高通量测序揭示核小体能量学的简单模型

我们利用高通量测序获得的核小体图谱来研究内在组蛋白-DNA相互作用的序列特异性。与之前的方法不同，我们借鉴了经典一维有限尺寸粒子在任意外势中的流体与DNA结合的组蛋白八聚体阵列之间的类比。我们推导出一个解析解，可以直接从高通量实验中测量的核小体占有率推断核小体形成的自由能。然后，通过将自由能的序列特异性部分拟合为分配给单个核苷酸基序的能量之和来捕获它。我们开发了复杂度递增和空间分辨率递增的层次模型，确定核小体占有率可以通过核小体和连接子DNA序列之间单核苷酸和二核苷酸含量的系统性差异来解释，而周期性二核苷酸分布和更长的序列基序起次要作用。此外，在无核小体的情况下，对基因组DNA进行超声处理或微球菌核酸酶消化的对照实验也表现出相似的序列特征，这使得目前基于高通量核小体定位图谱的预测可能受到实验伪影的偏差。