Software development and analysis of high throughput sequencing data for genomic enhancer prediction

Abstract

High Throughput Sequencing technologies (HTS) are becoming the standard in genomic regulation analysis. During my thesis I developed software for the analysis of HTS data. Through collaborations with other research groups, I specialized in the analysis of ChIP-Seq short mapped reads. For instance, I collaborated in the analysis of the effect of Hog1 stress induced response in Yeast and helped in the design of a multiple promoter-alignment method using ChIP-Seq data, among other collaborations. Making use of expertise and the software developed during this time, I analyzed ENCODE datasets in order to detect active genomic enhancers. Genomic enhancers are regions in the genome known to regulate transcription levels of close by or distant genes. Mechanism of activation and silencing of enhancers is still poorly understood. Epigenomic elements, like histone modifications and transcription factors play a critical role in enhancer activity. Modeling epigenomic signals, I predicted active and silenced enhancers in two cell lines and studied their effect in splicing and transcription initiation.

Las tecnologías High Throughput Sequencing (HTS) se están convirtiendo en el método standard de análisis de la regulación genómica. Durante mi tesis, he desarrollado software para el análisis de datos HTS. Mediante la colaboración con otros grupos de investigaci n, me he especializado ́ en el análisis de datos de ChIP-Seq. Por ejemplo, colaborado en el análisis del efecto de Hog1 en células de levadura afectadas por stress, colaboré en el diseño de un m ́ todo para el alineamiento m ́ ltiple de promotores usando datos de ChIP-Seq, entre otras colaboraciones. Usando el conocimiento y el software desarrollados durante este tiempo, analicé datos producidos por el proyecto ENCODE para detectar enhancers genómicos activos. Los enhancers son areas del genoma conocidas por regular la transcripción de genes cercanos y lejanos. Los mecanismos de activación y silenciamiento de enhancers son aún poco entendidos. Elementos epigenómicos, como las modificaciones de histonas y los factores de transcripción juegan un papel crucial en la actividad de enhancers. Construyendo un modelo con estas señales epigen ́ micas, predije enhancers activos y silenciados en dos lineas celulares y estudié su efecto sobre splicing y sobre la iniciacion de la transcripción.