教師なしテンソル分解に基づく、有糸分裂後の転写再活性化におけるヒストン修飾ブックマークとしての転写因子候補の抽出法

https://www.ipsj.or.jp/kenkyukai/event/mps147bio77.html
SIGBIO77での発表

Transcript

1. SIGBIO77 1 教師なしテンソル分解に基づく、有糸分裂後の転写再活性化に おけるヒストン修飾ブックマークとしての転写因子候補の抽出法 田口 善弘（中央大学） ターキー ターキー（キング・アブドゥルアズィーズ大学）
2. SIGBIO77 2
3. SIGBIO77 3 細胞分裂時にはク ロマチン状態のリ セットが必要。 分裂終了後にゼロ から構築するのは大 変なのでブックマー クされているはず。 どこに？ https://www.fiercebiotech.com/research/switching-off-enzymes-to-block-cell-division-cancer
4. SIGBIO77 4 https://theory.labster.com/mitosis/ ・ヒストン修飾３種類＋input ・間期／前中期／後期・終期 ・培養細胞二種類 →ヒストン修飾はブックマークに なるか？
5. SIGBIO77 5 25000塩基対ごとに平均 テンソルに整形 テンソル分解で特徴抽出、 ブックマーク候補かを確認 エンリッチメント解析
6. SIGBIO77 6 テンソル分解 i:領域(２５０００延期長) j:培養細胞 k:ヒストン修飾 m:細胞分裂フェーズ s:レプリケート
7. SIGBIO77 7 k:ヒストン修飾 Inputとそれ以外に差が あるl2 =2,3,4を採用。 l2 =2 l2 =3 L2 =4
8. SIGBIO77 8 m:細胞分裂フェーズ→再活性化 l3 =3
9. SIGBIO77 9 j:培養細胞 s:レプリケート l1 =1 l4 =1 差がないものを選ぶ
10. SIGBIO77 10 これが最大のl5 を選ぶ l5 =4
11. SIGBIO77 11 u5i がガウス分布という帰無仮設でP値を２５,０００塩基長の各 領域に付与（上式は累積χ二乗分布）。Benjamini- Hochberg法で多重比較補正、0.0以下の５０７領域を選択
12. SIGBIO77 12 ブックマークの候補になっているか、再活性化が起きているか？ →　H3K27ACは再活性化、H3K4me1/3はブックマーク候補
13. SIGBIO77 13 ５０７領域に含まれる５２５遺伝子のエンリッチメント解析(by Enrichr) その１：転写因子→ブックマーク候補
14. SIGBIO77 14 元々のデータを出した論文で提案されたブックマーク候補転写 因子を選べているか？
15. SIGBIO77 15 もっとも頻繁に選ばれるトップ１０転写因子＝新ブックマーク候補
16. SIGBIO77 16 Kala K, Haugas M, Lilleväli K, Guimera J, Wurst W, Salminen M, et al. Gata2 is a tissue-specific post-mitotic selector gene for midbrain GABAergic neurons. Development. 2009;136(2):253–262. pmid:19088086 Kato R, Ogawa H. An essential gene, ESR1, is required for mitotic growth, DNA repair and meiotic recombination Saccharomyces cerevisiae. Nucleic Acids Research. 1994;22(15):3104-3112. Kim JB, Pjanic M, Nguyen T, Miller CL, Iyer D, Liu B, et al. TCF21 and the environmental sensor aryl-hydrocarbon receptor cooperate to activate a pro-inflammatory gene expression program in coronary artery smooth muscle cells. PLOS Genetics. 2017;13(5):1-29.
17. SIGBIO77 17 Ha GH, Baek KH, Kim HS, Jeong SJ, Kim CM, McKeon F, et al. p53 Activation in Response to Mitotic Spindle Damage Requires Signaling via BubR1-Mediated Phosphorylation. Cancer Research. 2007;67(15):7155–7164. pmid:17671183 Shandilya J, Roberts SG. A role of WT1 in cell division and genomic stability. Cell Cycle. 2015;14(9):1358-1364. Martin-Hurtado A, Martin-Morales R, Robledinos-Anton N, Blanco R, Palacios-Blanco I, Lastres-Becker I, et al. NRF2-dependent gene expression promotes ciliogenesis and Hedgehog signaling. Scientific Reports. 2019;9(1). pmid:31554934
18. SIGBIO77 18 Kadauke S, Udugama MI, Pawlicki JM, Achtman JC, Jain DP, Cheng Y, et al. Tissue-Specific Mitotic Bookmarking by Hematopoietic Transcription Factor GATA1. Cell. 2012;150(4):725?737. pmid:22901805 Shafer MER, Nguyen AHT, Tremblay M, Viala S, Beland M, Bertos NR, et al. Lineage Specification from Prostate Progenitor Cells Requires Gata3-Dependent Mitotic Spindle Orientation. Stem Cell Reports. 2017;8(4):1018-1031. pmid:28285879
19. SIGBIO77 19 xijkms を細胞分裂の３周期をカテゴリカルクラスと見てDESeq2 を適用。結果はバラバラ。 Adjp<0.01◦→再活性化、 →ブックマークと考えたいが２つ ☓ の培養細胞で一致しない。
20. SIGBIO77 20 fastqにcsawを適用 U2OSの検出数が少なすぎる。
21. SIGBIO77 21 結論 細胞分裂時のブックマーク候補転写因子を探索してうまく 行ったが、データが複雑なので他の方法では難しい。 こういう場合は提案手法があっている（がInCob2020では オーラル通ってジャーナルトラック落とされた） Unfortunately, I have to inform you that your manuscript "Unsupervised tensor decomposition-based method to extract candidate transcription factors as histone modification bookmarks in post-mitotic transcriptional reactivation" cannot be accepted for publication in Frontiers in Genetics, section Computational Genomics.