人类基因组转录因子的环境对基因长度和表达的影响

人类基因组转录因子的环境对基因长度和表达的影响作者DaudiJjingoAhsanHudaMadhumatiGundapuneniLeonardomarino-RamireI.KingJordan作者机构佐治亚理工学院国立生物技术信息中心，国家医学图书馆，卫生部生物信息学研究所摘要独立调查已经证明转座因和基因长度对基因表达的影响。转座因子的基因片段和基因长度有关，这表明他们不是独立的。我们综合评估，转座因子的基因片段和基因长度分别与基因表达的整体水平和整个组织中的表达广度有关。我们的研究结果证实通过基因表达，并指向不同的机制，不同的转座因子的家庭有可能有助于调控基因的转座因子环境的整体相关性。关键词基因表达基因调控选择假说基因组设计假说中红外简介对于基因分析者来说基因结构和基因表达的关系仍然是一个持续的基因组分析关注的课题。在一个开放性的研究中，卡斯蒂落，戴维斯等人指出对于人类和蠕虫的基因内含子长度与基因表达呈正相关。换句话说较短的基因被发现在较高水平的表达上，较长的基因在基因表达水平较低的，为了解释这一问题作者指定了“选择假说”，该假说断定，高表达的基因更短，由于在尽量减少能源和时间花费在转录上。2004年维诺格拉芙也指出紧凑的基因高度表现，但他提出了这样不同的解释，高表达的基因长度越短越好，这些基因往往是在众多组织中广泛表达，从而有更简单的调节，而需要较少的调控序列元素解释，换句话说，广泛表达的基因基于调控元素的相对贫乏而导致的他们平均长度的缩短。假设基因组设计的概念，即建立在基因长度之间的表达水平明显反映了基因之间的关系和表达的长度。选择假说和基因组设计独特的假设作出了关于基因长度和基因表达之间的关系的预测。在上述的研究中，有一个调查与基因结构和基因表达的关系，从不同的角度进行研究。在真核生物的基因组中特别是哺乳动物的基因组，大量的转座因子的出现影响到基因结构的衍生序列。转座因子的衍生序列在哺乳动物中很非丰富，至少百分之四十五的人类基因组序列是被注册的，此外，非随机序列的转座因子分布在基因组中。在人类基因组中，正玄元素富集在基因资源富集的地方，而第一元素在资源匮乏的地方。最后个人的基因可以极大变化。在过去的几年里，一系列的研究使人们注意到基因和周围环境与转座因子的水平和基因表达的广度的关系。2003年人类基因组数据被运用，人类转录图谱被建立，这张图确定高表达的基因同位基因簇与基因元素的关系，这些基因簇是密集的，具有较高的基因元素含量，尤其是铝元素含量丰富，并有低线密度，后来发现大多数人的基因表达的L1元素消耗殆尽，表现出一种机制，可以部分解释这种模式，他们指出母体元素可以在破坏转录延伸的基础上依赖于强大的多聚腺苷酸而存在。后由转座因子的表达水平和表达的广度测量出表达高峰。除了表达水平和表达深度，对哺乳动物转座因子的环境也有可能涉及到癌组织中的表达和基因表达的进化分歧。截止到目前为止，还没有一个人试图考虑这两方面的的共同调查（1）基因长度和表达之间的关系（2）转座因子的环境和基因表达的关系在这项研究中，我们试图理清基因长度的影响和基因表达的转录环境并评估表达的各自影响，那样我们就能更彻底的评估基因与基因组结构和设计假设选择的连接。材料和方法。确定基因位点将我们定义的特殊基因参考人类基因序列找出不同的基因位点。确定基因和基因间的的转录因子分数为了确定人类基因的分数是由转录因子决定序列的，故将人类转录因子分配到六大主要转录因子家族中。在脱氧核苷酸基因组中使用了基因的同位因子，对于每个转录因子的类型看作是碱基被基因的转录因子占领。从而计算出和基因间的转录因子分数。基因表达数据为了测量基因在不同组织中的表达，我们用从诺华研究所基因组研究会所获得的微阵列基因表达在人体组织中进行基因表达探针检测，探针检测到多个被丢弃的基因，这样是表达数据最终得到一个最终数据。测量基因长度的参数和基因表达在芯片上表达的数据被用来计算三种测量基因表达：表达高峰，表达深度，和组织特异性的广度要获得表达高峰，用高效表达的基因与转换了的基因进行转变，以适应表达的高峰水平。基因长度的相对效果和转录因子的基因表达进行了评价，其中基因长度和转录分数是独立的变量，他与参数的基因表达高峰。对于这些分析参数值依次排列。对所有数据进行处理，并使用相同的排名程序，使自变量的相对影响比较好评估。基因聚类表达但对于回归分析独立的和非独立的变量关系比较密切。偏相关分析是用于控制相关性对自变量的影响，多元回归分析来决定所有的转录子分数和偏相关值的测定方法人类基因和周围的转录因子分数间隔是绿色的和基因是红色的转录子的分数分布。转录因子的分数间隔之间的关系和相应的基因转录因子之间的关系是相对应的。转录因子的分数间间隔之间的关系和基因长度与基因之间的转录因子和基因长度的关系。Pearson相关系数以及它们的值显示所有成对回归。转录因子的分数一系列的数据显示了人类基因的基因片段与表达高峰的关系以及基因与基因片段的关系还有基因片段与基因长度的关系。结果与讨论在人类基因组中的转录因子环境，从人类基因组参考序列的基因进行了分析，转录因子共同注释的特点是人类基因转录因子的环境，以19123单元为例，他协调的替代剪接变异体，并代表离散的基因位点，共同进行了在方法和材料中描述的Repeatmasker注解派生。每个人的基因位点都来自转录因子的部分序列，在第六家庭中，除铝，一级，二级，其他类别的频率太低，大大影响了整体的人类基因转录因子的环境。人类基因的转录因子平均分数为百分之三十四，标准偏差为百分之十八，人类转录因子的基因片段展现了相当广泛的分布是与某个基因ETS有关的。存在无基因的转座因子与选择性出去细胞核的转座因子一致。转座因子与个别的基因一致，其中铝元素基因被发现在人类基因组最丰富的家族中，而轻铁元素在频率最低的基因中。从转座因子的长度分布中可以看出，他们大多数是短的，由于它们具有很高的耐受性倾向。总体而言，间隔区出现较高的转录因子分数，并有一个较低的基因变异比正常地区看到更多分叉。对于其他基因，基因和基因间的转录因子高度呈正相关。其基因组的概念与当地的环境有关。如导言所出，对基因长度和表达之间的关系进行研究分别从基因之间的转录因子环境和他们表达的关系着手。然而基因长度与基因转录因子的分数可能与基因的长度的增加有关。按照时间，至少部分到了衍生序列积累的时候。另一方面如果通过机制不涉及转录因子的增加，那么就不应该有任何基因之间的转录分数和基因长度的相关性。为了区分这两种可能，我们把它们的人类基因的长度和转录因子得分数进行了比较。转座因子与基因之间存在着强烈的关系。在最短的百分之一的基因平均是由转座因子组成的。这一比例逐渐提高到百分之三十九点七，百分之一的最长基因平均转录分数为百分之三十七。具体地说，在所有百分十七的基因，获得转录因子积累的逐步从百分之零点零五上升到百分之八点五。至于超过这个基因余下的基因基因长度不变。转座因子的的基因与基因间的组分的高度有关，这些数据显示，与转录因子分数和家庭的分布不同而有差异的基因组，有可能取决于GC的含量。因此，积基因的转录因子分数之间的关系只是反映了和基因长度的关系，此外偏相关分析表明转录因子与基因长度呈正相关，换句话说转录因子的基因片段之间的关系确实出现了一些基因特异性，而不是区域组织基因。为了评估基因组之间的转录因子和基因长度，我们将重点放在家庭和个人的转座因子发现。基因内的alu的急剧上升和峰分数是由一个几乎同样的频率急剧下降的过程中型基因决定，产生一种中型分布，然而，转录因子的基因片段分析所有转录因子的家庭分布趋于线性关系一般为基因长度。转录因子的环境和选择假说为了涉及人类基因的基因表达和基因长度，人类基因表达的三个参数测定采用了如在材料和方法描述的a.表达高峰b.广度表达式。高峰是最大基因表达水平并代表整体基因表达水平，其中一个基因可以被认为是组织数量。选择假说预测更强的高峰与基因长度有关，而基因组的设计是一个与基因长度也有较强的相关性。其实这是一种过于简单化的措施，可能无法区分出表达水平。回归分析是单独用来比较转录因子的基因片段。与之前的结果相比，基因长度可以看作是有一个更强大的高峰。百分之四十八的变异性高峰是由于化验得出的。基因长度与高峰之间的关系非单调的形状转录因子的假说和基因组设计环境假说基因之间的关系在这里看到的是比较薄弱的，结果显示，尽管有所有的狭隘最长基因表达，而许多小型的关于狭义表达的基因也是存在的，是由于紧凑表达的基因的关系。更令人惊讶的是，对于基因长度偏相关值与BE是积极的关系可以预计，更多的侠义表达的基因应经不再是。所以基因设计假说更接近，我们把一个组织的表达特异性的TS替代措施。假设假定的基因组假说，增加的基因长度是在进一步的监管基因。对于成对回归分析，其实基因和TS间是强烈的负相关性。总而言之，转录因子的基因片段也有中心，为TS系数最高。这些数据表明，人类基因的影响比数量的组织在其中一个组织更重要。9.线元素和基因表达水平如前所述基因分析，这里的选择假说被支持，因为基因长度的高峰有关。然而，最强高峰负相关性回归分析是成对出现的线基因片段的。高峰的多元回归分析和测定偏相关性系数较高，百分之七十五的变异性是高峰线基因的。因此，西安基因组能更准确的预测高峰基因。这表明该基因片段的的线变化是与基因表达的变化有关的。但也有可能是区域的基因组功能。据悉，现行元素聚集的地区与GC的含量有关，，因此我们再次看到的都与GC有关。第一元素弥补了人类百分之十七的基因组序列，实验研究表明，线基因序列的存在可以降低内转录活性，这里的事实可能是线基因转录抑制基因。其实事实上，显示在1KB和2KB的局部频率最大元素都在显示更远端地区的最大值，这种模式是一种独特的调节方式，周围组织特异性基因的转录起始位置跟转座因子的频率有极大关系，红线与转座因子的密度分布有关，彩色圆点表示不同频率的最大位置。如果基因的调节作用是建立在共同的转座因子的基础上。结论人类基因组具有怎样的影响，关于这一主题的研究