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.2012年11月；100(5):320-6.
doi:10.1016/j.ygeno.2012.07.006。 Epub 2012年7月20日。

人类细胞中的CpG岛结构和三胸/多梳染色质结构域

大卫·A·奥兰多 1, Matthew G Guenther公司, 加勒特·M·弗兰普顿, 理查德·A·杨
附属公司

人类细胞中的CpG岛结构和三胸/多梳染色质结构域

大卫·A·奥兰多等。 基因组学. 2012年11月.

摘要

TrxG和PcG复合物通过H3K4me3和H3K27me3在人类基因组特定位点的修饰，在发育的表观遗传调控中发挥关键作用，但如何选择这些位点尚不清楚。我们发现，在多能干细胞中，基因上聚集的CpG岛预测H3K4me3和H3K27me3的占据，这些“二价”染色质域精确地跨越了CpG岛屿簇的边界。这些关系是多能干细胞特有的，在分化细胞特有的H3K4me3和H3K27me3位点上没有保留。我们表明，来自成簇CpG岛的假定转录物预测了PcG复合物结合的干环结构特征，这与RNA促进PcG在这些位点的募集或维持的可能性一致。这些研究表明，CpG岛结构在多能性基因组中建立重要的染色质结构方面起着基础性作用，在分化细胞特有位点建立TrxG/PcG染色质结构时起着次要作用。

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数字

图1
图1。多能干细胞中CpG岛与H3K4me3修饰核小体的关系
共现图显示H3K4me3占位与人类ES细胞系WIBR2中的CpG岛高度一致。将整个基因组的局部CG二核苷酸密度和H3K4me3 ChIP-Seq密度制成表格，并以热图表示，图1中的每个点显示了给定局部CG双核苷酸密度（x轴）下具有H3K4me3占用水平（y轴）的基因组百分比（如补充信息所述）。刻度的顶部为20%，底部为0%。
图2
图2。CpG岛结构预测多能干细胞中H3K4me3和H3K27me3修饰核小体的基因组占有率
答：。基因根据与其转录起始位点相关的CpG岛数量进行分类。编码同源框转录因子sine-oculis同源框同源物2（SIX2）、RNA聚合酶I多肽B（POLR1B）和钠通道、电压门控、I型α（SCN1A）的基因均位于2号染色体上，如图所示。图中显示了hES系WIBR2中的H3K27me3和H3K4me3 ChIP-Seq密度、局部CG二核苷酸密度和CpG岛。B。显示了WIBR2多能干细胞中H3K4me3（左）和H3K27me3（右）修饰核小体占据的具有零、一、二、三、四个或四个以上（五+）CpG岛的基因部分。
图3
图3。分化细胞中H3K4me3和H3K27me3修饰核小体与CpG岛的关系
答：。（左）对于多能干细胞和分化细胞共有的H3K4me3占用基因集，计算与至少一个CpG岛相关的基因百分比。多能干细胞系包括ES（WIBR1、WIBR2、WIBR7）和iPS细胞（hiPSC_17、hiPSC_21、hiPSC M23F），分化细胞系、初级CD4+T细胞、IMR90胎儿肺成纤维细胞、T细胞淋巴瘤细胞、CD24+和CD44+乳腺细胞以及HCC1954乳腺癌细胞，见底部。（中）对于一组H3K4me3占据的多能干细胞特异性基因，计算了与至少一个CpG岛相关的基因的百分比。（右）对于分化细胞特异性的H3K4me3占据的基因集，计算与至少一个CpG岛相关的基因的百分比。B。（左）对于多能干细胞和分化细胞共有的H3K27me3占用基因集，计算与至少一个CpG岛相关的基因百分比。细胞系如（A）所示。（中）对于一组H3K27me3占据的多能干细胞特异性基因，计算了与至少一个CpG岛相关的基因的百分比。（右）对于分化细胞特异的H3K27me3占据基因集，计算与至少一个CpG岛相关的基因的百分比。参见补充信息和表S3了解每种细胞类型中结合的基因。
图4
图4。来自H3K27me3结构域的RNA转录物具有GC发夹结构的高概率
答：。已知能结合PRC2的双RepA干环RNA发夹如图[21；33]所示。B。零个、一个、两个和三个或更多CpG岛内的基因在TSS（+/-5kb）周围的RNA发夹点击数表明，在具有多个CpG岛屿的基因中，有更多点击的倾向（有关RNA发夹命中的定义，请参阅补充信息）。显示了每个CpG类相对于所有基因的相对折叠富集。C、。显示了具有一个CpG岛且具有或不具有H3K27me3占用的基因以及具有一个以上CpG岛屿且具有或未具有H3K27me3占据的基因的RNA发夹点击数。数据表示如（b）所示。
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