Modeling enhancer–mediated gene regulation using chromatin contact topology and functional perturbation data
Kromatin temas topolojisi ve fonksiyonel pertürbasyon verileri kullanarak enhancer-aracılı gen düzenlenmesinin modellenmesi
- Tez No: 1001733
- Danışmanlar: Assoc. Prof. Dr. NATHAN LACK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Biyoloji, Science and Technology, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Ökaryotik hücrelerde gen ifadesi, üç boyutlu kromatin katlanması yoluyla gen promotörleriyle temas kuran distal enhancer'lar tarafından etkilenebilir. Activity-by-Contact (ABC) gibi enhancer–gen eşleştirme modelleri enhancer aktivitesini ve temas sıklığını bütünleştirse de, kromatin bağlantısallığının topolojisinin ek bir öngörü sinyali sağlayıp sağlamadığı hâlâ net değildir. Bu tez, kromatin temas ağlarının topoloji-duyarlı temsillerinin, yerleşik aktivite-temelli yaklaşımların ötesinde enhancer–gen modellemesini iyileştirip iyileştirmediğini değerlendirir. Burada analiz edilen veri setleri genelinde, gen ifadesi promotörle temas eden enhancer sayısıyla güçlü biçimde ilişkilidir; daha karmaşık, aktivite-ağırlıklı özellik kombinasyonları ise sınırlı ek fayda sağlar. HiChIP'ten türetilmiş temas grafları, OCT4 CREST-seq pertürbasyon verileri ve CRISPRi-FlowFISH fonksiyonel etiketleri kullanılarak, difüzyon-temelli, yol-temelli ve sınır-bilgisi içeren topoloji özellikleri değerlendirilmiştir. Seyrek gözetimli (sparse supervision) koşullarda, topoloji-duyarlı özelliklerin çoğu ABC'ye kıyasla sağlam iyileşmeler üretmemektedir. Buna karşılık, direnç-temelli bir bağlantısallık metriği, gürültülü promotör–enhancer temas kestirimlerini stabilize ederek performansı tutarlı biçimde artırır. Son olarak, toplamsal enhancer entegrasyonunu doğrusal olmayan promotör yanıt fonksiyonlarıyla birleştiren mekanistik modelleme, enhancer baskınlığı ve bağlam bağımlılığı üzerinde yapısal kısıtları ortaya koyarak, mevcut fonksiyonel genomik verilerle topoloji-duyarlı enhancer–gen modellemesinin hem potansiyelini hem de sınırlarını netleştirir.
Özet (Çeviri)
Gene expression in eukaryotic cells can be influenced by distal enhancers that contact gene promoters through three-dimensional chromatin folding. Although enhancer–gene linking models such as Activity-by-Contact (ABC) integrate enhancer activity and contact frequency, the extent to which chromatin connectivity topology provides additional predictive signal remains unclear. This thesis evaluates whether topology-aware representations of chromatin contact networks improve enhancer–gene modeling beyond established activity-based approaches. Across the datasets analyzed here, gene expression is strongly associated with the number of enhancers contacting a promoter, with more complex activity-weighted feature combinations providing limited additional benefit. Using HiChIP-derived contact graphs, OCT4 CREST-seq perturbation data, and CRISPRi-FlowFISH functional labels, this work evaluates diffusion-based, path-based, and boundary-informed topology features. Most topology-aware features do not yield robust improvements over ABC under sparse supervision. In contrast, a resistance-based connectivity metric consistently improves performance by stabilizing noisy promoter–enhancer contact estimates. Finally, mechanistic modeling of additive enhancer integration with nonlinear promoter response functions identifies structural constraints on enhancer dominance and context dependence, clarifying both the potential and the limits of topology-aware enhancer–gene modeling with current functional genomics data.
Benzer Tezler
- A study on RNA and protein effectors of transcription factor activity and gene expression
Transkripsiyon faktörü aktivitesi ve gen ifadesinde RNA ve protein etkenleri üzerine bir çalışma
AYŞE DERYA CAVGA
Doktora
İngilizce
2019
BiyolojiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA ÖZLEM KESKİN ÖZKAYA
PROF. DR. ATTİLA GÜRSOY
- Investigation of the role of neurotrophin receptor associated death domain protein in regulation of Wnt/β-catenin signaling using the embryonic and CRISPR/Cas9 knockout models of zebrafish
Nörotrofin reseptörü ile ilişkili ölüm bölgesi proteininin Wnt/ β - katenın sinyal iletiminin düzenlenmesindeki rolünün zebrabalığı embriyonik modeli ve CRISPR/Cas9 knockout modeli ile araştırılması
ÖZGE ÇARK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
GenetikDokuz Eylül ÜniversitesiMoleküler Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE GÜNEŞ ÖZHAN
- Roles of chromosome 1Q in breast cancer
Kromozom 1Q'nun meme kanserindeki rolü
GAMZE TURAN
Doktora
İngilizce
2025
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiTıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖZDE KORKMAZ
- Machine-learning approaches for neurological disorder diagnosis from genomic and neuroimaging data
Genomik ve nörogörüntüleme verilerinden nörolojik bozukluk teşhisi için makine öğrenmesi yaklaşımları
İSMAİL BİLGEN
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEHÇET UĞUR TÖREYİN
- Genome and transcriptome-based metabolic modelling approach to investigate apoe-mediated pathogenic mechanisms in Alzheimer's disease
Alzheimer hastalığında apoe aracılı patojenik mekanizmaları araştırmak için genom ve transcriptoom tabanlı metabolik modelleme yaklaşımı
DİLARA UZUNER ODONGO
Doktora
İngilizce
2025
BiyomühendislikGebze Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNAHAN ÇAKIR
PROF. DR. MADHAV THAMBISETTY