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申请/专利权人：华南农业大学

摘要：本发明公开一种基于染色质随机折叠过程预测染色质域结构TAD的方法，包括如下步骤：（1）为待研究的染色质区间构建携带染色质可及性信息的染色质高分子链模型集合；（2）模拟携带染色质可及性信息的染色质高分子链模型在微小球形空间中的随机折叠过程，计算得到染色质3D结构的集合；（3）基于层级优化法得到高精度的待研究的染色质区间的3D结构集合；（4）基于步骤（3）得到的染色质3D结构集合，构建平均接触矩阵以显示TAD结构。本发明采用层级优化法对携带染色质可及性信息的高分子链模型的随机折叠过程进行分子动力学模拟，在10kb精度下预测了哺乳动物全基因组3D结构中40%以上的TAD结构。

主权项：1.一种基于染色质随机折叠过程预测染色质域结构TAD的方法，其特征在于，包括如下步骤：1为待研究的染色质区间构建携带染色质可及性信息的染色质高分子链模型集合；2模拟携带染色质可及性信息的染色质高分子链模型在微小球形空间中的随机折叠过程，计算得到染色质3D结构的集合；3基于层级优化法得到高精度的待研究的染色质区间的3D结构集合；4基于步骤3得到的染色质3D结构集合，构建平均接触矩阵以显示TAD结构；所述步骤1包括：步骤11：选取待研究的染色质区间，序列长度为L，并获取该区间对应的多细胞平均染色质可及性数据实验数据，其中，对于哺乳动物细胞，L的取值范围为：10MbL8000Mb；步骤12：将待研究染色质区间等分为序列长度为l的M个染色质片段，M＝Ll，并根据步骤11得到的染色质可及性实验数据，为每个所述染色质片段确定一个归一化的可及性信号值λ，以对每个所述染色质片段的染色质可及性性质进行定量，其中，l的取值范围为：5kbl5000kb；步骤13：将每个所述染色质片段对应的粗粒化链珠的数目视为独立的随机泊松变量，其取值服从泊松分布，概率为： 其中，ki表示第i个染色质片段对应的链珠数目，λi是第i个染色质片段的染色质可及性信号值，每个链珠具有相同的直径；步骤14：由M个染色质片段构成的待研究的染色质区间的高分子链模型所包含的链珠的总数目为步骤15：由于第i个染色质片段的链珠数目ki是一个随机泊松变量，为待研究的染色质区间随机产生多个高分子链串珠模型，形成一个集合；该集合中每个模型携带确定的染色质可及性信息，它们的平均值与所述步骤11中的多细胞平均染色质可及性实验数据相一致。

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