PUMA
Istituto di Scienza e Tecnologie dell'Informazione     
Caudai C. Ricostruzione tridimensionale della struttura della cromatina da dati tipo Chromosome Conformation Capture. Nota riservata, progetto InterOmics. Modellazione e analisi statistica di segnali e immagini in genomica e systems biology. Project report WP1-CNR-ISTI, 2014.
 
 
Abstract
(English)
This document reports part of the WP1-ISTI unit activity in the framework of the national Flagship Project InterOmics, on the 3D chromatin structure analysis from Hi-C experiments. Compared with other methods presented in the literature, our approach uses a new solution model incorporating sound prior knowledge, and a new reconstruction criterion that does not require an explicit translation of the Hi-C data into Euclidean distances between pairs of genomic loci. This approach also allows us to solve the problem in a multiscale setting, by reconstructing significant fragments separately at high resolution and then putting them together through the same criterion applied to lower-resolution data.
Abstract
(Italiano)
Questo documento riporta l'analisi del problema, e un primo approccio alla soluzione, riguardo al programma di ricerca del WP1-ISTI InterOmics sull'analisi della struttura tridimensionale della fibra di cromatina all'interno del nucleo cellulare. Da un'analisi critica delle tecniche recentemente proposte in letteratura sulla base delle vastissime possibilità offerte dagli esperimenti Hi-C, è emerso che l'affidabilità e la significatività biologica dei risultati già ottenuti possono essere migliorate introducendo opportuna conoscenza a priori nella soluzione del problema. Quanto contenuto in questo rapporto costituisce la nostra prima risposta a queste esigenze, preliminare alla validazione definitiva delle procedure sviluppate, all'applicazione a dati significativi, e all'analisi dei risultati. Il nostro approccio parte da una considerazione sulla significatività dei dati iniziali che ci ha portato a formulare un nuovo tipo di criterio per il fit tra le configurazioni ricostruite e gli esperimenti. Il secondo aspetto del nostro intervento consiste nell'introduzione di conoscenza a priori sotto forma di un nuovo modello di soluzione su cui si possono forzare vincoli di tipo geometrico. Infine, dalla considerazione dell'esistenza di domini genomici che interagiscono poco tra di loro, viene anche fatta notare la possibilità di un approccio multiscala, che operi le ricostruzioni tridimensionali indipendentemente su diversi frammenti che possono poi essere sfruttati per ricostruire, ricorsivamente, tratti di catena più lunghi.
Subject Epigenetics
3D chromatin structure
Chromosome conformation capture
J.3 LIFE AND MEDICAL SCIENCES. Biology and Genetics


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