Functional DNA methylation differences between tissues, cell types, and across individuals discovered using the M&M algorithm
Notice bibliographique
Résumé
DNA methylation plays key roles in diverse biological processes such as X chromosome inactivation, transposable element repression, genomic imprinting, and tissue-specific gene expression. Sequencing-based DNA methylation profiling provides an unprecedented opportunity to map and compare complete DNA methylomes. This includes one of the most widely applied technologies for measuring DNA methylation: methylated DNA immunoprecipitation followed by sequencing (MeDIP-seq), coupled with a complementary method, methylation-sensitive restriction enzyme sequencing (MRE-seq). A computational approach that integrates data from these two different but complementary assays and predicts methylation differences between samples has been unavailable. Here, we present a novel integrative statistical framework M&M (for integration of MeDIP-seq and MRE-seq) that dynamically scales, normalizes, and combines MeDIP-seq and MRE-seq data to detect differentially methylated regions. Using sample-matched whole-genome bisulfite sequencing (WGBS) as a gold standard, we demonstrate superior accuracy and reproducibility of M&M compared to existing analytical methods for MeDIP-seq data alone. M&M leverages the complementary nature of MeDIP-seq and MRE-seq data to allow rapid comparative analysis between whole methylomes at a fraction of the cost of WGBS. Comprehensive analysis of nineteen human DNA methylomes with M&M reveals distinct DNA methylation patterns among different tissue types, cell types, and individuals, potentially underscoring divergent epigenetic regulation at different scales of phenotypic diversity. We find that differential DNA methylation at enhancer elements, with concurrent changes in histone modifications and transcription factor binding, is common at the cell, tissue, and individual levels, whereas promoter methylation is more prominent in reinforcing fundamental tissue identities.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».