Структура футпринтов факторов транскрипции в профилях доступности хроматина

Изучение регуляции транскрипции генов является одной из ключевых задач молекулярной биологии и биоинформатики. Важнейшую роль в регуляции транскрипции играют специальные белки, факторы транскрипции и участки их связывания в регуляторных областях генома. Данная работа посвящена исследованию локальной структуры профилей доступности хроматина в различных типах клеток в окрестности участков связывания различных факторов транскрипции. Данные по доступности хроматина, например, информация о доступности для внесения разрезов неспецифичной эндонуклеазой, позволяют выделять так называемые «футпринты» - характерные отпечатки сайтов связывания, детектируемые по неоднородности геномного профиля. На основе геномных данных соревнования DREAM-ENCODE для выбранных транскрипционных факторов и типов клеток была изучена структура футпринтов, как в исходных профилях ДНКазо-доступности, так и в профилях, сглаженных методом байесовской сегментации. Было показано, что футпринты конкретного транскрипционного фактора имеют характерную структуру. Модели, построенные для определения футпринтов методами машинного обучения, переносимы как между типами клеток, так и между гомологичными факторами транскрипции. Таким образом, вычислительное описание футпринтов является хорошим инвариантным признаком, который можно использовать для практической задачи полногеномного предсказания сайтов связывания.