9月18日，國際學(xué)術(shù)期刊Nature Communications 在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院計算生物學(xué)研究所韓敬東組的最新研究論文Improved Nucleosome Positioning Algorithm iNPS for Accurate Nucleosome Positioning from Sequencing Data。該研究提出了從MNase測序數(shù)據(jù)中進(jìn)行核小體精確定位的最新改進(jìn)算法，并公開了該算法的應(yīng)用軟件包。
眾所周知，核小體是真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)單位，由基因組DNA以特殊的方式纏繞于組蛋白八聚體上形成。而核小體的分布與排列對細(xì)胞核內(nèi)DNA的空間高級結(jié)構(gòu)形成、DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和基因表達(dá)調(diào)控起著關(guān)鍵作用。因此，核小體的位置信息與基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)系是當(dāng)前表觀遺傳學(xué)的研究熱點。而隨著近年來大量的MNase測序數(shù)據(jù)的發(fā)表，使得該領(lǐng)域?qū)Ω行У暮诵◇w定位算法的需求更為迫切。韓敬東研究組的最新研究建立了更精確、穩(wěn)定、高效的核小體精確定位算法iNPS，對該領(lǐng)域的研究具有推動作用。
更為重要的是，iNPS不僅可用于核小體位置的鑒定，還可根據(jù)核小體的測序分布“峰形”對其進(jìn)行分類，并揭示了核小體的測序分布“峰形”與該位置轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合密度的相關(guān)性。此外，基于iNPS獲得的核小體定位信息可有助于分析不同細(xì)胞分化狀態(tài)下的核小體分布信號的變化，對于進(jìn)一步的生物學(xué)功能研究有著重要的作用。
最早的基于測序數(shù)據(jù)的核小體定位算法NPS于2008年由哈佛大學(xué)劉小樂研究組發(fā)表。韓敬東研究組吸收了NPS的理論核心算法，并在此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，提出了更精確有效的算法iNPS。與該領(lǐng)域的同類算法相比較，iNPS在高靈敏度、高魯棒性、高特異性、低假陽性率和使用便捷性等諸多方面有著綜合的優(yōu)勢。
計算生物學(xué)所博士研究生陳威中和原該所副研究員、現(xiàn)北京交通大學(xué)教授劉一為本文的共同第一作者，該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院和上海市科委等經(jīng)費的支持。
上海生科院提出改進(jìn)的核小體精確定位算法iNPS
