Metilación diferencial en el genoma humano y su asociación con la transcripción

Abstract

In this Doctoral Thesis the reliability in detecting the methylation levels of individual cytosines from WGBS reads has been significantly improved, taking into account all the sources of error known today. This has allowed to test the hypothesis which argues that the sign of the association between methylation and transcription depends on the genomic context in which methylation occurs and the type of transcription factors that are involved. In the light of the obtained results, it has not been possible to refute this hypothesis. An unexpected finding was that the positive association between methylation and transcription appears to be more frequent than it had been previously described, being even more frequent than the negative association. In relation to this, in transcription factors binding sites with greater affinity for methylated sites, green CpG-TLs are over-represented, but red CpG-TLs are underrepresented. These positive associations may be due to a hitherto unknown transcription regulation mechanism, but there are also likely to be cases where hydroxymethylation is positively associated with transcription, as the WGBS method is unable to discriminate between methylation and hydroxymethylation. In further studies, OxBS-seq or TAB-seq methods should be used in order to clarify the true nature of green CpG-TLs.

En esta Tesis Doctoral se ha mejorado notablemente la fiabilidad en la detección de los niveles de metilación de las citosinas individuales a partir de lecturas de WGBS, tomando en cuenta todas fuentes de error conocidas en la actualidad. Esto ha permitido poner a prueba la hipótesis de que el signo de la asociación entre la metilación y la transcripción depende del contexto genómico en que se produce la metilación y del tipo de factores de transcripción implicados. A la vista de los resultados obtenidos, no ha sido posible refutar esta hipótesis. Un hallazgo inesperado fue que la asociación positiva entre la metilación y la transcripción parece ser más frecuente de lo que previamente se había descrito, llegando incluso a ser más frecuente que la asociación negativa. En relación a esto, los sitios de unión a factores de transcripción con mayor afinidad por sitios metilados son ricos en CpGTLs verdes pero pobres en CpG-TLs rojos. Estas asociaciones positivas podrían deberse a un mecanismo de regulación de la transcripción hasta ahora desconocido, pero también es probable que en realidad se trate de casos en los que la hidroximetilación se asocia positivamente con la transcripción, ya que el método WGBS es incapaz de discriminar entre metilación e hidroximetilación. En futuros estudios, se deberían utilizar los métodos OxBS-seq o TAB-seq para tratar de esclarecer la verdadera naturaleza de los CpG-TLs verdes.