In silico analysis of cis-regulatory elements on co-expressed genes

Abstract

Cis-regulatory elements (CREs) are regions of non-coding DNA that regulate the transcription of nearby genes. CREs typically regulate gene transcription by functioning as binding sites for transcription factors. Publicly available database of co-expressed gene sets would be valuable tools for a wide variety of experimental designs, including targeting of genes for functional identification or for regulatory investigation. The study of CREs effect on expression can improve our understanding of co-expression genes and gene networks. In present study we compared the correlation between expression and CREs in co-expression genes with LTP5 by using the Genevestigator database that provides co-expressed genes deduced from microarray data, and SCOPE that uses to find CRDs in 800bp of upstream of the DNA sequences of co-expression genes. The result revealed that three motifs (TGSCAB, ATWTGYMG and CBTATC) of PRISM algorithm, GCCAC motif of BEAM and ATTGNVANNYGG motif of SPACER algorithm distribute in promoter of co-expressed genes and LUX transcription factor was identified by UniPROB database. We present here a new comparison method for detecting key cis-regulatory elements that effect on co-expressed genes to find a relation to clarify the function and regulation of particular genes and gene networks under stress conditions.

Cis-düzenleyici öğeler (CRE), komşu genlerin transkripsiyonunu düzenleyen kodlanmayan DNA’nın bölgeleridir. CRE’ler tipik olarak transkripsiyon faktörlerinde bağlantı noktaları işlevi görerek gen transkripsiyonunu düzenler. Erişilebilir bir koekspres gen veritabanının bulunması bir çok deneysel tasarım için değerli bir araç olacaktır. CRE’lerin ekspressiyon üzerindeki etkileri ile ilgili yapılan çalışmalar, gen koekspresyonu ve gen ağını anlamamızı kolaylaştırır. Bu çalışmada, ekspresyonlar arasındaki korelasyonlar ile koekspres LTP5’li genlerde bulunan CRE’ler, Genevestigator veritabanı kullanılarak karşılaştırılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde PRISM algoritmasının üç motifi (TGSCAB, ATWTGYMG ve CBTATC), BEAM algoritmasının GCCAC motifi ve SPACER algoritmasının ATTGNVANNYGG motifinin koekspres genlerin promotörü içerisinde dağıldığı ve UniPROB veritabanı ile LUX transkripsiyon faktörünün tespit edildiği görülmüştür. Bu çalışma ile koekspres genleri etkileyen önemli cis-düzenleyici öğeler ile bazı genlerin düzenlenmesi ve strest koşulları altındaki gen ağıın tespiti üzerine yeni bir yöntem ortaya konmuştur.