SPACE——第一個(gè)將ATAC-seq與臨床表型和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)整合的數(shù)據(jù)庫

發(fā)稿時(shí)間：2020-06-04來源：天昊生物

南通大學(xué)醫(yī)學(xué)院近日開發(fā)了一款數(shù)據(jù)庫Shiny Pan-cancer Accessible Chromatin Explorer (SPACE)，即“泛癌種可接近的染色質(zhì)瀏覽器”，這款數(shù)據(jù)庫將染色質(zhì)可及性和臨床表型及免疫微環(huán)境聯(lián)系起來，便于泛癌種的分析。小編試了一把果然酸爽?。?span>

非編碼“垃圾DNA”占我們基因組的98%，目前普遍認(rèn)為它在精確調(diào)控編碼基因以建立細(xì)胞身份方面發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用。功能性“垃圾DNA”的一個(gè)特征是它的可接近性。在癌細(xì)胞中，異常的染色質(zhì)可及性被認(rèn)為是主要的標(biāo)志之一。理解這些事件需要高通量篩選，例如使用測序檢測轉(zhuǎn)座酶可接近的染色質(zhì)(ATAC-seq)，這將生成令生物學(xué)家感到困惑的大規(guī)模數(shù)據(jù)。然而，現(xiàn)有的web工具只支持細(xì)胞系數(shù)據(jù)，缺乏高質(zhì)量的臨床表型或相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。因此，研究人員開發(fā)了SPACE數(shù)據(jù)庫，作為一個(gè)包含23個(gè)癌種404位患者的562,709個(gè)調(diào)控元件的全能web服務(wù)器。據(jù)我們所知，SPACE是第一個(gè)支持ATAC-seq分析的web應(yīng)用程序，并且具有相應(yīng)的臨床表型和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。

目前能夠提供6大分析模塊：

1.搜索模塊：該模塊允許用戶根據(jù)基因symbols或基因組區(qū)域搜索ATAC-seq peaks (n = 562,709)。在搜索結(jié)果中，用戶可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的峰值評(píng)分、注釋(如遠(yuǎn)端增強(qiáng)子、啟動(dòng)子和內(nèi)含子)，以及癌癥類型對查詢的peaks進(jìn)行排序（如下圖所示）。

2.調(diào)控模塊：在此模塊中，用戶可以輕松探索自己感興趣的peaks的調(diào)控作用。用戶可以確定該peak是否與超級(jí)增強(qiáng)子或癌癥表達(dá)的增強(qiáng)子重疊（如下圖所示）。TF板塊中整合了ENCODE項(xiàng)目的TFs的ChIP-seq數(shù)據(jù)和GEO的其他公共ChIP-seq數(shù)據(jù)。在順式調(diào)控板塊中，服務(wù)器自動(dòng)篩選與輸入基因共可接近的peaks，并預(yù)測潛在的順式調(diào)控peaks。在eQTL板塊中，用戶可以搜索自己感興趣的peaks的cis或trans eQTL。文獻(xiàn)挖掘板塊集成了已發(fā)表的、實(shí)驗(yàn)支持的增強(qiáng)子和從全文出版物中提取的變體。

3.臨床模塊：該模塊整合了23種癌癥類型404個(gè)樣本的ATAC-seq數(shù)據(jù)，以及匹配的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和臨床表型。用戶可以查看peaks的表達(dá)譜，并測試這些peaks是否與癌癥亞型、患者預(yù)后和臨床分期相關(guān)（如下圖所示）。T-SNE板塊允許用戶確定404個(gè)樣本中peaks的得分分布。用戶也可以進(jìn)行生存Cox回歸分析，其在臨床中被廣泛使用。

4.Pathway模塊：該模塊計(jì)算20,932個(gè)預(yù)先計(jì)算的通路特征與peak之間的關(guān)聯(lián)。用戶還可以對peak相關(guān)的基因進(jìn)行基因集富集分析。SPACE提供了熱圖、交互式火山圖和散點(diǎn)圖以可視化結(jié)果（如下圖所示）。

5.免疫微環(huán)境模塊：在該模塊中，用戶可以查詢peak，計(jì)算其與免疫微環(huán)境的關(guān)聯(lián)(64個(gè)免疫細(xì)胞或基質(zhì)細(xì)胞、24個(gè)免疫抑制劑、45個(gè)免疫刺激因子)。

6.相關(guān)性模塊：用戶可以探索輸入peak的潛在合作者(mRNA、lncRNA和miRNA)。同時(shí)還記錄了95個(gè)組蛋白(16個(gè)亞組，如染色質(zhì)重構(gòu))和1664個(gè)TFs(72個(gè)亞組，如T-box和MYB)。