BIDCHIPS: bias decomposition and removal from ChIP-seq data clarifies true binding signal and its functional correlates
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Unraveling transcriptional regulatory networks is a central problem in molecular biology and, in this quest, chromatin immunoprecipitation and sequencing (ChIP-seq) technology has given us the unprecedented ability to identify sites of protein-DNA binding and histone modification genome wide. However, multiple systemic and procedural biases hinder harnessing the full potential of this technology. Previous studies have addressed this problem, but a thorough characterization of different, interacting biases on ChIP-seq signals is still lacking. RESULTS: Here, we present a novel framework where the genome-wide ChIP-seq signal is viewed as being quantifiably influenced by different, measurable sources of bias, which can then be computationally subtracted away. We use a compendium of 123 human ENCODE ChIP-seq datasets to build regression models that tell us how much of a ChIP-seq signal can be attributed to mappability, GC-content, chromatin accessibility, and factors represented in input DNA and IgG controls. When we use the model to separate out these non-binding influences from the ChIP-seq signal, we obtain a purified signal that associates better to TF-DNA-binding motifs than do other measures of peak significance. We also carry out a multiscale analysis that reveals how ChIP-seq signal biases differ across different scales. Finally, we investigate previously reported associations between gene expression and ChIP-seq signals at transcription start sites. We show that our model can be used to discriminate ChIP-seq signals that are truly related to gene expression from those that are merely correlated by virtue of bias-in particular, chromatin accessibility bias, which shows up in ChIP-seq signals and also relates to gene expression. CONCLUSIONS: Our study provides new insights into the behavior of ChIP-seq signal biases and proposes a novel mitigation framework that improves results compared to existing techniques. With ChIP-seq now being the central technology for studying transcriptional regulation, it is most crucial to accurately characterize, quantify, and adjust for the genome-wide effects of biases affecting ChIP-seq. Our study also emphasizes that properly accounting for confounders in ChIP-seq data is of paramount importance for obtaining biologically accurate insights into the workings of the complex regulatory mechanisms in living organisms. R and MATLAB packages implementing the framework can be obtained from http://www.perkinslab.ca/Software.html.
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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 | 0,003 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».