metilene3: выявление DMR между несколькими состояниями с авто-классификацией

ДНК-метилирование является важной эпигенетической меткой у многочисленных видов, и выявление дифференциально метилированных регионов (DMR) необходимо для понимания регулирования генома. Большинство существующих методов обнаружения DMR требуют предварительно заданных условий образцов, что ограничивает обнаружение новых эпигенетических паттернов, особенно когда принадлежность к группам неизвестна или сомнительна, как это часто бывает в клинических исследованиях. Кроме того, лишь немногие подходы позволяют сравнения между несколькими состояниями. Для устранения этого пробела мы представляем metilene 3 — метод для быстрого обнаружения DMR в нескольких состояниях, работающий в контролируемом (supervised) и неконтролируемом (unsupervised) режимах: с использованием меток, предоставленных пользователем, или с автономной кластеризацией немаркированных образцов. Сегментируя геном на основании нескольких попарных сигналов разницы метилирования, metilene 3 обеспечивает классификацию образцов и вывод эпигенетических отношений, опираясь на DMR. На моделированных и разнообразных человеческих наборах данных мы показали, что metilene 3 точно обнаруживает DMR, устойчиво кластеризует образцы и способен выявлять новые регуляторные элементы и стратификации образцов. В частности, в наборе данных по тканям поджелудочной железы metilene 3 выявляет DMR, обогащённые для ключевых факторов транскрипции, вовлечённых в развитие рака поджелудочной железы, что указывает на изменённую регуляторную программу NFKB–NFAT. В совокупности metilene 3 обеспечивает быстрое, интерпретируемое решение для изучения гетерогенных метиломов и обнаружения эпигенетических паттернов в сложных биологических и клинических наборах данных.