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Enregistrement W4386994303 · doi:10.1186/s13072-023-00510-w

Elucidating disease-associated mechanisms triggered by pollutants via the epigenetic landscape using large-scale ChIP-Seq data

2023· article· en· W4386994303 sur OpenAlexfundno aff
Zhaonan Zou, Yuka Yoshimura, Yoshihiro Yamanishi, Shinya Oki

Notice bibliographique

RevueEpigenetics & Chromatin · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueEpigenetics and DNA Methylation
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesExploratory Research for Advanced TechnologyNational Bioscience Database CenterJapan Science and Technology AgencyJapan Society for the Promotion of ScienceInstitute of GeneticsPrecursory Research for Embryonic Science and TechnologyKyoto UniversityJapan Agency for Medical Research and Development
Mots-clésEpigeneticsBiologyScale (ratio)Human geneticsComputational biologyDiseaseEpigenomicsEpigenesisBioinformaticsDNA methylationGeneticsGeneMedicineGene expressionInternal medicineGeography

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Background Despite well-documented effects on human health, the action modes of environmental pollutants are incompletely understood. Although transcriptome-based approaches are widely used to predict associations between chemicals and disorders, the molecular cues regulating pollutant-derived gene expression changes remain unclear. Therefore, we developed a data-mining approach, termed “DAR-ChIPEA,” to identify transcription factors (TFs) playing pivotal roles in the action modes of pollutants. Methods Large-scale public ChIP-Seq data (human, n = 15,155; mouse, n = 13,156) were used to predict TFs that are enriched in the pollutant-induced differentially accessible genomic regions (DARs) obtained from epigenome analyses (ATAC-Seq). The resultant pollutant–TF matrices were then cross-referenced to a repository of TF–disorder associations to account for pollutant modes of action. We subsequently evaluated the performance of the proposed method using a chemical perturbation data set to compare the outputs of the DAR-ChIPEA and our previously developed differentially expressed gene (DEG)-ChIPEA methods using pollutant-induced DEGs as input. We then adopted the proposed method to predict disease-associated mechanisms triggered by pollutants. Results The proposed approach outperformed other methods using the area under the receiver operating characteristic curve score. The mean score of the proposed DAR-ChIPEA was significantly higher than that of our previously described DEG-ChIPEA (0.7287 vs. 0.7060; Q = 5.278 × 10 –42 ; two-tailed Wilcoxon rank-sum test). The proposed approach further predicted TF-driven modes of action upon pollutant exposure, indicating that (1) TFs regulating Th1/2 cell homeostasis are integral in the pathophysiology of tributyltin-induced allergic disorders; (2) fine particulates (PM 2.5 ) inhibit the binding of C/EBPs, Rela, and Spi1 to the genome, thereby perturbing normal blood cell differentiation and leading to immune dysfunction; and (3) lead induces fatty liver by disrupting the normal regulation of lipid metabolism by altering hepatic circadian rhythms. Conclusions Highlighting genome-wide chromatin change upon pollutant exposure to elucidate the epigenetic landscape of pollutant responses outperformed our previously described method that focuses on gene-adjacent domains only. Our approach has the potential to reveal pivotal TFs that mediate deleterious effects of pollutants, thereby facilitating the development of strategies to mitigate damage from environmental pollution.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,006

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,026
Tête enseignante GPT0,285
Écart entre enseignants0,259 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations6
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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