corso di Genomica a a 2010 2011 lezione

corso di Genomica a. a. 2010 -2011 lezione 29 -30 • laurea magistrale Biotecnologia Industriale Martedì 18 Gennaio 2011 aula 6 A orario : Martedì ore 14. 00 - 16. 00 Giovedì ore 13. 00 - 15. 00 Esami: 24 Febbraio, 3 Marzo, 23 Marzo Lezioni fino al 10 Febbraio D. Frezza

Articolo wgs interacting sites Science. 2009 Oct 9; 326(5950): 289 -93. Comprehensive mapping of long-range interactions reveals folding principles of the human genome. We describe Hi-C, a method that probes the three-dimensional architecture of whole genomes by coupling proximity-based ligation with massively parallel sequencing. We constructed spatial proximity maps of the human genome with Hi-C at a resolution of 1 megabase. These maps confirm the presence of chromosome territories and the spatial proximity of small, gene-rich chromosomes. We identified an additional level of genome organization that is characterized by the spatial segregation of open and closed chromatin to form two genome-wide compartments. At the megabase scale, the chromatin conformation is consistent with a fractal globule, a knot-free, polymer conformation that enables maximally dense packing while preserving the ability to easily fold and unfold any genomic locus. The fractal globule is distinct from the more commonly used globular equilibrium model. Our results demonstrate the power of Hi-C to map the dynamic conformations of whole genomes.

Metodo Ch. IA-PET screening Li G, Fullwood MJ, Xu H, Mulawadi FH, Velkov S, Vega V, Ariyaratne PN, Mohamed YB, Ooi HS, Tennakoon C, Wei CL, Ruan Y, Sung WK. Chromatin interaction analysis with paired-end tag sequencing (Ch. IA-PET) is a new technology to study genome-wide long-range chromatin interactions bound by protein factors. Here we present Ch. IA-PET Tool, a software package for automatic processing of Ch. IA-PET sequence data, including linker filtering, mapping tags to reference genomes, identifying protein binding sites and chromatin interactions, and displaying the results on a graphical genome browser. Ch. IA-PET Tool is fast, accurate, comprehensive, userfriendly, and open source (available at http: //chiapet. gis. astar. edu. sg).

Il metodo più affidabile per indagine olistica metodi usati: - Chi. P chromatin immunoprecipitation (precipitazione del DNA tramite anticorpo contro il fattore di legame del DNA ed isolamento della sequenza legata) -Chi. P paired end tag (PET) - Chi. P-seq non si sa quali siti di riconoscimento di fattori di trascrizione o di legame siano reali e funzionali e quali no

Legami e strutture 3 D analisi globale di queste strutture 3 D relative a siti di legame distanti da promotori e messe in prossimità da fattori di trascrizione o di legame di complessi sono ancora scarsi per la mancanza di tecniche e sistemi olistici efficienti ad alta risoluzione per analisi dell’intero genoma Recentemente nel 2009 è stato pubblicato questo nuovo metodo Chi. A-Pet : chromatin interaction analysis with paired end tag sequencing Scopo: caratterizzare strutture 3 D di interazioni della cromatina a “long-range” a livello genomico (genome wide)

Uso di adattatori su estremità libere di DNA digerito 1° fissaggio con formaldeide formazione dei “cross-link” 2° frammentazione del DNA 3° immunoprecipitazione 4° ligasi dei linker adattatori tag A e B ed il linker (con sito Mme. I e seq barcode per distinguere dai legami casuali) i frgm contengono un tag iniziale di 20 bp, un linker di 38 bp ed un tag terminale di 20 bp, templato per il sequenziamento 5° self ligation e interligation (intra ed inter molecolare)

Tag discriminante Le estremità dei tag sono studiate ed hanno il sito di restrizione Mme. I che taglia sulla seq a 20 bp di distanza da quella di riconoscimento, sono enzimi di restriz. di tipo II Come legge il sequenziatore? A partire dal Tag di testa verso il ventimero di coda (ligati ed appaiati a sequenze coprecipitate)

Figure 1 Chi. A pet

Figure 2

Figure 3

Figure 4 Span distribution of intra-chromosomal PETs and the cutoff between self-ligation PETs and interligation PETs. (a) The distribution of the intra-chromosomal PET genomic spans. (b) The log-log plot of interaction frequencies against PET span, and the cutoff between self-ligation PETs and inter-ligation PETs. (c) Agarose gel of chromatin DNA fragments prepared for Ch. IA-PET analysis. Selected DNA sizes are marked.

Figura 5 Figure 5 Genome-wide Ch. IA-PET interaction density plots from the IHH 015 M and IHH 015 C PET datasets The square density plot in each graph is normalized to [0, 1]. Darker squares indicate higher interaction densities.

Figure 6 An illustration of the statistical model for probability analysis of Ch. IA-PET interactions. RA and RB represent two DNA regions ('anchors') with c. A and c. B PETs (here 9 and 7, respectively). IA, B is the number of inter-ligation PETs between RA and RB and here IA, B is equal to 5.

Figure 8

Figure 6