hse21_H3K9me3_ZDNA_human

Организм: human.

Гистоновая метка: H3K9me3.

Тип клеток: A549.

ChIP-seq эксперименты:

• https://www.encodeproject.org/files/ENCFF444EWQ/
• https://www.encodeproject.org/files/ENCFF811QUJ/

1. Анализ пиков гистоновой метки.

Построим гистограммы распределения длин участков для каждого из экспериментов (ENCFF444EWQ, ENCFF811QUJ) до и после конвертации из версии генома hg38 в hg19.

1.1. Эксперимент ENCFF444EWQ

• версия генома hg38

• после конвертации в версию генома hg19

1.2. Эксперимент ENCFF811QUJ

• версия генома hg38

• после конвертации в версию генома hg19

1.3. Вывод

Гистограммы длин пиков не поменялись, никаких аномалий не произошло, поэтому можно переходить к следующим шагам.

Команды:

liftOver H3K9me3_A549.ENCFF444EWQ.hg38.bed hg38ToHg19.over.chain.gz H3K9me3_A549.ENCFF444EWQ.hg19.bed H3K9me3_A549.ENCFF444EWQ.unmapped.bed
liftOver H3K9me3_A549.ENCFF811QUJ.hg38.bed hg38ToHg19.over.chain.gz H3K9me3_A549.ENCFF811QUJ.hg19.bed H3K9me3_A549.ENCFF811QUJ.unmapped.bed

2. Удаление длинных участков

Для каждого из экспериментов удалим пики, которые имеют длину (> 5000). Снова нарисуем гистограммы распределения длин участков.

2.1. Эксперимент ENCFF444EWQ

2.2. Эксперимент ENCFF811QUJ

3. Анализ расположения участков

Посмотрим, где располагаются пики гистоновой метки относительно аннотированных генов. Для этого построим pie-chart с помощью R-библиотеки ChIPseeker.

3.1. Эксперимент ENCFF444EWQ

3.2. Эксперимент ENCFF811QUJ

4. Анализ участков вторичной структуры ДНК

4.1. Гистограмма распределения длин участков

4.2. Расположение относительно аннотированных генов

5. Анализ пересечения гистоновой метки и вторичной структуры ДНК.

Построим объединение участков из экспериментов ENCFF444EWQ и ENCFF811QUJ. После этого построим пересечение с вторичной структурой ДНК.

5.1. Распределение длин участков для построенного пересечения

5.2. Расположение относительно аннотированных генов для построенного пересечения

Команды:

cat *.filtered.bed | sort -k1,1 -k2,2n | bedtools merge > H3K9me3_A549.merge.hg19.bed
bedtools intersect -a DeepZ.bed -b H3K9me3_A549.merge.hg19.bed > H3K9me3_A549.intersect_with_DeepZ.bed

6. Визуализация в геномном браузере

Визуализируем в геномном браузере:

• эксперимент ENCFF444EWQ (название ENCFF444EWQ)
• эксперимент ENCFF811QUJ (название ENCFF811QUJ)
• вторичная структура ДНК (название DeepZ)
• объединение экспериментов (название ChIP_merge)
• пересечение со вторичной структурой ДНК (название intersect_with_DeepZ)

Ссылка на сессию в UCSC GenomeBrowser: https://genome.ucsc.edu/s/isaf27/hse21_H3K9me3_ZDNA_human

Приведем два примера различных пересечений:

• Пересечение двух экспериментов, а также вторичной структуры ДНК. Его можно увидеть на гене ZNF585A, координаты chr19:37,657,445-37,672,018.

• Пересечение объединения двух экспериментов и вторичной структуры ДНК. Его можно увидеть в межгенном пространстве, координаты chr1:2,787,757-2,788,245.

7. Ассоциация с генами

С помощью R-библиотеки ChIPpeakAnno сделаем ассоциацию полученных пиков (в пересечении с вторичной структурой ДНК) с ближайшими генами.

Всего удалось проассоциировать 133 пика, получилось 92 уникальных гена.

Проведем GO-анализ для полученных уникальных генов при помощи сайта http://pantherdb.org/. Получаем следующий список категорий: