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跟着岳大师学ENCODE和RoadMap(二)——利用ENCODE做特定分子的实验

2016-08-19 郭大侠 实验万事屋

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上一篇中我们介绍了如何利用ENCODE数据库(https://www.encodeproject.org/)中的ChIP-Seq数据来阐明基因上调和下调的机制(没看过的点这里),如果没看过上一篇的小伙伴先去看上一篇,不然这个帖子里面的实例没法玩。其实按照上一篇的思路还可以做很多事情,比如看转录因子对某一个基因是否有潜在的调控作用,ENCODE数据库中提供了1000多个转录因子的ChIP-Seq结果可以使用,感兴趣的可以去搜一下CTCF试试,这里就不策了。


今天要介绍的是如何对ENCODE中的RNA-Seq数据进行可视化处理,并利用相关数据进行干实验。今天我们干实验题目为:已知锌指结构转录因子GATA4在人肝脏发育过程中具有重要作用,探讨该分子在肝癌中表达趋势,并利用ENCODE数据库中的ChIP-Seq 数据分析GATA4启动子区表观修饰如何,同时下载GATA4 ChIP-Seq数据分析GATA4分子可以调控哪些基因。


首先进入ENCODE主页,点击图1-1“Encyclopeida”中的“About”进入图1所示界面。Introduction后面有一堆各种Level的数据,第一个就是RNA-Seq的数据,点击1-2红框处的Query。

 

图1


看过上一个帖子的小伙伴如果去岳大师实验室主页看过,一定觉得这个界面熟悉无比把。没错这个分析网站就是岳峰教授亲自编码书写的。里面还有一段小八卦,说当年岳大师在任宗师门下读博时,老板总是让他去看看XX基因在60种组织中表达趋势啊。要是我等菜鸟肯定就懵逼了,岳大师觉得每次写代码分析数据很麻烦,就直接做了个分析网站出来。回到正题,点击图2-1中的Human进入图2界面,在2-2中的文本框中输入GATA4,点击submit。2-3红框中的几项是用来预测顺势作用因子的,我会在该系列后面的帖子中详细讲解,这里先略过去。

 

 

图2


   Submit后出现图3所示页面,上部分如图3左所示,显示了60多种组织中GATA4的表达情况;下部分如图3右所示,每个样本均有两个重复,TPM是一种均一化算法,小伙伴们可以将其类比于FPKM和RPKM,复选框中可勾选自己感兴趣的组织。在这里我们选取肝实质细胞(hepatoctye)、HepG2(肝癌细胞系)和肝(liver)的所有复选框,选好后页面拉到底点击Updata graph按钮(因列表太长图3未显示),即可完成表达差异分析。获得图4,点击4-1中的三个点就可以导出图片。结果显示GATA4在全肝组织和肝实质细胞中均低表达,而HepG2中高表达,提示GATA4是潜在的癌基因。

 

图3

 

图4


之后我们要研究GATA4为什么在肝癌中上调表达,按照昨天的思路,研究GATA4 promoter区的H3K4me3情况,发现丰度较低,提示肝癌中GATA4的高表达与promoter区的H3K4me3上调相关(图5)。


 

图5


之后研究GATA4调控了哪些基因。进入ENCODE主页,在6-1中输入“GATA4 ChIP-Seq”,回车。出现如下结果。6-2即我们要找的数据,点击进入。在7-1中可以找到两个重复实验样本的链接,点击后里面有GEO编号,可以去下载。至于如何分析ChIP-Seq数据,需要用MACS软件,网上有很多攻略,想深入了解可以去看同济大学张勇教授的paper,今天就不多做阐述。

 

图6

 

图7


再策一句,有几个小伙伴加我为好友索取histone code预测promoter的paper,还有问在哪里学这些东西的。这几天太忙没有回复,深表歉意。今天把关于promoter和enhancer预测的几篇经典paper上传到网盘了,刚兴趣可以去看看:


http://pan.baidu.com/s/1eSNVywy


《跟着岳大师学ENCODE和Roadmap》系列是参加复旦大学的表观学国际讲习班get的,这个学习班今年已经结束了,我会在这个暑假努力吧自己掌握到的东西写给大家。明年还会再办这个讲习班,强烈推荐大家去参加,会议费一千,学习10天,还管两顿大餐,真是培训班中的业界良心。最后对主办学习班的复旦大学生物医学研究院的于文强主任和李伟老师表示由衷感谢。


…华丽丽的分割线…


李莫愁博士:说不定你前几天也跟郭大侠一起参会了,有记得好好听讲么?这些都还是挺有用的技术,大家可以自己操练一下,好啦,今天就策到这里吧,感谢郭大侠给我们的分享!请大家拼命打赏他吧!




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