表觀遺傳研究指南（二）

　　今年九月，對于基因組研究者們來說是一個具有紀念意義的月份，因為美國人類基因組研究院(NHGRI)資助的ENCODE項目在Nature，Genome Biology，Genome Research等雜志上公布了三十多份論文，還有在Science，Cell，以及the Journal of Biological Chemist上的一些功能性介紹論文。這一項目的研究人員對147細胞系進行了將近1,650次實驗，分子轉錄，轉錄因子結合，染色體拓撲結構，組蛋白修飾，DNA甲基化等多方面內容。

　　包含這些種種功能元件的就是表觀遺傳學，近年來科學家們越來越意識到這些元件特征在發育和疾病中的重要性，因此早在2008年，也就是NHGRI啟動ENCODE計劃的五年后，NIH又開始了第二項大規模圖譜繪制工程：表觀基因組學路線圖項目(Roadmap Epigenomics Program)，這一項目整理了61個“完整”的表觀基因組，并且未來還計劃進行更多的研究，比如8號人類表觀基因組圖集(Human Epigenome Atlas)。

　　目前這些項目的研究數據都已公開，許多研究組都在其中分子他們的目標基因，組織和興趣途徑，然而對于許多研究人員而言，要處理，分析并觀察這么多數據令人恐懼。那么具體來說，我們如何進行表觀遺傳研究呢，有哪些工具能幫助我們呢?

　　No.2 哪里找尋數據?

　　ENCODE項目數據地址為encodeproject.org，也可以在美國加州大學圣克魯斯分校(UCSC)基因組瀏覽器(genome.ucsc.edu)上通過選擇區域中激活ENCODE數據tracks來看到這些數據。

　　研究人員還可以從美國生物技術信息中心NCBI Gene Expression Omnibus (www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/roadmap/epigenomics)上查看和/或下載Roadmap Epigenome 數據，同樣UCSC基因組瀏覽器，或其他幾個更快的UCSC mirrors (比如www.epigenomebrowser.org))上尋找數據。

　　其它路線圖查看網站還包括托管在貝勒醫學院的人類表觀基因圖譜(www.genboree.org/ epigenomeatlas)，Roadmap Epigenomics Data Browser (www.roadmapepigenomics.org/data)，以及NCBI表觀基因組瀏覽器(www.ncbi.nlm.nih.gov /epigenomics)。

　　除此之外，華盛頓大學圣路易斯分校還有一些完全不同的數據――“新一代”瀏覽器www.ncbi.nlm.nih.gov/epigenomics (Nat Meth, 8:989-90, 2011)。這個WashU 表觀基因瀏覽器能幫助用戶獲得與UCSC瀏覽器標準基因組為中心的視圖以外的數據，比如說，同時了解某個途徑中所有基因(或啟動子，或3‘UTRs)。 “你可以進行多項類似谷歌地圖樣式的操作，從而能在這種相關的元數據中分析你的數據“，華盛頓大學醫學院的遺傳學家王婷(Ting Wang，音譯)說。

　　No.3 如何尋找目的基因的表觀基因修飾

　　所有的基因組和表觀基因組瀏覽器都能看到特殊基因組位置，UCSC瀏覽器用戶能通過頁面頂端的一個搜索窗口，定位某種基因(比如說BRCA1)或者基因組位點。之后這些數據就會根據信號強弱，或者基因組位置圖表形式顯示出來，并像所有UCSC瀏覽器tracks一樣，可以打開或關閉，向上或向下移動以簡化視圖。

　　而對于WashU表觀基因瀏覽器，在選擇了目的基因組之后(譬如人，小鼠，果蠅等)，用戶能通過點擊瀏覽器上浮動窗口中的Apps > Relocation，查看特殊的基因組位置。如果要同時查看某個途徑中的所有基因，那么可以滾動瀏覽器頁面底部的垂直菜單，選擇Genomic View > Gene Set View > KEGG Pathways (或者如果要找不相干的基因，就可以點擊Custom Gene Set)。例如，點擊“path:hsa03420”核苷酸切除修復途徑，獲得的結果會同時顯示68個來自此途徑的基因，即使它們位于不同染色體上。

　　這種特殊的瀏覽器視圖具有高度可配置性：可以在基因組heatmap個體數據軌道tracks上單擊鼠標右鍵，改變每一行的外觀;或者根據元數據排序，如表觀遺傳標記或細胞類型，通過點擊在瀏覽器右側的元數據heatmap就能實現這一點。這種瀏覽器還增加了一個有用的“遠程互動軌道(long- range interaction tracks)”的功能，從而用戶可以利用5C，HiCkory和ChIAPET這樣的技術來查看ENCODE項目中染色質相互作用數據，這些顯示在基因組tracks下方的“arcs”，能指出雖然距離遠，但物理位置接近的染色體區域。

　　“目前已有不少技術能用于分析染色質相互作用了……但卻沒有好方法來查看線性基因組瀏覽器中的(這些相互作用)，“Wang解釋道。

　　如果你這是感興趣于獨立的某些基因的表觀遺傳學狀態，那么也可以不通過基因組瀏覽器來查看――在人類表觀基因圖譜Human Epigenome Atlas 主頁上，有鏈接可以進入data matrix 頁面，之后選擇對應于興趣基因的數據集框，從乳腺腔上皮細胞，乳腺肌上皮細胞，與乳腺癌干細胞中選出六個MeDIP-Seq和MRE-Seq數據集(甲基化，或無甲基化)。在頁面頂端，單擊Selections > View In > Atlas Gene Browser。

　　然后在出現的頁面中，在基因搜索框里鍵入BRCA1在基因搜索框，頁面將會顯示基因23個外顯子，內含子，和啟動子的平均甲基化強度條形圖。而且還可以點擊 Add Gene ，選擇另外的基因(例如BRCA2)，或點擊Pathway Browser，添加同一途徑的其它基因。