详谈EnhancerDB数据库

unicheng 2019-02-24

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Hello，好久没跟大家见面了！小编最近发现了一个很有用的关于增强子环境中转录调控的数据库——EnhancerDB，有兴趣的话赶紧跟着小编上车吧！

小编先来温故一下，增强子是一种远端顺式调控的DNA元件，以组织和时空特异性方式正向调控靶基因的转录，它们通常含有作为底物的特定序列，用于结合组织特异性TF（转录因子）和调控靶基因的表达。最近已有研究证实，TF在调节增强子激活，控制增强子功能方面发挥关键作用。此外，增强子不仅可以调节蛋白质编码基因，还可以调节miRNA，并且位于增强子上的TFBS（转录因子结合位点）内的突变会引起多种疾病甚至癌症。

然而目前在增强子背景下，还没有综合资源来整合这些调控元件来揭示转录调控。因此，大佬们开发了一个名为EnhancerDB的数据资源，该数据库能够浏览和搜索相应的调控关系，主要有以下方面几个功能：（1）识别多种正常或癌症组织/细胞系中的人类增强子；（2）识别TF-增强子，增强子-miRNA，增强子-基因，TF-miRNA和TF-基因的相互作用以及跨多种组织/细胞系的相关表达调控；（3）探索SNP在增强子中的潜在影响；（4）附带了一个小工具，用户能够通过设置增强子组织特异性的阈值分数来定义组织特异性增强子。此外，EnhancerDB还提供了外部资源的链接。

接下来小编介绍一下数据库内容，该数据库包含了在41个组织/细胞系中共识别的116278个增强子，也包含了在VISTA和FANTOM5中增强子的数据（VISTA是由人和小鼠中经过实验验证的增强子组成的数据库，FANTOM5是通过双向转录RNA的测定，利用基因表达的cap分析来定义增强子的一个项目）。目前，数据库还包含了41个正常组织和细胞系中的490个TF，1726个miRNA，23334个基因和11381519个SNP。总共识别了131054581对TF-增强子，17059对增强子-miRNA和318993对增强子-基因的调控关系。此外，在41个组织/细胞系中发现了4039558对TF-miRNA和1059695对TF-基因的调控关系（数据源和流程详见于下图）。

EnhancerDB拥有一个用户友好的Web界面，以帮助用户浏览，搜索和下载增强子与其他调控元件之间的调控关系，Web界面分为以下五个主要页面：浏览，搜索，统计，下载和帮助（下图A）。在主页上提供了搜索栏（下图B），供用户查询他们感兴趣的增强子，TF，miRNA，基因和SNP。此外，还有一个下拉菜单（下图C）和一个滑块（下图D），供用户查看选定组织/细胞系中的增强子，并分别探索组织特异性/普遍存在的增强子。

接下来就是具体的操作啦，浏览页面由五个条目组成，包括增强子，TF-增强子，增强子-miRNA，增强子-基因和增强子-SNP（上图A部分）。在增强子页面中，用户可以通过单击饼图上的超链接查看特定组织或细胞系中出现的所有增强子信息，还提供了一个滑块，供用户设置信号比阈值，以较低的置信度过滤增强子（见下图）。

在结果表中，除了基因组位点和组织/细胞系的信息之外，“More”栏提供额外的链接以探索增强子，TF-增强子，增强子-miRNA和增强子-基因以及增强子内的SNP周围的基因组特征（见下图）。

EnhancerDB中的所有TF都显示在TF-enhancer页面上，用户可以选择特定的TF来查看详细信息，包括基因组位点，TSS和Ensembl，NCBI和Uniprot等外部链接（见下图）。

在页面的底部，直方图显示了源自ENCODE，GTEx和HPA的每个组织/细胞系中TF的表达水平（见下图）。

在Enhancer-miRNA或Enhancer-gene子页面中，用户可以浏览miRNA或基因信息，如基因组位置，miRBase或Ensembl ID，TSI，表达水平（见下图）。

此外，用户可以通过表格右上方的搜索框按名称或ID选择感兴趣的miRNA /基因。同样地，用户可以在Enhancer-SNP子页面上获得不同SNP的基因组位置，dbSNP ID，参考和替代等位基因。在“More”列中，用户可以浏览增强子或TFBS中的SNP，即与eQTL SNP相关的基因，或单击链接以探索其他数据库，包括dbSNP，RegulomeDB和SNPedia（见下图）。

对于数据库搜索功能，EnhancerDB在主页上提供“Search”面板，可以选择多种搜索选项进行检索，包括增强子的基因组位置，EnhancerDB ID，miRBase ID，miRNA名称和基因名称等。当用户进行SNP搜索时，也支持基因组位置和dbSNP ID。小编就以位置chr1：17411235-19353707为例，用户可以获取与chr1：17411235-19353707重叠的所有TFBS的信息，基于这些搜索结果，如果用户想要进一步查询仅在MCF-7细胞系中呈现的TFBS，只需要在辅助搜索框中输入关键字“MCF-7”即可（见下图）。