ذروة الاتصال

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

يُعدّ تحديد القمم طريقة حسابية تُستخدم لتحديد المناطق في الجينوم التي أُثريت بقراءات متطابقة نتيجةً لإجراء تجربة تسلسل الحمض النووي المرتبط بالبروتين (ChIP-seq) أو تسلسل الحمض النووي المرتبط بالبروتين (MeDIP-seq) . هذه المناطق هي تلك التي يتفاعل فيها البروتين مع الحمض النووي . [ 1 ] عندما يكون البروتين عامل نسخ ، فإن المنطقة المُثرية هي موقع ارتباط عامل النسخ (TFBS). من البرامج الشائعة في هذا المجال برنامج MACS . [ 2 ] يُقدّم ويلبانكس وزملاؤه [ 3 ] دراسةً شاملةً لبرامج تحديد القمم في بيانات ChIP-seq، بينما يُقدّم بيلي وآخرون [ 4 ] وصفًا للإرشادات العملية لتحديد القمم في بيانات ChIP-seq.

طُرق

يمكن إجراء تحليل القمم على بيانات تسلسل النسخ/الإكسوم، وكذلك على بيانات تسلسل الإبيجينوم RNA من MeRIPseq [ 5 ] أو m6Aseq [ 6 ] للكشف عن مواقع تعديل RNA بعد النسخ باستخدام برامج مثل exomePeak [ 7 ] . العديد من أدوات تحليل القمم مُحسَّنة لأنواع محددة من التحليلات، مثل ChIP-seq لعوامل النسخ أو DNase-Seq [ 8 ] . مع ذلك، يعتمد الجيل الجديد من أدوات تحليل القمم، مثل DFilter [ 9 ] ، على نظرية الكشف الأمثل المعممة، وقد أثبتت فعاليتها مع جميع أنواع إشارات ملفات تعريف العلامات تقريبًا من بيانات التسلسل من الجيل التالي. كما يُمكن إجراء تحليلات أكثر تعقيدًا باستخدام هذه الأدوات، مثل دمج إشارات ChIP-seq المتعددة للكشف عن المواقع التنظيمية [ 10 ] . في سياق ChIP-exo ، تُعرف هذه العملية باسم "تحليل أزواج القمم". [ 11 ] قارنت دراسة معيارية حديثة أداء العديد من أدوات تحديد القمم، مُسلطةً الضوء على نقاط القوة والقصور في كل طريقة. قيّمت هذه الدراسة أدوات تحديد القمم، بما في ذلك MACS2 وSEACR وGoPeaks وLanceOtron، وقدمت إرشادات لاختيار أدوات تحديد القمم المناسبة في تجارب CUT&RUN . [ 12 ]

تحديد الذروة التفاضلية

تُعنى تقنية تحديد القمم التفاضلية بتحديد الاختلافات الهامة بين إشارتين من إشارات ChIP-seq. ويمكن التمييز بين برامج تحديد القمم التفاضلية أحادية المرحلة وثنائية المرحلة. تعمل برامج تحديد القمم التفاضلية أحادية المرحلة على مرحلتين: أولاً، تحديد القمم في كل إشارة من إشارات ChIP-seq على حدة، وثانياً، دمج الإشارات الفردية وتطبيق الاختبارات الإحصائية لتقدير القمم التفاضلية. ومن أمثلة برامج تحديد القمم التفاضلية أحادية المرحلة: DBChIP [ 13 ] و MACS2 وMANorm [ 14 ] .

تقوم برامج تحديد القمم التفاضلية ثنائية المراحل بتقسيم إشارتي ChIP-seq وتحديد القمم التفاضلية في خطوة واحدة. وتستفيد هذه البرامج من أساليب تجزئة الإشارة مثل نماذج ماركوف المخفية . ومن أمثلة برامج تحديد القمم التفاضلية ثنائية المراحل: ChIPDiff [ 15 ] ، وODIN [ 16 ] ، وTHOR. كما يمكن تطبيق تحديد القمم التفاضلية في سياق تحليل مواقع ارتباط البروتينات الرابطة للحمض النووي الريبي [ 17 ] .

برمجة

تتضمن هذه القائمة غير الكاملة الأدوات التي تُستخدم عادةً لتحديد القمم في تحليلات المعلوماتية الحيوية . [ 18 ]

قائمة برامج تحديد ذروة النشاط
برنامجسنة النشرالمؤلف(ون)وصفرخصةأحدث إصدارالتطوير النشطمصدر
ماك2021 (3.x)

2012 (2.x)

2008

يونغ تشانغ، تاو ليو، كليفورد أ. ماير، مايكل س. لورانس، وآخرون.تحليل بيانات ChIP-Seq باستخدام النماذج. يُستخدم على نطاق واسع لتحديد القمم الضيقة (مثل مواقع ارتباط عوامل النسخ). يقوم بنمذجة حجم إزاحة العلامات المميزة لبيانات ChIP-seq ويستخدم عينات تحكم لتقليل التشويش.BSD 3-Clause3.0.3 (20 فبراير 2025)

2.2.9.1 (ديسمبر 2023)

نعم[ 19 ]
SICER2019 (SICER2)

2009

تشونغزي زانغ، ديفيد إي. شونز، كيجي تشاو، دبليو لي كراوس، وآخرون.نهج التجميع المكاني الذي تم تطويره في البداية لتحديد الإشارات المنتشرة والمناطق الجينومية الواسعة للإثراءرخصة MIT1.0.2 (21 فبراير 2020)لا[ 20 ]
ملحمي 22019يوهانس دروج، يوهانس ألنيبيرج، وآخرون.إعادة تنفيذ خوارزمية SICER تركز على تحسين الأداء (السرعة، استخدام الذاكرة) لتحديد المجالات الواسعة.رخصة MIT0.2.2 (مايو 2023)نعم[ 21 ]
هومر2010سفين هاينز، كريستوفر بينر، نيلسون نيري، وآخرون.تُعد أداة `findPeaks` جزءًا من مجموعة برامج، وهي تقوم بتحديد القمم، مع أوضاع مميزة للقمم الضيقة (نمط "العامل") والمجالات الواسعة (نمط "الهيستون").رخصة جنو العمومية / أكاديمية مخصصة4.11 (نوفمبر 2019)لا[ 22 ]
SPP (حزمة R)2008بيتر ف. خارشينكو، ميخائيل ي. تولستوروكوف، بيتر ج. باركيستخدم تحليل الارتباط المتبادل لتقدير طول القطع وتحديد قمم الإشارة. وقد تم دمجه في مسار تحليل ENCODE.رخصة فنية 2.01.15.4 (أكتوبر 2023 / Bioconductor 3.18)لا
جينريتش2018 [ص]جون إس هاجمان، باويل تشيز، وآخرون.يدعم التعامل مع قراءات التخطيط المتعدد، وإزالة التكرارات الناتجة عن تفاعل البوليميراز المتسلسل، والتحليل المتكامل للتكرارات المتعددة باستخدام طريقة فيشر.رخصة MIT0.6.1 (يونيو 2021)لا[ 23 ]
ذروة2010تشاوهوي إس تشين، يونغكون هي، أرول إم تشينايان، وآخرون.خوارزمية البحث عن الذروة القائمة على نموذج ماركوف المخفي (HMM).استخدام أكاديمي مجاني1.0 (?)لا
جام2015محمود م. إبراهيم، سكوت أ. لاكادي، نيكولاس راجوسكي، وآخرون.يستخدم نموذج التجميع المختلط للتكرارات البيولوجية.رخصة GPL-3.0 فقط1.0.7rev6 (~2014)لا
بيبر2014يانشياو تشانغ، مورين أ. سارتوريستخدم أسلوب النافذة المنزلقة لنمذجة عدد القراءات باستخدام التوزيع ذي الحدين السالب . ويصنف القمم المحددة بناءً على الاتساق عبر النسخ المتماثلة.رخصة GPL-3.0 فقط1.1.20 (سبتمبر 2019)لا[ 24 ]
لانسوترون2022روس إس. هاريس، ناثان دي. ليكلير، وآخرون.برنامج تحديد القمم القائم على التعلم العميق (الشبكة العصبية الالتفافية).رخصة GPL-3.0 فقط1.0.1 (يونيو 2023)نعم[ 25 ]
سياكر2019مايكل بي ميرز، دانيال تينينباوم، ستيفن هينيكوفصُممت هذه التقنية لبيانات الإثراء ذات الخلفية المنخفضة الشائعة في تقنيات مثل CUT&RUN و CUT&Tag . وهي تحدد المناطق المُثرية من خلال مقارنة الإشارة بالإشارة الكلية، متجنبةً بذلك عملية تطبيع الإدخال التقليدية.رخصة MIT1.3 (مايو 2019)لا[ 26 ]
مزيج الشيلز2020نعومي يامادا، ويليام كيه إم لاي، نينا فاريل، بي فرانكلين بو، شون ماهونيصُمم هذا البرنامج لتحديد قمم ChIP-exo (عالية الدقة)، كما يُصنف الأنواع الفرعية بناءً على خصائص الإشارة لتحديد أنماط ارتباط الهدف المختلفة. يحتوي على خيارات متعددة للتكرار بالإضافة إلى خيارات إدخال/تحكم.رخصة MIT0.52 (أبريل 2022)نعم[ 27 ]
جو بيكس2021فينسنت أ. زوبر، جيفري إي. ماكسون، وآخرون.مصمم لمجموعات بيانات CUT&RUN و CUT&Tag.رخصة MIT1.0.0 (فبراير 2023)نعم[ 28 ]
نُشرت كنسخة أولية

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ فالويف أ، وآخرون  (سبتمبر 2008). "تحليل شامل للجينوم لمواقع ارتباط عوامل النسخ بناءً على بيانات ChIP-seq" . Nature Methods . 5 (9): 829–834 . doi : 10.1038/nmeth.1246 . PMC 2917543. PMID 19160518 .  
  2. ^ فنغ ، جيانشينغ. ليو، تاو؛ تشين، بو؛ تشانغ، يونغ؛ ليو ، شياو لي شيرلي (29 أغسطس 2012). "التعرف على إثراء ChIP-seq باستخدام MACS" . بروتوكولات الطبيعة . 7 (9): 1728–1740 . دوى : 10.1038/nprot.2012.101 . بمك 3868217 . بميد 22936215 .  
  3. ↑ ويلبانكس، إليزابيث ج.؛ فاسيوطي، مارك ت. (7 يوليو 2010). "تقييم أداء الخوارزمية في الكشف عن قمم ChIP-Seq" . PLOS ONE . 5 (7) e11471. Bibcode : 2010PLoSO...511471W . doi : 10.1371/journal.pone.0011471 . PMC 2900203. PMID 20628599 .  
  4. ↑ بيلي، تي إل؛ كراجيفسكي، بي؛ لادونغا، آي؛ لوفيفر، سي؛ لي، كيو؛ ليو، تي؛ مادريغال، بي؛ تسليم، سي؛ تشانغ، جيه. (14 نوفمبر 2013). "إرشادات عملية للتحليل الشامل لبيانات ChIP-seq" . PLOS Comput Biol . 9 (11) e1003326. Bibcode : 2013PLSCB...9E3326B . doi : 10.1371/journal.pcbi.1003326 . PMC 3828144. PMID 24244136 .  
  5. ↑ ماير، كيت د.؛ ساليتور، يوغيش؛ زومبو، بول؛ إليمينتو، أوليفييه؛ ماسون، كريستوفر إي.؛ جافري، سامي ر. (31 مايو 2012). "تحليل شامل لمثيلة الحمض النووي الريبوزي الرسول يكشف عن إثراء في المناطق غير المترجمة 3′ وبالقرب من كودونات التوقف" . مجلة الخلية . 149 (7): 1635-1646 . doi : 10.1016/j.cell.2012.05.003 . PMC 3383396. PMID 22608085 .  
  6. ^ دومينيسيني، دان؛ موشيتش موشكوفيتز، شارون؛ شوارتز، شراجا؛ سالمون ديفون، مالي؛ أنجار، ليئور؛ أوسنبيرج، سيفان؛ سيزاركاس، كارين؛ جاكوب هيرش، ياسمين؛ أماريليو، نينيت؛ كوبيك، مارتن؛ سوريك، روتيم؛ ريشافي ، جدعون (28 أبريل 2012). “طوبولوجيا ميثيلومات m6A RNA البشرية والماوس التي كشفت عنها m6A-seq”. طبيعة . 485 (7397): 201– 206. بيب كود : 2012Natur.485..201D . دوى : 10.1038 / طبيعة 11112 . بميد 22575960 . S2CID 3517716 .  
  7. ↑ مينغ، ج.؛ كوي، إكس.؛ راو، إم كيه.؛ تشين، واي.؛ هوانغ، واي. (14 أبريل 2013). " تحليل قائم على الإكسوم لبيانات تسلسل الإبيجينوم RNA" . المعلوماتية الحيوية . 29 (12): 1565-1567 . doi : 10.1093/bioinformatics/btt171 . PMC 3673212. PMID 23589649 .  
  8. ↑ كوهي، هاشم؛ داون، توماس أ.؛ سبيفاكوف، ميخائيل؛ هوبارد، تيم؛ هيلمر-سيتريش، مانويلا (8 مايو 2014). " مقارنة بين برامج تحليل القمم المستخدمة في بيانات تسلسل الحمض النووي DNase-Seq" . PLOS ONE . 9 (5) e96303. Bibcode : 2014PLoSO...996303K . doi : 10.1371/journal.pone.0096303 . PMC 4014496. PMID 24810143 .  
  9. ^ كومار، فيبور. ماسافومي موراتاني؛ نيرمالا أرول ريان؛ بيترا كراوس؛ توماس لوفكين؛ هاك هوي نج؛ شيام برابهاكار (يوليو 2013). "معالجة موحدة ومثالية للإشارات لبيانات التسلسل العميق المعينة" . التكنولوجيا الحيوية الطبيعية . 31 (7): 615-622 . دوى : 10.1038/nbt.2596 . بميد 23770639 . أُرشف بتاريخ 6 يونيو 2014 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
  10. ↑ وونغ، كا-تشون؛ وآخرون (2014). "SignalSpider: اكتشاف الأنماط الاحتمالية على ملفات تعريف إشارات ChIP-Seq متعددة مُعَيَّرة" . المعلوماتية الحيوية . 31 (1): 17-24 . doi : 10.1093/bioinformatics/btu604 . PMID 25192742 .  
  11. ↑ مادريغال، بيدرو (2015). "تحديد مواقع ارتباط عوامل النسخ في ChIP-exo باستخدام R/Bioconductor" . بروتوكولات المعلوماتية الحيوية لـ Epigenesys . 68 .
  12. ↑ نورانيخوجاسته أ، تافالي ج، أوروجي إ (يوليو 2025). "تقييم طرق تحديد القمم في CUT&RUN" . المعلوماتية الحيوية . 41 (7) btaf375. doi : 10.1093/bioinformatics/btaf375 . PMC 12255880. PMID 40569178 .  
  13. ↑ كيليس، ليانغ (26 أكتوبر 2011). " الكشف عن الارتباط التفاضلي لعوامل النسخ باستخدام ChIP-seq" . المعلوماتية الحيوية . 28 (1): 121-122 . doi : 10.1093/bioinformatics/btr605 . PMC 3244766. PMID 22057161 .  
  14. ↑ واكسمان، شاو؛ تشانغ؛ يوان؛ أوركين (16 مارس 2012). "MANorm: نموذج قوي للمقارنة الكمية لمجموعات بيانات ChIP-Seq" . علم الأحياء الجينومي . 13 (3): R16. doi : 10.1186/gb-2012-13-3-r16 . PMC 3439967. PMID 22424423 .  
  15. ↑ شو، سونغ؛ وي؛ لين (28 يوليو 2008). "نهج نموذج ماركوف المخفي لتحديد مواقع تعديل الهيستون التفاضلية على مستوى الجينوم من بيانات ChIP-seq" . المعلوماتية الحيوية . 24 (20): 2344-2349 . doi : 10.1093/bioinformatics/btn402 . PMID 18667444 . 
  16. ↑ ألهوف، كوستا؛ سير؛ شوفيستر؛ لين؛ زينك (24 أكتوبر 2014). "الكشف عن القمم التفاضلية في إشارات ChIP-seq باستخدام ODIN". المعلوماتية الحيوية . 30 (24): 3467-3475 . doi : 10.1093/bioinformatics/btu722 . PMID 25371479 . 
  17. ↑ هولمكفيست إي، رايت بي آر، لي إل، بيشلر تي، باركويست إل، راينهارت آر، باكوفن آر، فوغل جيه (2016). "أنماط التعرف الشاملة على الحمض النووي الريبوزي (RNA) لمنظمات ما بعد النسخ Hfq وCsrA كما كُشِف عنها بواسطة الربط المتقاطع بالأشعة فوق البنفسجية في الجسم الحي" . مجلة EMBO . 35 (9): 991-1011 . doi : 10.15252/embj.201593360 . PMC 5207318. PMID 27044921 .  
  18. ↑ نورانيخوجاسته، أمين؛ تافالي، غزالة؛ أوروجي، إلياس (2025-07-01). "تقييم أداء طرق تحديد القمم في CUT&RUN" . المعلوماتية الحيوية . 41 (7) btaf375. doi : 10.1093/bioinformatics/btaf375 . ISSN 1367-4811 . PMC 12255880. PMID 40569178 .   
  19. ↑ macs3-project/MACS ، فريق مشروع MACS3، 16-05-2025 ، تاريخ الاسترجاع 19-05-2025
  20. ↑ UVA، مختبر زانغ @ (15/03/2025)، zanglab/SICER2 ، استرجاعها 2025/05/19
  21. ↑ ستوفنر، إندري باكن؛ ساتروم، بال (28 مارس 2019). "يجد برنامج epic2 بكفاءة النطاقات المنتشرة في بيانات ChIP-seq". المعلوماتية الحيوية . 35 (21). مطبعة جامعة أكسفورد (OUP): 4392-4393 . doi : 10.1093/bioinformatics/btz232 . ISSN 1367-4803 . PMID 30923821 .  
  22. ↑ "تنزيل برنامج وبيانات هومر" . homer.ucsd.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 ديسمبر 2025 .
  23. ↑ وينز، براندون م.؛ هي، يوان؛ تشين، ناي-تشيون؛ بيكريل، جوزيف ك.؛ لي، جيريميا هـ.؛ دوديك، ماكس ف.؛ لي، تايبو؛ كينر، ريبيكا؛ فويت، بنجامين ف.؛ براون، كريستوفر د.؛ باتل، أليكسيس (2025). "استنتاج النمط الجيني من بيانات إمكانية الوصول إلى الكروماتين المجمعة يكشف عن آليات التنظيم الجيني" . علم الأحياء الجينومي . 26 81. bioRxiv 10.1101/2024.09.04.610850 . doi : 10.1186/s13059-025-03538-1 . PMC 11956263. PMID 40159496 .   
  24. ↑ تشانغ، يانشياو؛ لين، يو-هسوان؛ جونسون، تيموثي د.؛ روزيك، لورا س.؛ سارتور، مورين أ. (15-09-2014). " PePr: مسار لتحديد أولويات استدعاء القمم لتحديد القمم المتسقة أو التفاضلية من بيانات ChIP-Seq المتكررة" . المعلوماتية الحيوية . 30 (18): 2568-2575 . doi : 10.1093/bioinformatics/btu372 . PMC 4155259. PMID 24894502 .  
  25. ↑ هينتجيس، لانس د.؛ سيرجنت، مارتن ج.؛ داونز، داميان ج.؛ هيوز، جيم ر.؛ تايلور، ستيفن (27 يناير 2021). "LanceOtron: أداة تحليل قمم باستخدام التعلم العميق لبيانات ATAC-seq وChIP-seq وDNase-seq". bioRxiv 10.1101/2021.01.25.428108 . 
  26. ↑ ميرز، مايكل ب.؛ تيننباوم، دان؛ هينيكوف، ستيفن (12 يوليو 2019). "تحديد القمم باستخدام تحليل الإثراء المتفرق لتوصيف الكروماتين بتقنية CUT&RUN" . علم التخلق والكروماتين . 12 (1) 42. doi : 10.1186/s13072-019-0287-4 . PMC 6624997. PMID 31300027 .  
  27. ↑ يامادا، نعومي؛ ماثيو جيه روسي؛ نينا فاريل؛ بي فرانكلين بو؛ شون ماهوني (2020). "محاذاة وتحديد كمية أنماط الربط المتقاطع لـ ChIP-exo تكشف عن التنظيم المكاني لمركبات البروتين-DNA" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 48 (20): 11215-11226 . doi : 10.1093/nar/ gkaa618 . PMC 7672471. PMID 32747934 .  
  28. ↑ ياشار، ويليام م؛ كونغ، غارث؛ فان كامبن، جيك؛ سميث، بريتاني م؛ كولمان، دانيال ج؛ كاربون، لوسيا؛ يارديمجي، غالب غوركان؛ ماكسون، جوليا إي؛ براون، ثيودور ب (12 يناير 2022). "GoPeaks: استدعاء قمم تعديل الهيستون لتقنية CUT&Tag". bioRxiv 10.1101/2022.01.10.475735 .