The effect of chromatin structure on duplicate gene expression in Atlantic salmon

Abstract

The Atlantic salmon has gone through several WGD events and is left with almost half of its gene as duplicates. How expression differs in the duplicates is extra intriguing in regards to epigenetics. If the regulatory environment was inherited together with the gene after the WGD and the duplicates are similarly expressed can chromatin structure surrounding the gene give some insight into the gene regulation. ATAC-seq data has been used to determine open chromatin regions that might facilitate transcription. Does the open chromatin structure detected by ATAC-seq data affect the expression of genes in the Atlantic Salmon? There was a relationship found between the open chromatin regions surrounding the genes and their expression. A connection was found between the percentage of the promoter covered in peaks and an increase in expression, the expression diminished with a high coverage level in the region.

An EVE analysis of the salmons duplicates has been done to determine up- and downregulated duplicates in regards to an outgroup that has not gone through the salmonid specific WGD .Is the chromatin structure surrounding the gene duplicates similar for the duplicates with a similar expression? Looking into the difference in ATAC-seq peaks and difference in expression for the duplicates there are duplicates that have a high similarity in both expression and number of peaks, but some duplicates also have a high difference in peaks and expression. For the duplicated genes a higher number of peaks does not seem to give a higher level of expression.

Atlanterhavslaksen har gjennomgått flere helgenomduplikasjoner og står igjen med nesten halvparten av sine gener som duplikater. Forskjellen i genuttrykk hos duplikatene er ekstra spennende med tanke på epigenetikk. Dersom det regulatoriske miljøet ble arvet sammen med genet etter helgenomdupliseringen og duplikatene har lignende genuttrykk, så kan kromatinstruktur i nærområdet til genet gi innsikt i genreguleringen. ATAC-seq data har blitt brukt til å bestemme hvilke regioner som har åpen kromatinstruktur som kan legge til rette for transkripsjon. Påvirker kromatinstrukturen som ble detektert av ATAC-seq data genuttrykket i Atlanterhavslaksen? Det var ​et​ forhold som ble funnet mellom de åpne kromatinområdene i nærområdet til genene og deres genuttrykk. En sammenheng ble funnet mellom prosentandel av promotoren som var dekket i peaks og en økning i genuttrykk, genuttrykket sank samtidig som en høy andel av regionen var dekket av peaks.

En EVE-analyse av lakseduplikatene ble gjort for å finne ut av opp- og nedregulerte duplikater i forhold til en utgruppe som ikke har vært igjennom den laksespesifikke helgenomdupliseringen. Er kromatinstrukturen rundt genduplikatene lignende for duplikatene som har lignende genuttrykk? Når man ser nærmere på forskjellen i ATAC-seq peaks og forskjellen i genuttrykk for duplikatene, så har noen duplikater en høy likhet i både genuttrykk og antall peaks, men noen duplikater har også en stor forskjell i peaks og genuttrykk. For de dupliserte genene virker det ikke som om et større antall peaks fører til økt genuttrykk.