转录调控TranscriptionalRegulationRegulon

转录调控TranscriptionalRegulationRegulon
scRNA-seq做完该做的QC、normalization、imputation、clustering、trajectory和integration，就会开始做转录调控的分析了。

核⼼就是围绕着TF转录因⼦做⽂章
预测TF的靶基因
鉴定regulon
⼤部分都是⾼通量的预测，准确性有待论证，需要很好的实验验证设计。

预测的⼯具不要太多：
— Andrea Califano -
这是⼀个⾼通量测序后发明的词，其实就是被同⼀个调控元件（常见的就是TF）调控的⼀群基因的集合。

In molecular genetics, a regulon is a group of genes that are regulated as a unit, generally controlled by the same regulatory gene that expresses a protein acting as a repressor or activator.
我们可以从转录调控中看到造物主的影⼦。

看似简单，就⼀个中⼼法则，其实⾮常复杂，有很多细节。

这篇综述必读，但凡是做转录调控的。

基本问题：
分⼦⽣物学是如何定义转录调控的？
RNA-seq是如何测出我们基因的表达量的？
基因的表达量与蛋⽩和代谢的产⽣量同步吗？
真实的基因表达，半衰期？
我们常规的DEG、GO⾥到底包含了多少有⽤的信息？基于不准信息的结果能准确吗？
我们都陷⼊困境，我们观测了太多的细节，却拼不出⼀副草图。

⼈类基因组确实⼀⼤突破，但却是最简单的突破，天书是有了，怎么解读才是真正费脑的事。

⽣命科学是观测型科学，⼀切都是基于观察的，不管是实验还是⽣信，都是在观察，没有观察就没有知识，很难仅仅通过推理产⽣新的知识。

基因表达调控包括转录⽔平、转录后⽔平和翻译⽔平。

转录调控是指通过改变转录速率从⽽改变基因表达的⽔平，其对遗传信息的传递的准确性和多样性具有重要的作⽤。

真核⽣物的转录调控包括多种形式，例如DNA甲基化、组蛋⽩修饰、染⾊质重塑、转录因⼦等。

真核⽣物基因转录在细胞核内进⾏，⽽翻译则在细胞质中进⾏，因此转录后调控是基因表达调控的另⼀个重要⽅⾯，主要包括RNA可变剪接、RNA甲基化以及多种调控RNA(miRNA、lncRNA、circRNA)参与的转录后调控等。

尽管在真核⽣物中，基因调控主要发⽣在转录⽔平，但有些对细胞⽣存⼗分重要的蛋⽩质的合成，其调控也发⽣在翻译⽔平。

这其中最为重要的⼏个⽅⾯是：mRNA的稳定性，翻译起始调节，翻译相关因⼦中起始因⼦的作⽤以及真核mRNA的结构等。

DNA甲基化：DNA甲基化（英语：DNA methylation）为DNA化学修饰的⼀种形式，能在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现。

DNA 甲基化过程会使甲基添加到DNA分⼦上，例如在胞嘧啶环的5'碳上：这种5'⽅向的DNA甲基化⽅式可见于所有脊椎动物。

特定胞嘧碇受甲基化的情形，可利⽤亚硫酸盐定序（bisulfite sequencing）⽅式测定。

DNA甲基化可能使基因沉默化，进⽽使其失去功能。

组蛋⽩修饰：组蛋⽩是与DNA结合的蛋⽩，它们会对基因的表达产⽣影响。

组蛋⽩在相关酶作⽤下发⽣甲基化、⼄酰化、磷酸化、腺苷酸化、泛素化、ADP核糖基化等修饰的过程。

染⾊质重塑：染⾊质重塑chromatin remodeling ：基因表达的复制和重组等过程中，染⾊质的包装状态、核⼩体中组蛋⽩以及对应DNA分⼦会发⽣改变的分⼦机理。

转录因⼦：转录因⼦是与DNA特异性结合的⼀系列蛋⽩质。

结合在DNA上的启动⼦以及增强⼦之类控制转录的区域上，促进或者抑制DNA 上的遗传信息向RNA转录的过程。

转录因⼦的这⼀机能可以单独，或者通过与其它蛋⽩质形成复合体来完成。

⼈类的基因组上已经推定出⼤约1800个基因控制转录因⼦的编码。

转录调控太复杂了，但它确实真实存在的，单细胞的基因表达就是由转录调控综合决定的。

现在⽐较好⼊⼿的就是研究转录因⼦、可变剪切和lncRNA了。

能不能开发⼀个⼯具来挖掘这些调控信息，现在的基因表达数据的利⽤率太低了。

研究转录调控我想知道什么？
1. 在发育过程中，哪些核⼼的调控因⼦在调控着发育过程？
2. 在致病过程中，哪些核⼼的调控因⼦的失调导致了疾病？
基于pathway or genelist的NN模式识别，或者预测。

lncRNA与single cell的挖掘
到底是哪些因素在控制基因的表达调控
能不能开发出超越聚类的单细胞分析⽅法？
我的数据到底可以研究什么，不能研究什么？
组织、器官都是由单细胞组成的，单细胞内某⼀刻的基因表达是转录调控的结果，现在我们想知道⽣物体内的转录调控在发育和致病过程中是如何⾃发进⾏的
trigger
human transcription factor download
transcription factor single cell
lncRNA target gene。