Complete Reference Genome and Pangenome Expand Biologically Relevant Information for Genome-Wide DNA Methylation Analysis Using Short-Read Sequencing and Array Data
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background The new complete telomere-to-telomere human genome assembly, T2T-CHM13, and the first draft of the human pangenome reference provide unique opportunities to update the reference genome for epigenetics investigations and clinical research. However, it is largely unclear how these reference genome updates may impact DNA methylation (DNAm) analysis. Results Compared to the previous GRCh38 assembly, we found an average increase of 7.4% (range 5.4%–9.9% across samples and sequencing methods) in the number of CpGs genome-wide using T2T-CHM13 with data from four commonly used short-read sequencing DNAm profiling methods. The increase in number of CpGs facilitated discovery of 88 new differentially methylated CpGs within cancer driver genes in an epigenome-wide association study (EWAS) of colon cancer. Further, by aligning probe sequences from the commonly used and recently released Illumina DNAm arrays to T2T-CHM13 and GRCh38, we showed the enhanced utility of T2T-CHM13 for evaluation of potential probe cross-reactivity (i.e., where probes match multiple regions) and mismatch (i.e., where probes do not perfectly match the target region), resulting in the identification of new and more reproducible sets of unambiguous probes (i.e., probes uniquely mapping to the target region) (HM450K, n = 430,719; EPIC, n = 777,491; EPICv2, n = 859,216). In EWASs of 24 cancer types, an average of 945 additional differentially methylated CpG sites were identified in the new unambiguous probe set rather than in the GRCh38-based unambiguous probe set, with enrichments in cancer driver genes and cancer signaling pathways. Moreover, the pangenome called 4.5% more CpGs on average in short-read sequencing data than T2T-CHM13 and identified cross-population and population-specific unambiguous probes in DNAm arrays, owing to its improved representation of genetic diversity. These additional CpGs were overlapped with the promoters and gene bodies of various biologically and medically relevant genes and pangenome-based unambiguous probes can potentially facilitate the discovery of DNAm alterations in more than 200 cancer driver genes in each cancer type. Conclusions Use of T2T-CHM13 and pangenome references can benefit epigenome-wide association studies by including CpGs previously unobserved in short-read sequencing data and by improving the identification of unambiguous probes for DNAm arrays, thus expanding biologically relevant information. This study highlights the practical applications of T2T-CHM13 and pangenome for genome biology and provides a basis for expansion of epigenetics investigations.
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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 | 0,006 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,005 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,011 | 0,005 |
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 ».