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.2013年7月；45(7):836-41.
doi:10.1038/ng.2649。 Epub 2013年5月26日。

特定转座因子家族中的DNA低甲基化与组织特异性增强子景观相关

谢明超 1, Chibo Hong公司, 张波, 丽贝卡·F·罗登, Xiaoyun（Xing）, 李道峰, 忻州, Hyung Joo Lee（李贤珠）, Cecile L Maire公司, 基思·利贡, 菲利普·加斯卡, Mahvash Sigaroudinia公司, Thea D Tlsty公司, 特蕾莎·卡德莱切克, 亚瑟·韦斯, 亨丽埃特·奥金, 佩吉·法恩哈姆, 帕梅拉·A·F·马登, 安德鲁·蒙格尔, 安吉拉·谭, 巴尔吉特·卡莫, 斯蒂芬妮·赵, 毛利小五郎, 马丁·赫斯特, 马可·阿马拉, 约瑟夫·科斯特洛, 王婷（Ting Wang）
附属公司

特定转座因子家族中的DNA低甲基化与组织特异性增强子景观相关

谢明超等。 自然基因. 2013年7月.

摘要

转座元件（TE）衍生序列包含人类基因组和DNA甲基组的一半，被推测为高度甲基化且不活跃。对人类胚胎和成人组织中928个TE亚家族的全基因组DNA甲基化状态的检测发现了意外的组织特异性和亚家族特异性低甲基化特征。组织特异性低甲基化TE序列附近的基因因对相关组织类型重要的功能而丰富，其表达与TE内的低甲基化密切相关。当低甲基化时，这些TE序列获得组织特异性增强子标记，包括组蛋白H3在赖氨酸4（H3K4me1）处的单甲基化和p300的占有率，并且在报告基因检测中大多数表现出增强子活性。许多这样的TE还含有转录因子的结合位点，这些转录因子对组织特异性功能很重要，并显示出进化选择的证据。这些数据表明，来自TE的序列可能负责连接组织类型特异性调控网络，并可能获得组织特异性表观遗传调控。

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数字

图1
图1。基于DNA甲基化谱的TE家族聚类揭示了组织特异性
TE家族（行）根据其MeDIP-seq进行聚类(一)或MRE-seq(b条)29个样本的富集值（见在线方法）。样品（柱）被分为四个主要组，这与它们的组织类型一致：ESC H1（灰色）、Brain（橙色）、Breast（蓝色）和Blood（紫色）。热图右侧的垂直条表示TE类：LTR（蓝色）、DNA转座子（紫色）、SINE（橙色）和LINE（黑色）。相应的甲基化富集值用水平条表示，在每个面板的底部具有不同的颜色梯度。
图2
图2。LTR77和LFSINE的组织特异性增强子特征
77斯里兰卡卢比(一-d日)和LFSINE(e（电子）-小时)分别在血液样本和脑样本中被特异性地低甲基化。(一)多种细胞/组织类型中LTR77的MeDIP-seq和MRE-seq富集分数的箱线图。(b条)CD8+Naive细胞中LTR77的组蛋白修饰特征。(c（c）)胎儿脑样本和CD8+Naïve细胞之间LTR77的H3K4me1信号的比较。(d日)四种细胞系中LTR77上的p300结合信号。(e（电子）)多种细胞/组织类型中LFSINE的MeDIP-seq和MRE-seq富集分数的箱线图。(（f）)胎脑样本中LFSINE的组蛋白修饰特征。(克)胎脑标本与CD8+Naive细胞LFSINE H3K4me1信号的比较。(小时)四种细胞系中LFSINE上的p300结合信号。TE家族每个基因组拷贝（包括3kb上游和下游侧翼区域）的不同组蛋白修饰或p300结合信号在5bp平铺窗口中平均。误差条表示1个标准偏差。
图3
图3。组织特异性低甲基化TEs与基因表达相关
(一)LTR77元素上游的基因组浏览器视图ERAP1号机组基因。显示的轨迹包括：人类ESC H1、乳腺、大脑和血液样本的DNA甲基化（MeDIP-seq）；组蛋白修饰（H3K4me1和H3K4me3）追踪CD8原始样本和胎儿脑细胞样本；转录因子结合轨道（ENCODE）NFkB公司,波尔2、和2012财年TCF在三个细胞系中；基因注释和重复屏蔽。(b条)人类ESC H1、乳腺、大脑和血液样本中LTR77元素（5个CpG位点）DNA甲基化状态的亚硫酸氢盐测序验证。黑圈代表甲基化CpG位点，白圈代表非甲基化Cp位点。(c（c）)表达式级别的方框图ERAP1号机组在4种不同的组织中。(d日)LFSINE元素上游的基因组浏览器视图GFRA1型基因。显示的轨迹包括：人类ESC H1、乳腺、大脑和血液样本的DNA甲基化（MeDIP-seq）；组蛋白修饰（H3K4me3和H3K4me1）追踪胎儿脑样本和CD8+原始细胞样本；基因注释和重复屏蔽。(e（电子）)对人类ESC H1、乳腺、大脑和血液样本中LFSINE元件（4个CpG位点）的DNA甲基化状态进行亚硫酸氢盐测序验证。(（f）)表达式级别的方框图GFRA1型在4种不同的组织中。
图4
图4。细胞类型特异性增强子标记、转录因子结合和序列基序之间的相关性
显示了LTR77和LFSINE的单个基因组拷贝的组蛋白修饰、转录因子结合和序列基序预测数据。每行代表一个元素。数据来自UCSC ENCODE门户网站。对于H3K4me1组蛋白修饰和300页以TE拷贝为中心的10kb区域绘制了50bp分辨率的ChIP-seq数据、RPKM值。对于转录因子结合数据，红色勾号表示TE拷贝与使用给定细胞类型中给定转录因子的ChIP-seq数据预测的峰值重叠。对于序列基序数据，使用给定转录因子的特定位置权重矩阵对每个TE拷贝进行评分。蓝色勾号表示偶然观察序列基序的对数转换e值。
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