在此，我们报道了对人类CD4（+）T细胞中39个组蛋白修饰的分析得出的模式。我们的数据表明，许多模式与启动子和增强子相关。特别是，我们确定了一个由3286个启动子检测到的17个修改组成的通用修改模块。这些修饰倾向于在基因组中共定位，并在单个核小体水平上相互关联。与该模块相关的基因往往具有更高的表达，对该模块进行更多修改与进一步增加表达相关。我们的数据表明，这些组蛋白修饰可能协同作用，为转录激活制备染色质。

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图1
组蛋白乙酰化的三种分布模式。(一–**c（c）**)TSS周围组蛋白乙酰化信号的标准化标签计数显示为高活性、中活性（两级）和沉默基因。每组代表1000个表达类似的基因，如方法中所述。(d日–**（f）**)基因体中1000个高活性或沉默基因的组蛋白乙酰化信号的标准化标签计数。该图延伸了基因区域的5 kb 5′和3′（见方法）。txStart，转录起始位点；txEnd，转录结束。(克)染色质修饰模式*ZMYND8号机组*(*PRKCBP1号机组*)基因位点。TSS周围的−1 kb到+1 kb区域发生了显著变化(*P（P）*<10⁻⁷; 以红色突出显示）用左边的星号表示。

图2
与启动子相关的组蛋白修饰模式。(一)启动子组蛋白修饰模式。这个年轴表示39个组蛋白修饰的模式数（参见方法）x个axis表示与每个模式关联的启动子数量。(b)基因表达与13种最常见的修饰模式的相关性。B、 17改性主干；所有，所有基因。每个模式中的启动子数量也会显示出来。基因表达是用DNA微阵列测定的。“主干”的组成见图4a。(**c（c）**)每个修饰与基因表达的相关性。基因表达的变化（log₂)通过比较具有或不具有特定修饰的基因子集的平均表达来计算。

图3
增强子组蛋白修饰的模式。(一)在CD28RE增强子处的组蛋白修饰模式（以红色突出显示）*IL2RA（IL2RA）*基因。左侧星号表示重大修改。(b)在*IFNG公司*显示了该基因及其下游增强子CNS22。CNS22的重大修改用左边的星号表示。(**c（c）**)与38个修饰中的每个修饰相关的增强子的分数。(d日)4179个DNA酶超敏位点的组蛋白修饰模式。这个年轴表示图案数量，以及x个axis表示与每个模式相关的超敏位点的数量。(**e（电子）**)通过给最近已知基因的TSS指定一个增强子，对基因表达与十个最大修改模式进行相关性分析。所有，所有DNase I超敏位点。显示了与每种模式相关的超敏位点的数量。

图4
基因组中组蛋白修饰的相关性。(一)一组17个修改，即图2b中的“主干”，倾向于共存。右侧显示了与所有17个修改或缺少任何一个修改（蓝色矩形）相关联的启动子的数量。(b)标签沿着基因组被装箱到不重叠的200-bp箱子中。使用每个箱子的计数，我们计算了每对修改的成对Spearman相关系数，以创建相关系数矩阵。然后根据该矩阵生成热图。

图5
互斥修改的特征空间分布。(一)H2BK5me1（上部）和H2BK5ac（下部）在*ZNF101型*基因。(b)H2BK5me1（绿色）和H2BK5ac（红色）的复合剖面围绕着1000个活性基因的TSS区域。(**c（c）**)H3K36me3（上部）、H3K365me1（中部）和H3K36 ac（下部）在*ZNF101型*基因。(d日)将H3K36ac（红色）的合成图谱与围绕1000个活性基因的TSS区域的H3K36甲基化的两种状态（H3K365me1和H3K36.me3）进行比较。(**e（电子）**)H3K4ac的分布模式和H3K4甲基化围绕启动子区域的三种状态*SMAP公司*基因。(**（f）**)将H3K4ac（红色）的合成图谱与围绕1000个活性基因的TSS区域的三种H3K4甲基化状态（H3K4me1、H3K2me2和H3K6me3）进行比较。(克)H3K27ac的分布模式和围绕*SMAP公司*基因。(小时)将H3K27ac（红色）的合成图谱与围绕1000个活性基因的TSS区域的H3K27甲基化的三种状态（H3K17me1、H3K26me2和H3K24me3）进行比较。(我)H3K9ac的分布模式和围绕H3K9甲基化的三种状态*SMAP公司*基因。(j个)将H3K9ac（红色）的复合文件与围绕1000个活性基因的TSS区域的H3K9甲基化的三种状态（H3K9:e1、H3K9-e2和H3K9/e3）进行比较。

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