New insights into DNA methylation mechanics using high throughput computing algorithms for epigenomics data analysis

Identificador:  TFG:2967

Handle: https://hdl.handle.net/20.500.11797/TFG2967

Autores:  Eizaguirre Suarez, German Telmo

Resumen:
La regulación epigenómica es compleja y está mediada por múltiples factores. Comprender la funcionalidad de las secuencias de ADN involucradas en dicha regulación es esencial tanto en el ámbito clínico como en el de investigación. La metilación del ADN es una marca epigenética responsable de silenciar la expresión génica. Por lo tanto, la definición de motivos relacionados con sitios de metilación implica la obtención de palabras de ADN relacionadas con diversos procesos biológicos que incluyen la diferenciación y la pluripotencia. La regulación de la metilación del ADN es un mecanismo cooperativo entre diferentes moléculas, lo que podría implicar que los motivos no siempre aparezcan centrados en el potencial sitio de metilación. Debemos considerar las limitaciones estéricas entre los diferentes dominios proteicos que interaccionan simultáneamente con el ADN a la hora de definir motivos. Si las proteínas reguladoras de la metilación del ADN estuvieran afectadas por dichas limitaciones estéricas, los motivos de ADN deberían emerger desplazados en un cierto número de bases del potencial sitio de metilación. Hemos implementado un algoritmo de descubrimiento de motivos en la extensión completa del genoma, ejecutable en clústeres de computación de alto rendimiento basados en Slurm. Hemos optimizado el algoritmo para analizar cientos de desplazamientos en una sola ejecución. Nuestro programa identifica motivos independientemente de su posición respecto a los potenciales sitios de metilación. Estudiamos la prevalencia de motivos desplazados en células a diferentes niveles de diferenciación y revelamos tendencias de calidad de los motivos de ADN respecto al valor del desplazamiento. Relacionamos nuestros resultados con mecanismos moleculares de diferenciación y proponemos nuevos modelos para la represión de genes involucrados en la pluripotencia.