Deep learning suggests that gene expression is encoded in all parts of a co-evolving interacting gene regulatory structure

基因 调节顺序 生物 基因表达调控 编码区 基因表达 计算生物学 遗传学 调节基因 基因调控网络 信使核糖核酸 DNA
作者
Jan Zrimec,Christoph S Börlin,Filip Buric,Azam Sheikh Muhammad,Rhongzen Chen,Verena Siewers,Vilhelm Verendel,Jens Nielsen,Mats Töpel,Aleksej Zelezniak
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:11 (1): 6141-6141 被引量:189
标识
DOI:10.1038/s41467-020-19921-4
摘要

Understanding the genetic regulatory code governing gene expression is an important challenge in molecular biology. However, how individual coding and non-coding regions of the gene regulatory structure interact and contribute to mRNA expression levels remains unclear. Here we apply deep learning on over 20,000 mRNA datasets to examine the genetic regulatory code controlling mRNA abundance in 7 model organisms ranging from bacteria to Human. In all organisms, we can predict mRNA abundance directly from DNA sequence, with up to 82% of the variation of transcript levels encoded in the gene regulatory structure. By searching for DNA regulatory motifs across the gene regulatory structure, we discover that motif interactions could explain the whole dynamic range of mRNA levels. Co-evolution across coding and non-coding regions suggests that it is not single motifs or regions, but the entire gene regulatory structure and specific combination of regulatory elements that define gene expression levels.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
qingde发布了新的文献求助10
1秒前
LL完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
研友_VZG7GZ应助匆匆采纳,获得10
3秒前
hongjie_w发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
zyy完成签到,获得积分10
3秒前
Charlie0450发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI6.4应助杨子墨采纳,获得10
5秒前
狂野的书本完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
10秒前
zho发布了新的文献求助10
10秒前
12秒前
12秒前
心静如水发布了新的文献求助10
13秒前
gujianhua发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
sonjsnd完成签到 ,获得积分10
16秒前
yangbo完成签到,获得积分10
16秒前
完美世界应助CHBW采纳,获得10
16秒前
17秒前
18秒前
18秒前
19秒前
直率媚颜发布了新的文献求助10
19秒前
JohnRyan完成签到,获得积分10
19秒前
shengwang完成签到 ,获得积分10
21秒前
杨子墨完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
卢俊义发布了新的文献求助10
22秒前
Dreaming应助怕孤独的乌龟采纳,获得50
23秒前
24秒前
万能图书馆应助qingde采纳,获得10
24秒前
杨子墨发布了新的文献求助10
25秒前
LiP发布了新的文献求助10
25秒前
田様应助hongjie_w采纳,获得10
25秒前
希望天下0贩的0应助liugm采纳,获得10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
Variations: A More Diverse Picture of Contemporary Art 400
Induction Heating and Heat Treatment (ASM Handbook, Volume 4C) 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7587723
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9166099
关于积分的说明 19617532
捐赠科研通 7167969
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3266926
关于科研通互助平台的介绍 2431831
邀请新用户注册赠送积分活动 2258838