EBER相关启动子接触位点标记了EBV阳性B细胞中可及但转录受限的RNAPII启动子枢纽

《Epigenetics & Chromatin》：EBER-associated promoter contacts mark accessible but transcriptionally constrained RNAPII promoter hubs in EBV-positive B cells

　　

摘要

爱泼斯坦-巴尔病毒（EBV）编码的小RNA（EBERs）是大量存在于病毒中的非编码RNA，它们会与宿主染色质发生结合，但这些结合对启动子功能的影响尚不清楚。我们重新分析了GSE281522数据，该数据来自EBV阳性的GM12878细胞，在去除EBERs后结合了RNA–DNA接触分析、RNAPII ChIA-PET实验、RNA测序以及内部ATAC测序数据。根据去除EBERs后与RNAPIII相关的启动子环化信号的变化情况，我们将启动子分为三类：信号恢复型，即LoopRecovery；转录活性升高型，即ExprUp；以及两者同时出现的类型，即Recovery?+?Up。与非接触型启动子相比，与EBERs发生接触的启动子在Recovery?+?Up类别中占比显著降低（0.42%对比2.00%；比值比约为0.21；Fisher精确检验p值约为6.3×10^–5），而且在这些启动子中，启动子环化与转录活性升高之间的关联也有所减弱。这一趋势在不同的阈值设定、环化支持度检测、表达水平筛选以及以转录起始点为中心、范围分别为±1 kb、±2 kb和±5 kb的启动子窗口定义下均保持稳定（对应的比值比分别为0.416、0.208和0.110）。为验证这类受限制的启动子是否仅仅是处于非活跃状态的染色质，我们还结合了同一研究中的内部ATAC测序数据。那些与EBERs发生接触但未属于Recovery?+?Up类别的启动子仍然具有可及性，在任何重复实验中，都有89.38%的此类启动子存在ATAC序列重叠，而对照组的这一比例仅为68.38%，且其平均ATAC信号强度也更高（中位数分别为42.55和10.43）。通过特征富集分析以及高频率接触位点分析，我们发现TNFA_SIGNALING_VIA_NFKB通路是最强的信号通路，而RIPK2、IL15RA、ICAM1、TNFAIP3和NFKBIA等基因则构成了可及但功能受限的启动子中心区域。对照组的RNA接触图谱并未显示出与EBERs类似的统一特征。综上，这些分析支持这样一种模型：在EBV阳性的B细胞中，与EBERs相关的结合位点标识出了那些可被访问但转录功能受到限制的RNAPII启动子中心。

图形摘要

爱泼斯坦-巴尔病毒（EBV）编码的小RNA（EBERs）是大量存在于病毒中的非编码RNA，它们会与宿主染色质发生结合，但这些结合对启动子功能的影响尚不清楚。我们重新分析了GSE281522数据，该数据来自EBV阳性的GM12878细胞，在去除EBERs后结合了RNA–DNA接触分析、RNAPII ChIA-PET实验、RNA测序以及内部ATAC测序数据。根据去除EBERs后与RNAPIII相关的启动子环化信号的变化情况，我们将启动子分为三类：信号恢复型，即LoopRecovery；转录活性升高型，即ExprUp；以及两者同时出现的类型，即Recovery?+?Up。与非接触型启动子相比，与EBERs发生接触的启动子在Recovery?+?Up类别中占比显著降低（0.42%对比2.00%；比值比约为0.21；Fisher精确检验p值约为6.3×10^–5），而且在这些启动子中，启动子环化与转录活性升高之间的关联也有所减弱。这一趋势在不同的阈值设定、环化支持度检测、表达水平筛选以及以转录起始点为中心、范围分别为±1 kb、±2 kb和±5 kb的启动子窗口定义下均保持稳定（对应的比值比分别为0.416、0.208和0.110）。为验证这类受限制的启动子是否仅仅是处于非活跃状态的染色质，我们还结合了同一研究中的内部ATAC测序数据。那些与EBERs发生接触但未属于Recovery?+?Up类别的启动子仍然具有可及性，在任何重复实验中，都有89.38%的此类启动子存在ATAC序列重叠，而对照组的这一比例仅为68.38%，且其平均ATAC信号强度也更高（中位数分别为42.55和10.43）。通过特征富集分析以及高频率接触位点分析，我们发现TNFA_SIGNALING_VIA_NFKB通路是最强的信号通路，而RIPK2、IL15RA、ICAM1、TNFAIP3和NFKBIA等基因则构成了可及但功能受限的启动子中心区域。对照组的RNA接触图谱并未显示出与EBERs类似的统一特征。综上，这些分析支持这样一种模型：在EBV阳性的B细胞中，与EBERs相关的结合位点标识出了那些可被访问但转录功能受到限制的RNAPII启动子中心。

图形摘要