Весь ROI — 2210 нм
137 CpG на 6500 парах оснований, координаты из hg38. Белок CRISPRoff в том же масштабе — та самая точка сверху, 0.45 % ширины кадра.
Открыть масштабные кадры →epi — редактирование эпигенома · C — CRISPRoff · me — через присоединение метильной группы
Эта страница — карта проекта: отсюда можно попасть в любой раздел — контекст исследования, разбор гена CD55, сырые данные метилирования по временным точкам и более широкие заметки о том, куда всё это ведёт.
Зачем изучать эпигеном, подход Write → Read → Learn, модельная система — CD55 в донорских T-клетках, лаборатории Aaron Streets и Fyodor Urnov, UC Berkeley.
Прежде чем смотреть на данные метилирования, стоит понимать, что вообще такое CD55 — молекулярный механизм, биология и клиническое значение гена.
Биология генаКак DAF разбирает C3-конвертазу, где ещё работает этот ген, CHAPLE-синдром vs PNH, разбор вариантов вроде rs2564978 — и чат с ИИ, если нужно копнуть глубже.
Открыть explorer →Одно и то же событие показано в разных размерностях — в истинном масштабе, объёмной моделью, по шагам и видео. Ниже живые превью, полные версии на отдельных страницах.
137 CpG на 6500 парах оснований, координаты из hg38. Белок CRISPRoff в том же масштабе — та самая точка сверху, 0.45 % ширины кадра.
Открыть масштабные кадры →Каждая сфера — один остаток или нуклеотид, объёмы доменов из молекулярных масс. Модель вращается: потяните её мышкой или пальцем.
Открыть объёмные модели →Фермент обрабатывает CpG по сторонам, а накрытые комплексом остаются чистыми. Это футпринт на CpG 74–78 из наших данных по CD55.
Открыть анимации механизма →Комплекс садится на мишень, расплетает ДНК, выворачивает цитозины и ставит метки. Под белком CpG остаются чистыми, затем белок уходит.
Открыть фильм с главами →Одна мишень, разные носители. След у обоих, но у ZFPoff он равен мишени (~20 п.н.), а у CRISPRoff шире (~28 п.н.) — он обязан удерживать ещё PAM.
Открыть сравнение с данными →Все визуализации по отдельности:
ZFPoff и CRISPRoff нацелены практически на одну точку промотора CD55 — их мишени перекрываются на 14 из 20 пар оснований — и несут одинаковую начинку. Отличается только модуль, который находит мишень, и это видно в данных.
Каждый столбик — отдельный CpG, ничего не усреднено. Провал начинается у 5′-края своей мишени у обеих систем, но у ZFPoff обрывается ровно на её конце (+106), а у CRISPRoff идёт дальше — через PAM и до +120.
Слева CRISPRoff, справа ZFPoff: посадка, метилирование и расхождение под белком.
Открыть ролик с главами →Прирост метилирования на каждом CpG: ZFPoff по горизонтали, CRISPRoff Day 6 по вертикали. Корреляция 0.844.
Открыть полное сравнение →Nanopore-секвенирование локуса CD55 с разрешением до одной молекулы, Unedited vs CRISPRoff-silenced, по временным точкам после редактирования.
Donor 0, 6 дней после CRISPRoff. Тепловые карты и профили по 137 CpG-сайтам, Unedited vs CRISPRoff.
Смотреть Day 6 → Данные · Day 35Другой донор, 35 дней после CRISPRoff. Та же логика Unedited vs CRISPRoff, более поздняя точка.
Смотреть Day 35 → СравнениеОба донора и оба таймпоинта рядом: охват, доля метилирования, дифференциальные CpG-сайты, модели.
Сравнить → Данные · EM-seqТот же донор и тот же день, что на странице Day 35, но другая химия — EM-seq вместо Nanopore. Один донор на все условия и реплики: цифры и буквы в именах образцов (NT_1B, ZFP_3A и т.д.) — это биологические и технические реплики, не разные доноры.
Смотреть EM-seq → Данные · K562Другая клеточная линия, сортировка по самому белку CD55 (LOW/HIGH), а не просто edited/unedited. ML-классификаторы, геномные координаты и проверка сигнала на T-клетках.
Смотреть K562 → Данные · ChIP-seqПубличные данные ENCODE ChIP-seq по K562 транскрипционным факторам поверх значимого CpG-кластера со страницы K562 — CTCF и NRF1 как кандидаты на «метилирование мешает связыванию».
Смотреть ChIP-seq → Справочник · ТФПофакторный каталог всех публичных ChIP-seq по регуляторам CD55 — прямые ENCODE-номера, запасные GEO-наборы, агрегаторы и честный список дыр.
Открыть каталог →Отдельные страницы показывают по одному набору данных. Браузер кладёт их на общую координатную ось: 6 500 п.н. вокруг CD55 и 137 CpG, мишени CRISPRoff и ZFPoff, транскрипционные факторы из ENCODE, профили метилирования и сами одномолекулярные прочтения. Треки включаются и выключаются, масштаб тянется от всей области до отдельных оснований.
Фрагмент из браузера: участок +20…+190 п.н. от TSS. На четырёх CpG, попадающих на протоспейсер и PAM, прирост метилирования падает примерно втрое — 15…26 п.п. против 50…85 п.п. у соседей. То же место, тот же провал воспроизводится независимо на День 6.
Метилирование после CRISPRoff не размазано ровным слоем: одни CpG уходят почти в ноль, а соседние в 30 п.н. едва двигаются. Здесь собрано, что публично известно про транскрипционные факторы на этом промоторе, и семь механизмов, которые объясняют форму профиля — почти все проверяются на данных, которые уже есть.
Карта промотора в масштабе, координаты гайда CRISPRoff относительно TSS, список публичных наборов данных с прямыми ссылками и план из шести анализов.
| Фактор | Сайт | Доказательства | Клетки | ENCODE ChIP-seq | Значимость для T-клеток |
|---|---|---|---|---|---|
| NF-κB (RELA / NFKB1) | предсказанный сайт в 2 kb 5′-фланка, подтверждён ChIP | ChIP с антителом к NF-κB и сайт-специфичными праймерами; мутагенез + люцифераза | LOVO / HCT116 (рак толстой кишки) | ENCSR000EAG RELA, GM12878 + TNFα | Средне-высокая. NF-κB централен при активации T-клеток. Важно: связывание индуцибельное — отсутствие пика в нестимулированных K562 ничего не доказывает. |
| TFCP2 | предсказанный сайт, 5′-фланк | Мутация сайта снижает активность промотора на 66%; нокдаун + ChIP | HCT116 / LOVO | ENCSR998OMC TFCP2, K562 (CETCh-seq, Snyder) | Пересмотрено. Раньше считалось, что публичного ChIP-seq нет вообще. Он есть — и именно в K562. Стоит первым в очереди на проверку в нашем окне. |
| KLF4 | парные CACCC: −106/−95 (A), −228/−214, −310/−302 (B), −567/−549, −667/−652 (C) | ChIP показывает занятость всех трёх сайтов A–C; урезанный промотор 190 п.н. с одним сайтом A даёт почти ту же активность, что полные 848 п.н. | HUVEC, репортёр в K562 | — в K562/T-клетках нет. В ENCODE только eGFP-KLF4 в HEK293. GEO: эндотелий, репрограммирование iPSC. KLF4 — all | Высокая. При активации CD4⁺ KLF4 падает синхронно с CD55 — значит занятость сайта зависит от того, как стимулировали донорские клетки. |
| CREB1 / p-CREB + CBP | CRE рядом с сайтами A, B и C | ChIP: p-CREB и CBP идут следом за KLF4 на всех трёх сайтах | HUVEC | ENCSR000BSO CREB1, K562 | Высокая. Путь идёт через аденилатциклазу, которую сам CD55 регулирует через C3aR/C5aR. В нашем окне K562 подтверждён паралог ATF1, а не сам CREB1. |
| SP1 | GC-бокс(ы), проксимальный промотор | Мутагенез промотора; конститутивная экспрессия мышиного Daf1 приписана SP1 | Huh7.5, спленоциты мыши | ENCSR000BKO SP1, K562 | Средняя. Сайты GC-богатые и содержат CpG — идеальный субстрат для CRISPRoff; классически считается, что метилирование связывание SP1 не блокирует. |
| HIF-1α (HIF1A) | апикальная индукция CD55 при гипоксии | HIF-зависимая индукция CD55; предполагаемые HRE в промоторе | кишечный эпителий | — в ENCODE нет. GEO: GSE145157 (HCT116, RKO, A549, H460, гипоксия 24 ч), MCF-7, DLD-1, GSE16347 HepG2.HIF1A — all | Низкая для T-клеток, но важна для любой гипоксичной культуры. Связывание требует гипоксии — нормоксический ChIP был бы неинформативен. |
| PU.1 (SPI1) | аллель-зависимый эффект промотора | Нокдаун SPI1 снижает активность промотора | моноцитарные модели | ENCSR000BGQ SPI1, GM12878 | Низкая для зрелых T-клеток: PU.1 в них практически молчит, поэтому отрицательный результат был бы ожидаем. Требует PMID — в исходном списке ссылки нет. |
| CTCF | пик в окне K562, CpG #43–86 | Не описан в литературе по CD55; найден в нашем собственном разборе ENCODE-треков | K562 | ENCSR000EGM CTCF, K562 | Главный механистический кандидат. Связывание прямо блокируется метилированием CpG в сайте — это механизм, а не корреляция. |
| NRF1 | пик в окне K562, CpG #13–43 | Не описан в литературе по CD55; найден в нашем разборе ENCODE-треков | K562 | ENCSR494TDU NRF1, K562 | Главный механистический кандидат. Учебниковый пример фактора, чувствительного к метилированию (Domcke 2015). |
| ATF1 | CRE (TGACGTCA) в окне промотора | Пик в K562 в нашем окне; семейство CREB/ATF, гетеродимеризуется с CREB1 | K562 | ATF1 — all | Это и есть ChIP-подтверждение «CREB»-гипотезы. CRE-модуль из литературы занят — просто под именем паралога. |
| AP-1 | сайт в проксимальном промоторе | Точечная мутация не повлияла на индукцию через HCV core | Huh7.5 | JUN — all | Низкая как доказательство, высокая как гипотеза: AP-1 — один из основных факторов активации T-клеток. |
Ни одна публикация не помещает на промотор CD55 NFAT, ETS1, RUNX1, TCF7/LEF1, GATA3, STAT5 или CTCF. Это отсутствие доказательств, а не доказательство отсутствия: вся механистика выше сделана на эндотелии, эпителии и линиях рака толстой кишки — в T-клетках этот промотор просто не изучали. Правильный ход — не спекулировать, а прогнать наше окно через ChIP-Atlas, ReMap и UniBind с фильтром по клеткам крови и посмотреть, что вернётся. Кстати, CTCF уже проверен на самом K562 в нашем собственном ChIP-seq-разборе — пика там нет, но это ещё не T-клетки.
chr1:207 320 854–207 321 372, внутри значимого кластера. Оба утверждения одновременно верными быть не могут, а CTCF — несущая конструкция гипотезы «метилирование мешает связыванию». Пока не проверено по сырому bigBed (bigBedToBed с hgdownload, а не сводный API), ни одна из двух формулировок не должна использоваться как установленный факт — ни здесь, ни в главе диссертации.Систематический скрининг 542 человеческих факторов методом methyl-SELEX дал более сложную картину, и она специфически важна для T-клеток: связывание семейств bHLH, bZIP и ETS метилирование подавляет за счёт стерического конфликта, а homeodomain, POU и NFAT, наоборот, предпочитают метилированный CpG. То есть метка, которую кладёт CRISPRoff, не выселяет всех подряд — она может перераспределить, кто вообще способен сесть на этот участок.
Тот же вопрос, что и выше, но не «кто сидит на промоторе», а «во что складывается сама ДНК»: G-квадруплексы, i-мотивы, Z-форма, R-петли, нуклеосомы и петли хроматина. Ни одна структура ещё не посчитана — страница честно держит пустые слоты и список того, что считается на уже имеющихся данных.
Смотреть структуры ДНК → Рабочие заметкиРастущий список конкретных экспериментов — CUT&RUN на CTCF/NRF1 в отсортированных фракциях, in vitro биохимия на метилированных олигодуплексах, single-molecule совместное считывание метилирования и занятости фактора, — которые превратили бы гипотезы этого раздела в доказанный механизм.
Смотреть Research Ideas/Todos →Прежде чем говорить, что CRISPRoff и ZFPoff что-то изменили, нужна базовая линия: сколько метилирования лежит на этих же 137 CpG в клетках, которых никто не трогал. Отдельная страница собирает публичные bisulfite (WGBS) и EM-seq данные ровно на наше окно 6 500 п.н. — в первую очередь Т-клетки и K562, а вместе с ними десятки других отсортированных типов человеческих клеток.
Каталог выверенных датасетов с прямыми ссылками в первичные репозитории, координаты в T2T и hg38 с переключателем между ними, ссылки, открывающие окно сразу в геномном браузере, и команды, которыми срез вырезается из удалённых файлов без их скачивания.
Первичные CD3⁺ из ENCODE; атлас метилирования человека Loyfer 2023 — глубокий WGBS по 39 отсортированным типам клеток, включая CD4, CD8 и наивные Т; отсортированная кровь BLUEPRINT; серия DEEP по дифференцировке CD4-памяти. Это и есть та самая базовая линия «до редактора».
Метилом K562 из ENCODE — тот самый, который берут за ground truth в бенчмарках нанопора, но это несортированная популяция, а не наши фракции CD55-LOW и CD55-HIGH. Рядом — парный эксперимент NEB: одна и та же ДНК NA12878, прогнанная и как EM-seq, и как WGBS, так что разницу платформ на нашем окне можно измерить, а не предположить.
Три вещи, которых своими данными не получить. Базовая линия: где промотор CD55 неметилирован по умолчанию, а где несёт метку и безо всякого редактирования. Проверка платформы: наши вызовы нанопоровые и модельно-зависимые, и совпадение с бисульфитом на тех же координатах говорит больше, чем любая внутренняя метрика. Контекст типа клеток: если базовая линия в Т-клетках и в K562 разная, то часть разницы между нашими наборами — это клетка, а не редактор.
Шире, чем метилирование: bulk RNA-seq (DICE, 91 донор), scRNA-seq и CITE-seq (Hao 2021 — мРНК и поверхностный белок CD55 на одной клетке), таймкурсы активации CD4⁺ (ENCODE GSE219319, Soskic 2022), WGBS/EM-seq, ATAC, CAGE и eQTL. Собран под конкретный вопрос — где взять парный сигнал «экспрессия ↔ метилирование», чтобы разблокировать модель on/off.
Смотреть каталог данных T-клеток →Всё выше — про один ген в донорских T-клетках. Эти две страницы берут ту же метку, CpG-метилирование, и спрашивают, что она делает за пределами моей темы. Обе — обзоры чужой литературы с оригинальными статьями и оговорками, а не мои данные.
Как клетка записывает собственный опыт: гиппокамп ставит и снимает метки за часы после обучения, T-клетка памяти реметилирует PDCD1, а истощённая оставляет его открытым навсегда, стресс оседает на FKBP5 и NR3C1. Главный вопрос страницы — что делает метку обратимой, а что запирает её.
Читать → Заметки · через поколенияПереживает ли метка границу между поколениями: голландский голод, дети выживших в Холокосте и геноциде тутси, мыши Dias & Ressler и Mansuy, барьер Вейсмана и два раунда стирания. Главный вопрос — доходит ли вообще что-нибудь до внука и метилирование ли это.
Читать →Отдельная страница разбирает современные геномные foundation-модели — от Enformer до Borzoi и AlphaGenome — и то, как их можно применить к нашему локусу: как ещё одну независимую проверку гипотез (CTCF/NRF1, направление метилирование→сайленсинг), как способ скринить будущие ZFP/CRISPRoff-мишени in silico, и как отправную точку для дообучения на реальном сигнале метилирования, а не только на последовательности ДНК.
Обзор Enformer, Nucleotide Transformer, HyenaDNA, Borzoi/Flashzoi, Evo/Evo2 и AlphaGenome с архитектурой и ссылками на первоисточники; восемь идей применения к CD55; архитектуры дообучения на ДНК + метилирование; и план следующего шага — модель «ДНК + метилирование → CD55 on/off» по RNA-seq.
AlphaGenome и Borzoi предсказывают ChIP-подобные треки по последовательности — их предсказанное связывание TF в окне #43–86/#13–43 можно сравнить с наблюдаемым сдвигом покрытия ещё до постановки CUT&RUN.
Прогонять кандидатные окна через AlphaGenome/Borzoi до wet-lab — заранее видеть предсказанный регуляторный off-target риск, не только генетический.
Четыре архитектурных пути дообучения Borzoi/Flashzoi на реальном сигнале метилирования (не только последовательности), и конкретный план two-tower модели, предсказывающей on/off по RNA-seq — с честно названным блокером: нужен парный RNA-seq для наших образцов.
Кроме наборов, уже разобранных на этом сайте, мы принимаем данные метилирования CD55 от других лабораторий, доноров и клеточных линий — чтобы прогнать их через тот же пайплайн epiCme и сопоставить с уже накопленной картой промотора, факторами и профилями on/off.
POD5 / FAST5 / FASTQ — мы выполним базовое вызывание и вызов CpG-метилирования на выбранном пороге достоверности через наш пайплайн epiCme, тот же, что использован для всех данных на этом сайте.
Готовые per-CpG таблицы (CSV/TSV, bedMethyl) — для прямого сравнения on/off клеток (отредактированные vs контроль) на тех же координатах, что и наши наборы K562 и T-клеток.
Ваши профили можно наложить на карту транскрипционных факторов, ChIP-seq треки и семь механизмов неровного метилирования, разобранные на страницах K562 и «Механизмы».
Демо-интерфейс формы: собирает метаданные образца по обоим типам данных и объясняет, как передать сами файлы — большие Nanopore-раны через браузер надёжно не передать.