Μέρος 6: Χαρτογράφηση της επιγονιδιωματικής και μεταγραφικής αλληλεπίδρασης κατά τη διάρκεια του σχηματισμού μνήμης και της ανάκλησης στο σύνολο του Hippocampal Engram
Mar 22, 2022
ali.ma@wecistanche.com
Κάντε κλικ στοΤο στέλεχος Cistanche μπορεί να βελτιώσει τη μνήμη
βιβλιογραφικές αναφορές
1. Alberini CM Transcription Factors in Long-TermΜνήμηκαι Συναπτική Πλαστικότητα. Physiol. Rev 89, 1–46 (2014).
2. Josselyn SA, Köhler S & Frankland PW Εύρεση του εγγράμματος. Nat. Rev. Neurosci 16, 521–534 (2015). [PubMed: 26289572]
3. Albo Z & GräffJ Engram Excitement. Neuron 101, 198–200 (2019). [PubMed: 30653932]
4. Poo M. ming et al. Τι είναιμνήμη? Η παρούσα κατάσταση του εγγράμματος. BMC Biol (2016). doi:10.1186/s12915-016-0261-6
5. Guenthner CJ, Miyamichi K, Yang HH, Heller HC & Luo L Μόνιμη γενετική πρόσβαση σε παροδικά ενεργούς νευρώνες μέσω TRAP: Στοχευμένοι ανενεργοί πληθυσμοί ανασυνδυασμού. Neuron 78, 773–784 (2013). [PubMed: 23764283]
6. Denny CA et al. ΙππόκαμποςμνήμηΤα ίχνη διαμορφώνονται διαφορετικά από την εμπειρία, τον χρόνο και τη νευρογένεση των ενηλίκων. Neuron 83, 189–201 (2014). [PubMed: 24991962]
7. Ramirez S et al. Δημιουργία ψευδούςΜνήμηστον Ιππόκαμπο. Επιστήμη (80-.). 341, 819–824 (2013).
8. Khalaf O et al. Η επανενεργοποίηση των νευρώνων που προκαλούνται από την ανάκληση συμβάλλει στον απομακρυσμένο φόβομνήμηαπόσβεση. Επιστήμη (80-.). 1242, 1239–1242 (2018).
9. Levenson JM & Sweatt JD Επιγενετικοί μηχανισμοί σεμνήμησχηματισμός. Nat. Rev. Neurosci 6, 108–118 (2005). [PubMed: 15654323]
10. Gräff J et al. Επιγενετική εκκίνηση τουμνήμηενημέρωση κατά την επανενοποίηση για να μετριαστούν οι απομακρυσμένες μνήμες φόβου. Cell 156, 261–276 (2014). [PubMed: 24439381]
11. Nguyen TA et al. Λειτουργική σύγκριση υψηλής απόδοσης των δραστηριοτήτων προαγωγέα και ενισχυτή. Genome Res 26, 1023–1033 (2016). [PubMed: 27311442]
12. Malik AN et al. Ταυτοποίηση και χαρακτηρισμός λειτουργικών ενισχυτών που εξαρτώνται από τη νευρωνική δραστηριότητα σε όλο το γονιδίωμα. Nat Neurosci 17, 1330–1339 (2015).
13. Su Y et al. Η νευρωνική δραστηριότητα τροποποιεί το τοπίο προσβασιμότητας της χρωματίνης στον εγκέφαλο των ενηλίκων. Nat.Neurosci 20, 476–483 (2017). [PubMed: 28166220]
14. Rajarajan P, Gil SE, Brennand KJ & Akbarian S Οργάνωση και γνώση χωρικού γονιδιώματος. Nat. Rev. Neurosci 17, 681–691 (2016). [PubMed: 27708356]
15. Lieberman-Aiden E et al. Η ολοκληρωμένη χαρτογράφηση αλληλεπιδράσεων μεγάλης εμβέλειας αποκαλύπτει αρχές αναδίπλωσης του ανθρώπινου γονιδιώματος. Επιστήμη (80-.). (2009). doi:10.1126/science.1181369
16. Dekker J et al. Το έργο του 4D πυρηνικού. Φύση (2017). doi:10.1038/nature23884
17. Yu M & Ren B Η τρισδιάστατη οργάνωση των γονιδιωμάτων των θηλαστικών. Annu. Rev. Cell Dev. Biol (2017). doi:10.1146/annurevcellbio-100616-060531
18. Shlyueva D, Stampfel G & Stark A Μεταγραφικοί ενισχυτές: Από τις ιδιότητες στις προβλέψεις σε όλο το γονιδίωμα. Nat. Rev. Genet 15, 272–286 (2014). [PubMed: 24614317]
19. Nader K, Schafe GE & Le Doux JE Οι μνήμες φόβου απαιτούν πρωτεϊνική σύνθεση στην αμυγδαλή για επανασυγκράτηση μετά την ανάκτηση. Φύση (2000). doi: 10.1038/35021052
20. Rao-Ruiz P et al. Ειδικό για το Engram μεταγραφικό προφίλ των συμφραζομένωνμνήμηενοποίηση. Nat. Commun (2019). doi:10.1038/s41467-019-09960-x
21. Halder R et al. Οι αλλαγές μεθυλίωσης του DNA στα γονίδια πλαστικότητας συνοδεύουν το σχηματισμό και τη διατήρηση της μνήμης. Nat. Neurosci. 19, 102–110 (2015). [PubMed: 26656643]
22. Park CS, Rehrauer H & Mansuy IM ανάλυση γονιδιώματος ακετυλίωσης H4K5 που σχετίζεται με φόβομνήμησε ποντίκια. BMC Genomics (2013). doi:10.1186/1471-2164-14-539
23. Kim T et al. Εκτεταμένη μεταγραφή σε ενισχυτές που ρυθμίζονται από τη νευρωνική δραστηριότητα. Nature 465, 182– 187 (2010). [PubMed: 20393465]
24. Vierbuchen T et al. AP-1 Παράγοντες μεταγραφής και το σύμπλεγμα BAF μεσολαβούν στην επιλογή ενισχυτή που εξαρτάται από το σήμα. ΜοΙ. Cell 68, 1134–1146.e6 (2017). [PubMed: 29225033]
25. Weintraub AS et al. Το YY1 είναι ένας δομικός ρυθμιστής βρόχων ενισχυτή-προαγωγέα. Cell 171, 1573– 1588.e28 (2017). [PubMed: 29224777]
26. Bonev B et al. Τρισδιάστατη επανακαλωδίωση γονιδιώματος πολλαπλής κλίμακας κατά τη νευρωνική ανάπτυξη ποντικιού. Cell 171, 557–572.e24 (2017). [PubMed: 29053968]
Το Cistanche μπορεί να βελτιώσει τη μνήμη
27. Fernandez-Albert J et al. Άμεσες και αναβαλλόμενες επιγονιδιωματικές υπογραφές της in vivo νευρωνικής ενεργοποίησης στον ιππόκαμπο ποντικού. Nat. Neurosci (2019). doi:10.1038/s41593-019-0476-2
28. Yamada T et al. Η αισθητηριακή εμπειρία αναδιαμορφώνει την αρχιτεκτονική του γονιδιώματος σε νευρωνικό κύκλωμα για να οδηγήσει την κινητική μάθηση. Φύση (2019). doi:10.1038/s41586-019-1190-7
29. Schoenfelder S et al. Το πολυδύναμο ρυθμιστικό κύκλωμα που συνδέει τους προαγωγείς με τα στοιχεία αλληλεπίδρασης μεγάλης εμβέλειας. Genome Res. 25, 582–597 (2015). [PubMed: 25752748]
30. Sanyal A, Lajoie BR, Jain G & Dekker J Το τοπίο αλληλεπίδρασης μακράς εμβέλειας των προαγωγέων γονιδίων. Φύση (2012). doi:10.1038/nature11279
31. Joo JY, Schaukowitch K, Farbiak L, Kilaru G & Kim TK Ειδική συνδυαστική λειτουργικότητα νευρωνικών c-fos ενισχυτών για ερέθισμα. Nat. Neurosci (2015). doi:10.1038/nn.4170
32. Jaeger BN et al. Μια νέα μεταγραφική υπογραφή που προκαλείται από το περιβάλλον προβλέπει την αντιδραστικότητα σε μεμονωμένους οδοντωτούς κοκκώδεις νευρώνες. Nat. Commun (2018). doi:10.1038/s41467-018-05418-8
33. Tyssowski KM et al. Διαφορετικά μοτίβα νευρωνικής δραστηριότητας προκαλούν διαφορετικά προγράμματα γονιδιακής έκφρασης. Neuron (2018). doi:10.1016/j.neuron.2018.04.001
34. Gaidatzis D, Burger L, Florescu M & Stadler MB Ανάλυση ιντρονικών και εξωνικών αναγνώσεων σε δεδομένα RNA-seq χαρακτηρίζουν τη μεταγραφική και μετα-μεταγραφική ρύθμιση. Nat. Biotechnol (2015). doi:10.1038/nbt.3269
35. Chandra D et al. Οι υπομονάδες 4 του υποδοχέα GABAA μεσολαβούν στην εξωσυναπτική αναστολή στον θάλαμο και στην οδοντωτή έλικα και στη δράση της γκαβοξαδόλης. Proc. Natl. Ακαδ. Sci (2006). doi:10.1073/ pans.0604304103
36. Pignatelli M et al. Η κατάσταση διεγερσιμότητας κυττάρου Engram καθορίζει την αποτελεσματικότητα της ανάκτησης μνήμης. Neuron 101, 274–284.e5 (2019). [PubMed: 30551997]
37. Sun X et al. Λειτουργικά διακριτά νευρωνικά σύνολα εντός του εγγράμματος μνήμης. Cell (2020). doi:10.1016/j.cell.2020.02.055
38. Yuan A & Nixon RA Εξειδικευμένοι ρόλοι των πρωτεϊνών νευροινιδίων σε συνάψεις: Σχέση με νευροψυχιατρικές διαταραχές. Brain Research Bulletin (2016). doi:10.1016/j.brainresbull.2016.09.002
39. Bramham CR & Wells DG Δενδριτικό mRNA: μεταφορά, μετάφραση και λειτουργία. Nat. Rev. Neurosci 8, 776–789 (2007). [PubMed: 17848965]
40. Choi JH et al. Οι διαπεριφερειακοί συναπτικοί χάρτες μεταξύ των κυψελών εγγραμμάτων βρίσκονται στη βάσημνήμησχηματισμός. Επιστήμη (80-.). (2018). doi:10.1126/science.aas9204
41. Shi SH et αϊ. Ταχεία παροχή σπονδυλικής στήλης και ανακατανομή υποδοχέων AMPA μετά από ενεργοποίηση συναπτικού υποδοχέα NMDA. Επιστήμη (80-.). (1999). doi:10.1126/science.284.5421.1811
42. Ostroff LE, Fiala JC, Allwardt B & Harris KM Πολυριβοσώματα ανακατανέμονται από τους δενδριτικούς άξονες σε αγκάθια με διευρυμένες συνάψεις κατά τη διάρκεια της LTP σε αναπτυσσόμενες φέτες ιππόκαμπου αρουραίου. Neuron (2002). doi:10.1016/S0896-6273(02)00785-7
43. Chung SH et al. Το Zac1 παίζει βασικό ρόλο στην ανάπτυξη συγκεκριμένων νευρωνικών υποσυνόλων στην παρεγκεφαλίδα του ποντικού. Neural Dev (2011). doi:10.1186/1749-8104-6-25
44. Ravasi T et al. Ένας Άτλας Συνδυαστικού Μεταγραφικού Κανονισμού σε Ποντίκι και Άνθρωπο. Cell (2010). doi:10.1016/j.cell.2010.01.044
45. Schlisio S, Halperin T, Vidal M & Nevins JR Η αλληλεπίδραση YY1 με E2Fs, με τη μεσολάβηση RYBP, παρέχει έναν μηχανισμό για την ειδικότητα της λειτουργίας E2F. EMBO J 21, 5775–5786 (2002). [PubMed: 12411495]
46. Korb E, Wilkinson CL, Delgado RN, Lovero KL & Finkbeiner S Το τόξο στον πυρήνα ρυθμίζει την εξαρτώμενη από την PML μεταγραφή GluA1 και την ομοιοστατική πλαστικότητα. Nat. Neurosci (2013). doi:10.1038/nn.3429
47. Prickett AR et al. Η ανάλυση του γονιδιώματος και της γονικής ειδικής ανάλυσης της δέσμευσης του CTCF και του DNA της συνεζίνης στον εγκέφαλο ποντικιού αποκαλύπτει ένα μοτίβο δέσμευσης ειδικά για τον ιστό και μια συσχέτιση με εντυπωμένες διαφορικά μεθυλιωμένες περιοχές. Genome Res 23, 1624–1635 (2013). [PubMed: 23804403]
48. Kinde B, Wu DY, Greenberg ME & Gabel HW Η μεθυλίωση του DNA στο σώμα του γονιδίου επηρεάζει τη γονιδιακή καταστολή με τη μεσολάβηση MeCP2-. Proc. Natl. Ακαδ. Sci 113, 15114–15119 (2016). [PubMed: 27965390]
49. Buenrostro JD, Giresi PG, Zaba LC, Chang HY & Greenleaf WJ Μεταφορά φυσικής χρωματίνης για γρήγορο και ευαίσθητο επιγονιδιωματικό προφίλ ανοιχτής χρωματίνης, πρωτεϊνών σύνδεσης DNA και θέσης νουκλεοσώματος. Nat. Methods 10, 1213–1218 (2013). [PubMed: 24097267]
50. Langmead B & Salzberg SL Γρήγορη ευθυγράμμιση με κενό ανάγνωσης με Bowtie 2. Nat. Μέθοδοι (2012). doi:10.1038/nmeth.1923
51. Li H et al. Η μορφή Στοίχισης ακολουθίας/Χάρτης και τα εργαλεία SAM. Βιοπληροφορική (2009). doi:10.1093/bioinformatics/btp352
52. Zhang Y et al. Ανάλυση ChIP-Seq (MACS) βάσει μοντέλου. Genome Biol (2008). doi:10.1186/ GB-2008-9-9-r137
53. Stark R & Brown G DiffBind: ανάλυση διαφορικής δέσμευσης δεδομένων κορυφής ChIP-Seq. Cancer Res (2011). doi:10.1093/nar/gkv1191
54. Μέθοδος κανονικοποίησης κλιμάκωσης Robinson MD & Oshlack AA για ανάλυση διαφορικής έκφρασης δεδομένων RNA-seq. Genome Biol (2010). doi:10.1186/GB-2010-11-3-r25
55. Thorvaldsdóttir H, Robinson JT & Mesirov JP Integrative Genomics Viewer (IGV): Οπτικοποίηση και εξερεύνηση δεδομένων γονιδιωματικής υψηλής απόδοσης. Σύντομος. Bioinform (2013). doi:10.1093/bib/bbs017
56. Ernst J & Kellis M Ανακάλυψη κατάστασης χρωματίνης και σχολιασμός γονιδιώματος με ChromHMM. Nat. Protoc 12, 2478–2492 (2017). [PubMed: 29120462]
57. Benner C, Heinz S & Glass CK HOMER - Λογισμικό για ανακάλυψη μοτίβων και ανάλυση αλληλουχίας επόμενης γενιάς. Http://Homer.Ucsd.Edu/ (2017).
58. Schep AN et al. Τα δομημένα δακτυλικά αποτυπώματα νουκλεοσώματος επιτρέπουν τη χαρτογράφηση υψηλής ανάλυσης της αρχιτεκτονικής χρωματίνης εντός των ρυθμιστικών περιοχών. Genome Res (2015). doi:10.1101/gr.192294.115
59. Heinz S et al. Απλοί συνδυασμοί μεταγραφικών παραγόντων που καθορίζουν τη γενεαλογία αποτελούν πρωταρχικά ρυθμιστικά στοιχεία cis που απαιτούνται για ταυτότητες μακροφάγων και Β κυττάρων. ΜοΙ. Cell (2010). doi:10.1016/ j.molcel.2010.05.004
60. Trapnell C et al. Ανάλυση διαφορικής έκφρασης γονιδίου και μεταγραφής πειραμάτων RNA-seq με TopHat και Μανικετόκουμπα. Nat. Protoc (2012). doi:10.1038/nprot.2012.016
61. Robinson MD, McCarthy DJ & Smyth GK edgeR: A Bioconductor πακέτο για ανάλυση διαφορικής έκφρασης δεδομένων ψηφιακής γονιδιακής έκφρασης. Βιοπληροφορική (2009). doi:10.1093/ bioinformatics/btp616
62. Nagano T et al. Hi-C ενός κυττάρου για ανίχνευση σε όλο το γονιδίωμα αλληλεπιδράσεων χρωματίνης που συμβαίνουν ταυτόχρονα σε ένα μόνο κύτταρο. Nat. Protoc 10, 1986–2003 (2015). [PubMed: 26540590]
63. Wingett SW et al. HiCUP: ένας αγωγός για τη χαρτογράφηση και την επεξεργασία δεδομένων Hi-C. F1000Research (2015). doi:10.12688/f1000research.7334.1
64. Cairns J et al. Σικάγο: Ισχυρή ανίχνευση αλληλεπιδράσεων βρόχου DNA στα δεδομένα Capture Hi-C. Genome Biol 17, 1–17 (2016). [PubMed: 26753840]
65. Kagey MH et al. Ο μεσολαβητής και η συνεζίνη συνδέουν τη γονιδιακή έκφραση και την αρχιτεκτονική της χρωματίνης. Φύση (2010). doi:10.1038/nature09380
Εικ. 1. Χρονική και χωρική αναγνώριση ενεργοποιημένων και επανενεργοποιημένων κυττάρων εγγραμμάτων.
(α) Σχηματική αναπαράσταση του πειραματικού σχεδίου. Τα ποντίκια TRAP αρχικά εκτέθηκαν σε εκπαίδευση στην οποία ένα ερεθισμένο ερέθισμα (πλαίσιο) και άνευ όρων (σόκ στο πόδι, FS) συνδυάστηκαν μέσα σε ένα σύντομο χρονικό διάστημα έκθεσης σε 4-Υδροξυταμοξιφαίνη (TAM). Τέσσερις διαφορετικοί πληθυσμοί νευρώνων (Βασικός, Ενεργοποιημένος -πρώιμος, Ενεργοποιημένος -όψιμος και Επανενεργοποιημένος) ταξινομήθηκαν με κυτταρόμετρο ροής και υποβλήθηκαν σε προετοιμασία βιβλιοθήκης για nRNA-seq, ATAC-seq, Hi-C και pc-HiC.
(β) Αντιπροσωπευτικές εικόνες (DG) και ποσοτικοποιήσεις ολόκληρου του ιππόκαμπου του eYFP συν νευρώνων μετά από θεραπεία με TAM σε οικιακό κλωβό (πρωτογενείς, n=4 ποντίκια/6 φέτες ανά ζώο), 1,5 ώρα (Ενεργοποιήθηκε – νωρίς, n {{4 }} ποντίκια/4 φέτες ανά ζώο) και 5 ημέρες (Ενεργοποιημένο –όψιμο, n=4 ποντίκια/8 φέτες ανά ζώο) μετά την έκθεση μετά από FS. Η γραμμή κλίμακας αντιπροσωπεύει 200 μm. Το διάγραμμα κουκκίδας υποδεικνύει τη μέση τιμή και τις γραμμές σφάλματος (SEM), μονόδρομη ANOVA (παραμετρική, μη ζευγαρωμένη), F (2, 70)=240.3, P<0.0001. bonferroni's="" multiple="" comparisons="" test;="" hc="" vs.="" early="" ***p="0.0007," hc="" vs.="" late****p="" <="" 0.0001,="" early="" vs.="" late="" ****p="" <="">
(γ) Ποσοτικοποιήσεις Ενεργοποιημένων-όψιμων και Επανενεργοποιημένων νευρώνων στον ιππόκαμπο σε δύο πειραματικές ομάδες. CFC με (CFC συν TAM, n {{0}} ποντίκια/8 φέτες ανά ζώο) ή χωρίς (CFC NO-TAM, n=4 ποντίκια/6 φέτες ανά ζώο) χορήγηση ταμοξιφαίνης. Το διάγραμμα κουκκίδας υποδεικνύει τη μέση τιμή και τις γραμμές σφάλματος (SEM), μη ζευγαρωμένο Student's t-test διπλής όψης, Ενεργοποιημένο – καθυστερημένο. t=25.65, df=47, Επανενεργοποιήθηκε; t=11.00, df=52, ****P <>
(δ) Αντιπροσωπευτικές εικόνες και ποσοτικοποιήσεις από διαφορετικές περιοχές του ιππόκαμπου. Ο αριθμός των θετικών πυρήνων αναλύθηκε χρησιμοποιώντας IMARIS (βλέπε μεθόδους) από τις ΓΔ, CA1 και CA3. Η γραμμή κλίμακας αντιπροσωπεύει 100 μm. n=5 ποντίκια/ Ενεργοποιήθηκαν –πρώιμα: 6 φέτες ανά ζώο, n=6 ποντίκια/ Ενεργοποιήθηκαν –όψιμα: 6 Επανενεργοποιήθηκαν: 6 φέτες ανά ζώο. Το διάγραμμα κουκκίδας υποδεικνύει τη μέση τιμή και τις γραμμές σφάλματος (SEM), μονόδρομη ANOVA (παραμετρική, μη ζευγαρωμένη), Early; F (2, 42)=13.46. Αργά; F (2, 95)=556.3. Επανενεργοποιήθηκε. F (2, 89)=83.53. Όλα τα P < 0,0001.="" δοκιμή="" πολλαπλών="" συγκρίσεων="" bonferroni,="" *p="0.029," **p="0.0075," ***p="0.0009,">< 0.0001.="" (e)="" valuation="" of="" context="" effects="" on="" the="" number="" and="" the="" distribution="" of="" hippocampal="">μνήμηίχνη.
(στ) Ποσοτικοποιήσεις των Ενεργοποιημένων -όψιμων και Επανενεργοποιημένων νευρώνων στην ομάδα ΑΒ (n=6 ποντίκια/ 6 φέτες ανά ζώο), σε σύγκριση με την ομάδα ΑΑ (n=5 ποντίκια/ 6 φέτες ανά ζώο). Η κουκκίδα δείχνει τη μέση τιμή και τις γραμμές σφάλματος (SEM), μη ζευγαρωμένο Student's t-test διπλής όψης, Activated –late; t=0.08292, df=59, P=0.9342. Επανενεργοποιήθηκε. t=8.385, df=57, ****P< 0.0001.n.s="">
Εικ. 2. Τοπίο προσβασιμότητας χρωματίνης κατά τον σχηματισμό και την ανάκληση μνήμης.
(α) Οι διαφορικές προσβάσιμες περιοχές (DAR) εμφανίζονται σε μια γραφική παράσταση ηφαιστείου (Συγκρίσεις κατά ζεύγη, FDR < 0.01;="" αλλαγές="" αναδίπλωσης=""> 1,5), n=3 βιολογικά ανεξάρτητα δείγματα. (β) Ανάλυση της κοινής κερδισμένης-προσβάσιμης περιοχής (σταθερή), που αποκτήθηκε 90 λεπτά μετά το FS (Ενεργοποιήθηκε - νωρίς), που παραμένει προσβάσιμη στην όψιμη κατάσταση ενοποίησης (Ενεργοποιήθηκε - αργά) και ανάκλησης (Επανενεργοποιήθηκε). Τα επικαλυπτόμενα σταθερά DAR λήφθηκαν υπόψη μόνο εάν εμφανίζονταν σε τουλάχιστον 2 βιολογικές επαναλήψεις σε μια δεδομένη κατάσταση.
(γ) Αντιπροσωπευτικά ίχνη προγράμματος περιήγησης γονιδιώματος IGV του τόπου Arc.
(δ) Ανάλυση σχολιασμού (HOMER tools) για όλα τα DAR. Οι αριθμοί στον άξονα y υποδεικνύουν τις τιμές αναλογίας Log2 των παρατηρούμενων τόπων (αριθμός DARs) σε σχέση με το αναμενόμενο (συνολικό μέγεθος (bp)) των TTS, εξονίων, ιντρονίων, διαγονιδιακών και προαγωγέων. Η τιμή P υπολογίστηκε από τον HOMER
εργαλεία; Βασική έναντι ενεργοποιημένης -πρώιμης (Διαγονική *P=1.73 × 10−103), Ενεργοποιημένη -πρώιμη έναντι Ενεργοποιημένη -όψιμη (TTS *P=0.0339, Προαγωγέας *P {{9} }.48 × 10−39), Ενεργοποιημένο -όψιμο έναντι Επανενεργοποιημένου (Promoter *P=2.48 × 10−6), σταθερό (Intergenic *P=0.0358).
(ε) Καταστάσεις εκπομπών τροποποίησης ιστόνης (αριστερά) και προσφορές ανάλυσης εμπλουτισμού έναντι εκπομπών χρησιμοποιώντας ChromHMM. Κλίμακα εμπλουτισμού διπλώματος (FE) {{0}}–30. Η τιμή και η τιμή p καθορίστηκαν από την τιμή z-score (όπως υπολογίζεται στα Εκτεταμένα Δεδομένα Σχήμα 2γ). Η πλήρης ανάλυση αναφέρεται στον συμπληρωματικό πίνακα 3. *P < 0,00001,="" αναφέρεται="" μόνο="" για="" εμπλουτισμένες="" τιμές="" (δεν="" έχει="">
(στ) Chip-qPCR. Τα δείγματα ανοσοκατακρημνίστηκαν με αντισώματα έναντι του H3K27ac ή του H3K4me1 και υποβλήθηκαν σε PCR πραγματικού χρόνου με δύο σετ εκκινητών για αναγνωρισμένους πιθανούς ενισχυτές. H3K27ac: n=4, H3K4me1 n=3, Το διάγραμμα κουκίδων υποδεικνύει τη μέση τιμή και τις γραμμές σφάλματος (SEM), μονόδρομη ANOVA (παραμετρική, μη ζευγαρωμένη) με τη δοκιμή πολλαπλών συγκρίσεων Dunnett, Enhancer 1. H3K27ac - F (3, 12)=4.664, P=0.02, (Βασική έναντι ενεργοποιημένης-όψιμη *P=0.0246, Βασική έναντι επανενεργοποιημένης * P=0.0232), H3K4me1 - F (3, 8)=0.845, P=0.506. Ενισχυτής 2; H3K27ac - F (3, 12)=5.221, P=0.0155, (Βασική έναντι ενεργοποιημένης -όψιμη **P=0.0059), H3K4me1 - F (3, 8)=1.719, P=0.24. Ενισχυτής 3; H3K27ac - F (3, 12)=29.91, P < 0.0001,="" h3k4me1="" -="" f="" (3,="" 8)="10.39," p="0.0039," (="" basal="" vs.="" ενισχυτής="" 4;="" h3k27ac="" -="" f="" (3,="" 12)="6.273," p="0.0083," (βασική="" έναντι="" ενεργοποιημένης="" -όψιμη="" **p="0.007," βασική="" έναντι="" επανενεργοποιημένης="" *p="" {="" {102}}.0152),="" h3k4me1="" -="" f="" (3,="" 8)="9.901," p="0.0045," (basal="" vs.="" reactivated="" **p="0">
Εικ. 3. Εναλλαγή υποδιαμερίσματος στις διάφορες φάσεις τουμνήμησχηματισμός και ανάκληση.
(α) Ο χάρτης θερμότητας συσχέτισης Hi-C αντιπροσωπεύει τη διαμερισματοποίηση του chr6 για Βασικά, Ενεργοποιημένα - πρώιμα και Ενεργοποιημένα -όψιμα κύτταρα. Διαμερίσματα υπολογισμένα από τον Juicer σε ανάλυση 500 kb (παρατηρήθηκε-αναμενόμενο κανονικοποιημένο).
Ενεργοποιήθηκε - αργά). Ο διακόπτης διαμερίσματος λήφθηκε υπόψη μόνο εάν μια αρνητική τιμή μετατράπηκε σε θετική τιμή και αντίστροφα.
(γ) Αντιπροσωπευτικές εικόνες από το πρόγραμμα περιήγησης IGV που εμφανίζει σταθερή εναλλαγή διαμερίσματος από το Α στο Β (επάνω πίνακα) και το Β στο Α (κάτω πίνακας) σε διάφοραμνήμηφάσεις.
(δ) Ανάλυση επικάλυψης μεταξύ DAR στην πρώιμη φάση (Βασική έναντι Ενεργοποιημένης –πρώιμη) και σταθερού διαμερίσματος μεταγωγής. Το αριστερό διάγραμμα Venn δείχνει τα κερδισμένα DAR και το σταθερό διαμέρισμα που αλλάζει από το Β στο Α. Δεξιά, το διάγραμμα Venn δείχνει τα χαμένα DAR και το σταθερό διαμέρισμα που αλλάζει από το Α στο Β.
(ε) Απεικόνιση των αλληλεπιδράσεων διακόπτη διαμερίσματος που προκαλείται από δραστηριότητα και ειδικών αλληλεπιδράσεων προαγωγέα-ενισχυτών.
Εικ. 4. Οι προαγωγείς αλληλεπιδρούν πιο συχνά με ένα ξεχωριστό υποσύνολο ενισχυτών κατά τη διάρκεια του καθενός
(α) Ο χάρτης θερμότητας αντιπροσωπεύει τη βαθμολογία αλληλεπίδρασης όπως ορίζεται από το Σικάγο, για κάθε πληθυσμό. Βασικά: n=3, Ενεργοποιημένα -πρώιμα, Ενεργοποιημένα -όψιμα και Επανενεργοποιημένα: n=4 βιολογικά ανεξάρτητα δείγματα.
(β) Τα διαγράμματα βιολιού δείχνουν την κατανομή και την ένταση (log10 κλίμακα) της αλληλεπίδρασης που είτε ήταν μοναδικά είτε κοινοποιήθηκαν σε τουλάχιστον 3 πληθυσμούς (κοινοί). Μονόδρομη ANOVA (παραμετρική, μη ζευγαρωμένη), F (4, 57922)=2364, P < 0.0001.="" τεστ="" πολλαπλών="" συγκρίσεων="" του="" bonferroni,="" ns="μη" σημαντικό="" (p="0.7659)," *p=""><>
(γ) Συχνότητα αλληλεπίδρασης προαγωγέα-ενισχυτή όπως μετρήθηκε με 3C-qPCR για επιλεγμένους τόπους. Τέσσερα σετ εκκινητών που περιλαμβάνουν την αλληλεπίδραση μεταξύ του προαγωγέα-ενισχυτή (Ρ/Ε) και τριών τυχαίων θέσεων εντός του βρόχου (Ρ/Εϊν), εκτός του βρόχου (Ρ/Εουτ) και στον προαγωγέα (Ρ/Εϊη).
Οι αναγνώσεις κανονικοποιήθηκαν στις τιμές αλληλεπίδρασης προαγωγέα-ενισχυτή του γονιδίου οικιακής φροντίδας Actin. n=3 βιολογικά ανεξάρτητα δείγματα. Τα δεδομένα παρουσιάζονται ως μέσες τιμές με γραμμές σφάλματος υποδεικνύουν το SEM, αμφίδρομη ANOVA. Eif3d; πληθυσμός × τοποθεσία αλληλεπίδρασης (F
(9, 32)=1.917, P=0.0851), επίδραση μόνο της τοποθεσίας αλληλεπίδρασης (F (3, 32)=22.64, P < 0,0001).="" grik3;="" πληθυσμός="" ×="" τοποθεσία="" αλληλεπίδρασης="" f="" (9,="" 32)="0.1716." δοκιμή="" πολλαπλών="" συγκρίσεων="" bonferroni,="" p/e="" basal="" vs.="" reactivated="" **p="">
(δ) Αντιπροσωπευτικά γεγονότα εκκίνησης του τόπου Eif5a. Τα κομμάτια του προγράμματος περιήγησης IGV Genome παρουσιάζουν δυναμική προσβασιμότητας χρωματίνης (χρωματιστά κομμάτια) στον προωθητή (γκρι ορθογώνιο) και ενισχυτές (μπλε ορθογώνιο). Τα κομμάτια του προγράμματος περιήγησης WashU παρουσιάζουν σημαντική αλληλεπίδραση προαγωγέα-ενισχυτή μέσω τόξων (μωβ - Βασικό, ανοιχτό πράσινο - Ενεργοποιημένο - πρώιμο, σκούρο πράσινο - Ενεργοποιημένο - αργά και πορτοκαλί - Επανενεργοποιημένο).
Εικ. 5. Μεταγραφική υπογραφή ενεργοποιημένων νευρώνων εγγραμμάτων
(α) Ανάλυση κατά ζεύγη των DEGs από ποντίκια παγίδας ιππόκαμπου που εκτέθηκαν σε CFC παρουσιάζονται σε μια γραφική παράσταση ηφαιστείου (FDR<0.01; log2fc="" >="" 2).="" n="3" biologically="" independent="">
χωρίς ζεύγη), ακολουθούμενη από τη δοκιμή πολλαπλής σύγκρισης του Bonferroni. Dw–Late; F (3, 1032)=42.19, Up-Late; F (3, 280)=752.5, Σταθερό; F (3, 764)=92.28, Reactivation; F (3, 1744) =597.4. Όλα τα P < 0,0001.="" δοκιμή="" πολλαπλών="" συγκρίσεων,="" ns="μη" σημαντικό,="" ***p="">< 0,0001.="" (δ)="" ανάλυση="" γονιδιακής="" οντολογίας="" (go)="" (toppfun)="" για="" deg="" που="" εντοπίστηκαν="" σε="" κάθε="" συστάδα.="" (ε)="" αντιπροσωπευτικά="" deg="" από="" κάθε="" cluster.="" το="" log2fc="" από="" τη="" βασική="" κατάσταση="" παρουσιάζεται="" σε="" τρία="" βιολογικά="" αντίγραφα.="" η="" γραμμή="" αντιπροσωπεύει="" τον="" υπολογισμένο="" μέσο="" όρο.="" n="3" βιολογικά="" ανεξάρτητα="" δείγματα,="" μονόδρομη="" anova="" (παραμετρική,="" μη="" ζευγαρωμένη)="" με="" δοκιμή="" πολλαπλών="" συγκρίσεων="" dunnett,="" ns="μη" σημαντική.="" gad1;="" f="" (3,="" 8)="4.387," p="0.04." *p="0.0268." gabrb3;="" f="" (3,="" 8)="6.184," p="0.0177." *p="0.0441." υπόλοιπο;="" f="" (3,="" 8)="23.23," p="0.0003." ***p="0.0268." map4k4;="" f="" (3,="" 8)="6.244," p="0.0172." *p="0.0151." nefl;f="" (3,="" 8)="12.06," p="0.0024." **p="0.0059," **p="0.0014." nefh;="" f="" (3,="" 8)="21.50," p="0.0003." *p="0.016," ***p="0.0008," ***p="0.0002." eif5a;="" f="" (3,="" 8)="8.482," p="0.0072." **p="0.004." eif4h;="" f="" (3,="" 8)="26.58," p{102}}.0002.="" ***p="">
Το Cistanche μπορεί να βελτιώσει τη μνήμη
(στ) Αντιπροσωπευτικές εικόνες και ποσοτικοποίηση των επιπέδων πρωτεΐνης Eif4e από το Activated -early, Activated -late, and Reactivated. Για ποσοτικοποίηση, κατασκευάστηκαν δύο ξεχωριστές επιφάνειες στο IMARIS. κυτταρικό σώμα και δενδριτικό άξονα. Ο αριθμός των σημείων Eif4e μετρήθηκε μόνο σε αυτά τα όρια επιφανειών. Τα δεδομένα για τον δενδριτικό άξονα παρουσιάζονται ως λόγος μεταξύ του αριθμού και του μήκους (μM). Η γραμμή κλίμακας αντιπροσωπεύει 10 μm. n=4 ποντίκια /5 τομή ανά ζώο, το τετραγωνίδιο υποδεικνύει τη μέση, τεταρτημοριακή περιοχή και την ελάχιστη και μέγιστη, μονόδρομη ANOVA (παραμετρική, μη ζευγαρωμένη), Άξονας. F (2, 28)=5.113, P=0.0128. Soma; F (2, 43)=3.026, P=0.0589. Τεστ πολλαπλών συγκρίσεων του Bonferroni. Αξονας; Ενεργοποιήθηκε -πρώιμη έναντι επανενεργοποίησης *P=0.0324, Ενεργοποιήθηκε -όψιμη έναντι επανενεργοποίησης *P=0.0324
(ζ) Αντιπροσωπευτικές εικόνες (αριστερό πλαίσιο) και ποσοτικοποίηση (δεξιό πλαίσιο) των επιπέδων πρωτεΐνης Gria1, κατά τη διάρκεια διαφορετικών φάσεωνμνήμη. Τρεις πληθυσμοί νευρώνων (Ενεργοποιημένος -πρώιμος, Ενεργοποιημένος -όψιμος και Επανενεργοποιημένος) αναλύθηκαν, με βάση την ανοσοαντιδραστικότητα του eYFP και του ενδογενούς Arc. Για ποσοτικοποίηση, οι επιφάνειες MARIS κατασκευάστηκαν στον δενδριτικό άξονα και ο αριθμός των σημείων GRIA1 μετρήθηκε μόνο στα όρια της επιφάνειας (<1μm threshold).="" data="" is="" presented="" as="" a="" ratio="" between="" several="" puncta="" and="" the="" shaft="" length.="" the="" scale="" bar="" represents="" 10="" μm.="" n="4" mice="" section="" per="" animal,="" boxplot="" indicates="" the="" mean,="" interquartile="" range,="" and="" the="" minimum="" and="" maximum,="" one-way="" anova,="" f="" (2,="" 16)="15.22," p="0.0002." bonferroni's="" multiple="" comparisons="" test,="" **p="0.002," ***p="">
Εικ. 6. Διαδοχικός επαναπρογραμματισμός προσβασιμότητας χρωματίνης, αλληλεπιδράσεις προαγωγέα-ενισχυτή και
Τα γραφήματα γραμμής για κάθε σύμπλεγμα K-means δείχνουν τον μέσο όρο (κλίμακα log2) των (α) μεταγραφικών αλλαγών (p-τιμές όπως αναφέρονται στην Εικ. 5c, μέσος όρος n=3 βιολογικά ανεξάρτητων δειγμάτων) (β) προσβασιμότητα χρωματίνης ( κανονικοποιημένες τιμές RPKM, μέσος όρος n=3 βιολογικά ανεξάρτητων δειγμάτων) και (γ) βαθμολογίες αλληλεπίδρασης προαγωγέα-ενισχυτή (όπως υπολογίζεται από το Σικάγο, μέση βασική: n=3, Ενεργοποιήθηκε -πρώιμα, Ενεργοποιήθηκε -όψιμη και Επανενεργοποιήθηκε : n=4 βιολογικά ανεξάρτητα δείγματα) Επαναλαμβανόμενες μετρήσεις μονόδρομη ANOVA (μεταξύ ομάδων).
638,7. Σταθερός; F (2.437, 4504)=717.9. Επανενεργοποίηση; F (2.434, 8481) {{10}}. Όλα τα P < 0.0001.="" βαθμολογίες="" αλληλεπίδρασης;="" dw-late;="" f="" (2.833,="" 7054)="46.86." up-late;="" f="" (2.94,="" 5442)="14.87." σταθερός;="" f="" (2.91,="" 5702)="21.5." επανενεργοποίηση;="" f="" (2.86,="" 11188)="44.94." όλα="" τα="" p="">< 0,0001.="" δοκιμή="" πολλαπλών="" συγκρίσεων="" bonferroni,="" ***p=""><>
(δε) Χαρακτηρισμός εμπλουτισμού μοτίβου σε αλληλεπιδρώντες ενισχυτές, σε κάθε ομάδα. Το ChromHMM χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία των καταστάσεων εκπομπής χρησιμοποιώντας τη βάση δεδομένων μοτίβων HOEMR (Egr1, Ap1, Slug, Plagl1, Hic2, Rest, CTCF, Yy1, Mecp2) και προηγούμενα δημοσιευμένα δεδομένα ChIP-seq (Ap1-Junb12, CTCF47, Mecp248). Τέσσερις καταστάσεις ταυτοποιήθηκαν ως i) έλεγχος – τυχαία δειγματοληψία γονιδιώματος, ii) ισχυροί καταστολείς iii) δισθενής iv) ισχυρός ενεργοποιητής. Κλίμακα εμπλουτισμού διπλώματος (FE)
0.15–20.