Научная тема: «ПОЛНОГЕНОМНЫЙ КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ САЙТОВ СВЯЗЫВАНИЯ ТРАНСКРИПЦИОННЫХ ФАКТОРОВ ЭУКАРИОТ ПО ДАННЫМ ИММУНОПРЕЦИПИТАЦИИ ХРОМАТИНА И ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОГО СЕКВЕНИРОВАНИЯ»
Специальность: 03.01.09
Год: 2014
Отрасль науки: Биологические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Разработанная статистическая модель полногеномного распределения сайтов связывания транскрипционного фактора позволяет оценивать полноту эксперимента по секвенированию и иммунопреципитации хроматина ChIP-seq и рассчитывать статистически значимые оценки нижней и верхней границ общего числа сайтов связывания в геноме для исследуемого фактора.
  2. Полногеномные карты сайтов связывания транскрипционных факторов в эмбриональных стволовых клетках, построенные по данным ChIP-seq для c-Myc, Oct4, Nanog, Sox2, E2f1, n-Myc, Tbx3, Eset, Nr5a2, Smad2 в геноме мыши свидетельствуют о совместной локализации групп сайтов связывания транскрипционных факторов Oct4, Sox2, Nanog, с одной стороны, и с-Мус, n-Мус с другой.
  3. Нуклеотидные последовательности, окружающие сайты связывания транскрипционного фактора Smad2 в геноме мыши, содержат специфические группы нуклеотидных мотивов, соответствующих потенциальным сайтам связывания других транскрипционных факторов. Эти мотивы различаются для сайтов связывания Smad2, найденных в эмбриональных стволовых клетках мыши при действии внешних факторов - белка Activin и ингибитора SB431542, соответственно.
  4. Расположение сайтов связывания транскрипционного фактора ERa в геноме человека положительно ассоциировано с районами метилирования и ацетилирования гистонов нуклеосом H3K4me3, H3K4mel, НЗК9ас и НЗК14ас. Разработан компьютерный алгоритм для предсказания сайтов связывания ERa в геноме по CЫР-seq маркерам состояния хроматина; показана высокая точность предсказания с помощью этой модели.
  5. Геномные области хромосомных контактов, опосредованных комплексом РНК-полимеразы II, обогащены сайтами связывания транскрипционных факторов и участками модификаций гистонов, связанными с активацией экспрессии генов.
Список опубликованных работ
Статьи в научных журналах

1. Орлов ЮЛ, Левицкий В.Г, Смирнова О.Г, Подколодная О.А, Хлебодарова Т.М., Колчанов НА. Статистический анализ последовательностей ДНК, содержащих сайты формирования нуклеосом // Биофизика. - 2006 - Т. 51. - С. 608-14.

2.Воробьева Н.В., Билтуева Л.С., Орлов Ю.Л., Графодатский А.С., Колчанов Н.А. Интерстициальные теломерные повторы, как маркеры эволюционных преобразований кариотипа млекопитающих: хромосома 2 человека // Биофизика. – 2006. – Т. 51. – С. 602-7.

3.Orlov Y.L., Te Boekhorst R., Abnizova I.I. Statistical measures of the structure of genomic sequences: entropy, complexity, and position information // J Bioinform Comput Biol. – 2006. – V.4. – P.523-36.

4.Zeller K.I., Zhao X., Lee C.W., Chiu K.P., Yao F., Yustein J.T., Ooi H.S., Orlov Y.L., Shahab A., Yong H.C., Fu Y., Weng Z., Kuznetsov V.A., Sung W.K., Ruan Y., Dang C.V., Wei C.L. Global mapping of c-Myc binding sites and target gene networks in human B cells // Proc Natl Acad Sci U S A. – 2006. – V. 103. – P.17834-9.

5.Zhao X.D., Han X., Chew J.L., Liu J., Chiu K.P., Choo A., Orlov Y.L., Sung W.K., Shahab A., Kuznetsov V.A., Bourque G., Oh S., Ruan Y., Ng H.H., Wei C.L. Whole-genome mapping of histone H3 Lys4 and 27 trimethylations reveals distinct genomic compartments in human embryonic stem cells // Cell Stem Cell. – 2007. – V.1. – N. 3. – P.286-98.

6.Orlov Y.L., Zhou J., Lipovich L., Shahab A., Kuznetsov V.A. Quality assessment of the Affymetrix U133A&B probesets by target sequence mapping and expression data analysis // In Silico Biol. – 2007a. – V.7. – N. 3. – P.241-60.

7.Kuznetsov V.A., Orlov Y.L., Wei C.L., Ruan Y. Computational analysis and modeling of genome-scale avidity distribution of transcription factor binding sites in chip-pet experiments // Genome Inform. – 2007. – V.19. – P.83-94.

8.Chen X., Xu H., Yuan P., Fang F., Huss M., Vega V.B., Wong E., Orlov Y.L., Zhang W., Jiang J., Loh Y.H., Yeo H.C., Yeo Z.X., Narang V., Govindarajan K.R., Leong B., Shahab A., Ruan Y., Bourque G., Sung W.K., Clarke N.D., Wei C.L., Ng H.H. Integration of external signaling pathways with the core transcriptional network in embryonic stem cells // Cell. – 2008. – V. 133. – N. 6. – P. 1106-17.

9.Fullwood M.J., Liu M.H., Pan Y.F., Liu J., Xu H., Mohamed Y.B., Orlov Y.L., Velkov S., Ho A., Mei P.H., Chew E.G., Huang P.Y., Welboren W.J., Han Y., Ooi H.S., Ariyaratne P.N., Vega V.B., Luo Y., Tan P.Y., Choy P.Y., Wansa K.D., Zhao B., Lim K.S., Leow S.C., Yow J.S., Joseph R., Li H., Desai K.V., Thomsen J.S., Lee Y.K., Karuturi R.K., Herve T., Bourque G., Stunnenberg H.G., Ruan X., Cacheux-Rataboul V., Sung W.K., Liu E.T., Wei C.L., Cheung E., Ruan Y. An oestrogen-receptor-alpha-bound human chromatin interactome // Nature. – 2009. – V. 462. – N. 7269. – P. 58-64.

10.Yuan P., Han J., Guo G., Orlov Y.L., Huss M., Loh Y.H., Yaw L.P., Robson P., Lim B., Ng H.H. Eset partners with Oct4 to restrict extraembryonic trophoblast lineage potential in embryonic stem cells // Genes Dev. – 2009. – V.23. – N. 21. – P. 2507-20.

11.Grinchuk O.V., Jenjaroenpun P., Orlov Y.L., Zhou J., Kuznetsov V.A. Integrative analysis of the human cis-antisense gene pairs, miRNAs and their transcription regulation patterns // Nucleic Acids Res. – 2010. – V. 38. – N. 2. – P. 534-47.

12.Heng J.C., Feng B., Han J., Jiang J., Kraus P., Ng J.H., Orlov Y.L., Huss M., Yang L., Lufkin T., Lim B., Ng H.H. The nuclear receptor Nr5a2 can replace Oct4 in the reprogramming of murine somatic cells to pluripotent cells // Cell Stem Cell. – 2010. – V. 6. – N. 2. – P. 167-74.

13.Han J., Yuan P., Yang H., Zhang J., Soh B.S., Li P., Lim S.L., Cao S., Tay J., Orlov Y.L., Lufkin T., Ng H.H., Tam W.L., Lim B. Tbx3 improves the germ-line competency of induced pluripotent stem cells // Nature. – 2010. – V. 463. – N. 7284. – P. 1096-100.

14.Goh W.S., Orlov Y., Li J., Clarke N.D. Blurring of high-resolution data shows that the effect of intrinsic nucleosome occupancy on transcription factor binding is mostly regional, not local // PLoS Comput Biol. – 2010. – V. 6. – N. 1. – P. e1000649.

15.Guo X., Popadin K.Y., Markuzon N., Orlov Y.L., Kraytsberg Y., Krishnan K.J., Zsurka G., Turnbull D.M., Kunz W.S., Khrapko K. Repeats, longevity and the sources of mtDNA deletions: evidence from ´deletional spectra´ // Trends Genet. – 2010. – V. 26. – N. 8. – P. 340-3 .

16.Chia N.-Y., Chan Y.-S., Feng B., Lu X., Orlov Y.L., Moreau D., Kumar P., Yang L., Jiang J., Lau M.-S., Huss M., Soh B.-S., Kraus B.-S., Lufkin T., Lim B., Clarke N., Bard F., Ng H.H. A genome-wide RNAi screen identifies PRDM14 as a regulator of POU5F1 and human embryonic stem cell identity // Nature. – 2010. – V. 468. – N. 7321. – P. 316-20.

17.Heng J.C., Orlov Y.L., Ng H.H. Transcription Factors for the Modulation of Pluripotency and Reprogramming // In: Cold Spring Harb Symp Quant Biol. – 2010. – V. 75. – P. 237-44.

18.Joseph R., Orlov Y.L., Huss M., Sun W., Kong S.L., Ukil L., Pan Y.F., Li G., Lim M., Thomsen J.S., Ruan Y., Clarke N.D., Prabhakar S., Cheung E., Liu E.T. Integrative model of genomic factors for determining binding site selection by estrogen receptor α. // Mol Syst Biol. – 2010. – V. 6. – P.456.

19.Орлов Ю.Л., Ефимов В.М., Орлова Н.Г. Статистические оценки экспрессии мобильных элементов в геноме человека на основе клинических данных экспрессионных микрочипов // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2011. – Т. 15. – № 2. – С. 327-339.

20.Lee K.L., Lim S.K., Orlov Y.L., Yit le Y., Yang H., Ang L.T., Poellinger L., Lim B. Graded Nodal/Activin signaling titrates conversion of quantitative phospho-Smad2 levels into qualitative embryonic stem cell fate decisions // PLoS Genet. – 2011. – V. 7. – N. 6. – P. e1002130.

21.Путта П., Орлов Ю.Л., Подколодный Н.Л., Митра Ч.К. Относительно консервативные общие короткие последовательности в сайтах связывания транскрипционных факторов и миРНК // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2011. – Т.15. – № 4. – С. 750-756.

22.Li G., Ruan X., Auerbach R.K., Sandhu K.S., Zheng M., Wang P., Poh H.M., Goh Y., Lim J., Zhang J., Sim H.S., Peh S.Q., Mulawadi F.H., Ong C.T., Orlov Y.L., Hong S., Zhang Z., Landt S., Raha D., Euskirchen G., Wei C.L., Ge W., Wang H., Davis C., Fisher-Aylor K.I., Mortazavi A., Gerstein M., Gingeras T., Wold B., Sun Y., Fullwood M.J., Cheung E., Liu E., Sung W.K., Snyder M., Ruan Y. Extensive promoter-centered chromatin interactions provide a topological basis for transcription regulation // Cell. – 2012. – V.148. – N.1-2. – P.84-98.

23.Кожевникова О.С., Мартыщенко М.К., Генаев М.К., Корболина М.К., Муралева Н.А., Колосова Н.А., Орлов Ю.Л. RatDNA: база данных микрочиповых исследований на крысах для генов, ассоциированных с заболеваниями старения // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2012. – Т. 16. – №4/1. – С. 756-765.

24.Орлов Ю.Л., Брагин А.О., Медведева И.В., Гунбин И.В., Деменков П.С., Вишневский О.В., Левицкий В.Г., Ощепков В.Г., Подколодный В.Г., Афонников В.Г., Гроссе И., Колчанов Н.А. ICGenomics: программный комплекс анализа символьных последовательностей геномики // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2012. – Т. 16. – №4/1. – С. 732-741.

25.Orlov Y., Xu H., Afonnikov D., Lim B., Heng J.C., Yuan P., Chen M., Yan J., Clarke N., Orlova N., Huss M., Gunbin K., Podkolodnyy N., Ng H.H. Computer and Statistical Analysis of Transcription Factor Binding and Chromatin Modifications by ChIP-seq data in Embryonic Stem Cell // J Integr Bioinform. – 2012. – V.9. – N. 2. – P. 211.

26.Баттулин Н.Р., Фишман В.С., Орлов Ю.Л., Мензоров А.Г., Афонников Д.А., Серов О.Л. 3С-методы в исследованиях пространственной организации генома // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2012. – Т. 16. – № 4/2. – С. 872-878.

27.Winata C.L., Kondrychyn I., Kumar V., Srinivasan K.G., Orlov Y.L., Ravishankar A., Prabhakar S., Stanton L.W., Korzh V., Mathavan S. Genome-wide analysis reveals Zic3 interaction with distal regulatory elements of stage specific developmental genes in zebrafish // PLOS Genetics – 2013. – V. 9(10). – e1003852.

28.Kozhevnikova O.S., Korbolina E.E., Stefanova N.A., Muraleva N.A., Orlov Y.L., Kolosova N.G. Association of AMD-like retinopathy development with an Alzheimer’s disease metabolic pathway in OXYS rats // Biogerontology. – 2013. - 14(6). - 753-62.

29.Медведева И.В., Вишневский О.В., Сафронова Н.С., Кожевникова О.С., Генаев М.А., Кочетов А.В., Афонников Д.А., Орлов Ю.Л. Компьютерный анализ данных экспрессии генов в клетках мозга, полученных с помощью микрочипов и высокопроизводительного секвенирования // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2013. – Т. 17. – № 4/1. – С. 629-638.

30.Орлов Ю.Л. Компьютерное исследование регуляции транскрипции генов эукариот с помощью данных экспериментов секвенирования и иммунопреципитации хроматина // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2014. – Т. 18. - № 1. – С. 193-206.

Статьи в сборниках

31.Orlov Y.L., Zhou J.T., Chen J., Shahab A., Kuznetsov V.A. APMA Database for Affymetrix target sequences mapping, quality assessment and expression data mining // In: Pattern Recognition in Bioinformatics: second IAPR international workshop, PRIB 2007 (J.C. Ragapakse, B. Schmidt and G. Volkert, Eds), Springer-Verlag: Berlin-Heidelberg – 2007b. P. 166-177.

32.Orlov Y.L., Huss M.E., Joseph R., Xu H., Vega V.B., Lee Y.K., Goh W.S., Thomsen J.S., Cheung E.C., Clarke N.D., Ng H.H. Genome-wide statistical analysis of multiple transcription factor binding sites obtained by ChIP-seq technologies // In: Proceedings of the 16th ACM Workshop on Breaking Frontiers of Computational Biology (CompBio ´09). ACM, New York, NY. – 2009. – P. 11-18.

33.Kolchanov N.A., Orlov Y.L. Introductory note for BGRS-2012 special issue // Journal of Bioinformatics and Computational Biology. – 2013. – V. 11. – N. 1. – P. 1302001.