Гру 6 кв расшифровка: Главное распределительное устройство — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Главное распределительное устройство — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Принципиальная схема мощной ТЭЦ.  [1]

Главное распределительное устройство 10 кВ выполнено по схеме с одной секционированной системой шин с групповыми реакторами, РУ 35 кВ также имеет одну секционированную систему шин, ОРУ 110 кВ выполнено с двумя основными и третьей обходной системами шин с отдельными обходным и шиносоединительнымА выключателями. Связь между ГРУ 10 кВ и РУ 35 и ПО кВ осуществляется двумя трехобмоточными трансформаторами.
 [2]

Главное распределительное устройство может быть расположено отдельно или совместно со щитом в торце машинного зала, что особенно удобно при широком и коротком машинном зале с поперечным размещением турбин.
 [3]

Использование главного распределительного устройства ГРУ ТЭЦ, от которого питаются ближайшие потребители.
 [4]

Различные компоновки тепловых электростанций.  [5]

Для крупных электростанций главное распределительное устройство размещают в отдельном здании, которое размещается параллельно машинному залу.
 [6]

К электроцеху относятся главное распределительное устройство, распределительное устройство собственных нужд, открытая повысительная подстанция и главный электрический щит управления ТЭЦ.
 [7]

КРУ устанавливают в главных распределительных устройствах и на электрических подстанциях промышленных предприятий.
 [8]

Строгая последовательность работы пневмоцилиндров обеспечивается главным распределительным устройством 2, которое представляет собой три пневмокрана ( по числу цилиндров), выполненных в одном блоке. Поворот пневмокрана осуществляется от распределительного вала, который приводится во вращение отдельным электродвигателем мощностью 0 24 кет.
 [9]

Компоновка закрытого распределительного устройства 6 — 10 кв, выполненного с применением сборных конструкций.  [10]

Для затаскивания оборудования на каждом этаже главного распределительного устройства ( ГРУ) во временном торце здания предусмотрены монтажные проемы.
 [11]

Линии, по которым подается электроэнергия к главному распределительному устройству, называют питающими, а отходящие от этого распределительного устройства линии — распределительными. При этом линии распределительной электросети могут питать конкретные электроприемники, а также и другие вспомогательные распределительные устройства.
 [12]

Линии, по которым подается электроэнергия к главному распределительному устройству, называют питающими, а линии, отходящие от этого пасппеделительного л стпойства — асптн дели-тельными. Распределительные линии могут питать конкретные электроприемники и вспомогательные распределительные устройства.
 [13]

На участке БВ между турбинным отделением и главным распределительным устройством ( ГРУ) соединение выполняется шинным мостом или гибким подвесным токопроводом. Все соединения внутри закрытого РУ 6 — 10 кВ, включая сборные шины, выполняются жесткими голыми алюминиевыми шинами прямоугольного или коробчатого сечения. Соединение от ГРУ до выводов трансформатора связи 77 ( участок ИК) осуществляется шинным мостом или гибким подвесным токопроводом.
 [14]

На участке БВ между турбинным отделением и главным распределительным устройством ( ГРУ) соединение выполняется шинным мостом или гибким подвесным токопроводом. Все соединения внутри закрытого РУ 6 — 10 кВ, включая сборные шины, выполняются жесткими голыми алюминиевыми шинами прямоугольного или коробчатого сечения. Соединение от ГРУ до выводов трансформатора связи ( участок ИК) осуществляется шинным мостом или гибким подвесным токопроводом.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

   5

Питание потребителей собственных нужд на ТЭЦ, с ГРУ, схемы, применение РПН

Пример HTML-страницы

На рис. 3.1 изображен фрагмент главной схемы из схемы собственных нужд ТЭЦ с питанием секций собственных нужд (Р) и общестанционной нагрузки (Особственных нужд) одинарными реакторами от ГРУ-6,3 кВ. Секции местной нагрузки в виде групповых сборок 6,3 кВ также питаются от ГРУ-6,3 кВ сдвоенными токоограничивающими реакторами РС-1, РС-2. Резервирование секций собственных нужд и Особственных нужд осуществляется одинарными реакторами Ррез от ГРУ-6,3 кВ.

Главная схема ГРУ-6,3 кВ на рис.3.1 выполнена в виде кольца с тремя или четырьмя секциями 6,3 кВ, связанными друг с другом с помощью одинарных секционных токоограничивающих реакторов (СР).

На ТЭЦ используются турбогенераторы с номинальной мощностью от 7,5 МВт до 320 МВт. При этом агрегаты номинальной мощностью Sном = 7,5; 15, 25, 40 и 78,75 МВА и с напряжением 6,3 и 10,5 кВ могут связываться с энергосистемой 110 кВ через трехобмоточные трансформаторы мощностью от 6,3 до 80 МВА напряжением обмоток среднего напряжения 38,5 или 11 кВ. Указанные трансформаторы имеют РПН на высокой стороне 110 кВ ±9х1,77% и ПБВ на обмотке среднего напряжения ±2х2,5%.

Наличие РПН и ПБВ на трехобмоточных трансформаторах связи позволяет отказаться от устройств регулирования напряжения на секциях собственных нужд и на групповых сборках 6,3 кВ местной нагрузки.

В рассматриваем примере на рис.3.1 связь с системой осуществляется с помощью трехобмоточных трансформаторов ТДТН-40000/110 с РПН и ПБВ.

Начиная с номинальной мощности агрегатов ТЭЦ от 125 до 375 МВА и в схемах ТЭС от 125 до 1330 МВА из соображения надежности повышающие трансформаторы устройств РПН не имеют, а связь с энергосистемой на напряжениях от 220 до 750 кВ осуществляется с помощью трехобмоточных автотрансформаторов с РПН со стороны линейного вывода об-мотки собственных нужд или в нейтрали ВН. В этих условиях все трансформаторы собственных нужд имеют устройство РПН для регулирования напряжения на секциях собственных нужд 6,3 кВ.

Выполнение ГРУ на напряжение 6,3 кВ встречает определенные трудности. На напряжениях 6,3 и 10,5 кВ применяются турбогенераторы с мощностью не выше 63 МВт с номинальным током 7,21 кА при Uн = 6,3 кВ и 4,33 кА при Uн = 10,5 кВ. На номинальный ток 7,21 кА трудно подобрать выключатель серии МГГ – масляный с горшковым исполнением полюсов, генераторный. Учитывая подпитку секций 6,3 кВ от соседних секций через секционный реактор и от трансформатора связи, ток КЗ на секции 6,3 кВ может превысить 100 кА, что осложняет применение выключателей серии МГГ.

Схемы собственных нужд ТЭЦ обычно проектируются при наличии ГРУ так, что при всех работающих генераторах переток мощности через секционные реакторы минимален. Это позволяет увеличивать сопротивление секционных реакторов и уменьшать подпитку точки КЗ от соседних секций. Для осуществления питания местной нагрузки при ремонте турбогенераторов или трансформаторов связи переток мощности через секционные реакторы возрастает. В зависимости от состава местной нагрузки величина тока через секционный реактор возрастает до величины 0,5 – 0,7 от номинального тока генератора.

Применительно к схеме рис.3.1 при наличии ГРУ наиболее мощными одинарными реакторами являются: РБДГ 10-4000 с сопротивлением 0,105 Ом и 0,18 Ом и РБДГ 10-2500 с сопротивлением от 0,14 Ом до 0,35 Ом. При использовании турбогенераторов номинальной мощности 63 МВт напряжением 6,3 кВ с номинальным током Iн = 7,21 кА доля тока генератора составит 4000/7210 = 0,55 при Iрн = 4000 А и 2500/7210 = 0,35 при Iрн = 2500 А. Несколько лучше обстоит дело при напряжении 10,5 кВ с номинальным током 4,33 кА. При этом доля тока генератора составляет: 4000/4330 = 0,92 при Iрн = 4000 А и 2500/4330 = 0,58 при Iрн = 2500 А [1].

Реакторы большей проходной мощности не выпускаются [1]. В схеме рис.3.1 применено шунтирование секционных реакторов в ремонтных ре-При использовании напряжения 10,5 кВ возможно применение ГРУ- 10,5 кВ, питающегося от генераторов ТВФ-120-2У3 с Iн = 6,875 кА, но тогда собственных нужд питаются через трансформаторы, а местная нагрузка питается от групповых сборок 10,5 кВ. Подобное ГРУ-10,5 кВ обычно выполняется с двумя реактированными секциями по схеме с одинарной системой шин или по схеме с двумя системами сборных шин. Остальные агрегаты включаются по блочной схеме.

В схеме рис.3.1 выключатели с наибольшим номинальным током и с наибольшим номинальным током отключения устанавливаются в цепях генераторов ГРУ, в цепях трансформаторов связи с энергосистемой и в цепях секционных реакторов. Выключатели в схемах питания собственных нужд и на групповых сборках местной нагрузки устанавливаются за реакторами и имеют гораздо меньшие номинальные токи и номинальные токи отключения. Для выбора параметров реакторов в схемах собственных нужд и на групповых сборках местной нагрузки необходимо знать начальное значение периодической составляющей тока КЗ на сборках ГРУ.

На рис.3.2 изображен фрагмент главной схемы и схемы питания собственных нужд и сборок местной нагрузки при чисто блочной главной схеме, когда ГРУ напряжением 6,3 или 10,5 кВ отсутствует. Питание секций РУсобственных нужд-6,3 кВ выполняется ответвлением от генераторного токопровода с использованием групповых сдвоенного реактора РС-2 при Uг = 6,3 кВ или трансформаторов собственных нужд с РПН при Uг = 10,5 кВ. Резервирование собственных нужд осуществляется от ОРУ 110 кВ с использованием трансформатора с расщепленными обмотками.

Для удобства открытое распределительное устройство 110 кВ условно показано горизонтальной линией. Реально ОРУ выполняется по более сложным схемам: одинарная система шин (СШ) с наличием или отсутствием обходной СШ, двойная СШ с наличием или отсутствием обходной СШ с одним или двумя выключателями на присоединение.

Питание групповых сборок местной нагрузки 6,3 кВ также осуществляется ответвлением от генераторного токопровода с использованием сдвоенного реактора РС-1. Эти реакторы питают сборки ЗРУ-6,3 кВ в схемах с турбогенераторами ТВФ-63 и при меньшей мощности непосредст-венно, без дополнительных регулировочных устройств, если генератор связан с сетью системы с использованием трансформатора с РПН.

В блоках большей мощности при Uг = 10,5 кВ трансформаторы связи с системой не имеют устройств РПН, и питание сдвоенного реактора РС-3 выполняется через трансформаторные агрегаты регулировочные. Тип агрегата – ТМНЛ-16000/10-У1 и ТМНЛ- 40000/10-У1. Значение проходной мощности составляет 16000 и 40000 кВА при номинальном напряжении Uном = 6,6 и 11 кВ с пределом регулирования Uном ± 15%.

Для выбора параметров сдвоенных реакторов в схеме рис.3.2 необходимо знать токи КЗ на генераторном токопроводе Г1 и Г2.

Использование GRO-seq для измерения циркадной транскрипции и обнаружения циркадных усилителей

1. Басс Дж., Лазар М.А. (2016) Циркадные временные характеристики фитнеса и болезней. Наука
354 (6315): 994–999. doi: 10.1126/science.aah5965 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

2. Zhang EE, Kay SA (2010) Часы не сбиваются: распутывание циркадных сетей. Обзоры природы Молекулярно-клеточная биология
11 (11): 764–776. doi: 10.1038/nrm2995 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

3. Feng D, Liu T, Sun Z, Bugge A, Mullican SE, Alenghat T, Liu XS, Lazar MA (2011) Циркадный ритм, организованный гистондеацетилаза 3 контролирует метаболизм липидов в печени. Наука
331 (6022): 1315–1319. doi: 10.1126/science.1198125 331/6022/1315 [pii] [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

4. Feng D, Lazar MA (2012) Часы, метаболизм и эпигеном. Мол Ячейка
47 (2): 158–167. doi: 10.1016/j.molcel.2012.06.026 S1097–2765(12)00551–5 [pii] [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

5. Geertz M, Maerkl SJ (2010) Экспериментальные стратегии для изучения особенностей связывания транскрипционного фактора с ДНК. Брифинги по функциональной геномике
9 (5–6): 362–373. дои: 10.1093/bfgp/elq023 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

6. Berger MF, Philippakis AA, Qureshi AM, He FS, Estep PW 3rd, Bulyk ML (2006) Компактные, универсальные ДНК-микрочипы для всестороннего определения специфичности сайта связывания фактора транскрипции. Природная биотехнология
24 (11): 1429–1435. doi: 10.1038/nbt1246 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

7. Fang B, Mane-Padros D, Bolotin E, Jiang T, Sladek FM (2012) Идентификация мотива связывания, характерного для HNF4 путем сравнительного анализа множественных ядерных рецепторов. Исследование нуклеиновых кислот
40 (12): 5343–5356. дои: 10.1093/nar/gks190 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

8. Slattery M, Zhou T, Yang L, Dantas Machado AC, Gordan R, Rohs R (2014) Отсутствие простого кода : как факторы транскрипции читают геном. Тенденции биохимических наук
39 (9): 381–399. doi: 10.1016/j.tibs.2014.07.002 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

9. Buenrostro JD, Wu B, Chang HY, Greenleaf WJ (2015) ATAC-seq: A Method для анализа доступности хроматина для всего генома. Текущие протоколы в молекулярной биологии
109:21 29
21–29. doi: 10.1002/0471142727.mb2129s109 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

2008) Полногеномный анализ сайтов связывания факторов транскрипции на основе данных ChIP-Seq. Природные методы
5 (9): 829–834. doi: 10.1038/nmeth.1246 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

11. Boyle AP, Davis S, Shulha HP, Meltzer P, Margulies EH, Weng Z, Furey TS, Crawford GE ( 2008) Картирование с высоким разрешением и характеристика открытого хроматина по всему геному. Клетка
132 (2): 311–322. doi: 10.1016/j.cell.2007.12.014 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

12. Calo E, Wysocka J (2013) Модификация энхансерного хроматина: что, как и почему?
Молекулярная клетка
49 (5): 825–837. doi: 10.1016/j.molcel.2013.01.038 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

13. Hon GC, Hawkins RD, Ren B (2009) Прогнозирующие сигнатуры хроматина в геноме млекопитающих. Молекулярная генетика человека
18 (Р2): Р195–201. doi: 10.1093/hmg/ddp409 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

14. Dostie J, Richmond TA, Arnaout RA, Selzer RR, Lee WL, Honan TA, Rubio ED, Krumm A, Лэмб Дж., Нусбаум С., Грин Р.Д., Деккер Дж. (2006) Копия захвата конформации хромосомы (5C): массивно-параллельное решение для картирования взаимодействий между геномными элементами. Исследование генома
16 (10): 1299–1309. doi: 10.1101/gr.5571506 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

15. Lieberman-Aiden E, van Berkum NL, Williams L, Imakaev M, Ragoczy T, Telling A, Amit I, Лажуа Б. Р., Сабо П.Дж., Доршнер М.О., Сандстром Р., Бернштейн Б., Бендер М.А., Гроудин М., Гнирке А., Стаматояннопулос Дж., Мирный Л.А., Ландер Э.С., Деккер Дж. (2009) Комплексное картирование дальнодействующих взаимодействий раскрывает принципы складывания человеческий геном. Наука
326 (5950): 289–293. doi: 10.1126/science.1181369 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

16. Hakim O, Misteli T (2012) SnapShot: Захват подтверждения хромосомы. Клетка
148 (5): 1068 e1061–1062. doi: 10.1016/j.cell.2012.02.019 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

17. Step SE, Lim HW, Marinis JM, Prokesch A, Steger DJ, You SH, Won KJ , Лазар М.А. (2014)Антидиабетический розиглитазон ремоделирует транскриптом адипоцитов путем перераспределения транскрипции на энхансеры, управляемые PPARgamma. Гены и развитие
28 (9): 1018–1028. doi: 10.1101/gad.237628.114 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

18. Li H, Handsaker B, Wysoker A, Fennell T, Ruan J, Homer N, Marth G, Abecasis G, Durbin R, Genome Project Data Processing S (2009) Формат Sequence Alignment/Map и SAMtools. Биоинформатика
25 (16): 2078–2079. doi: 10.1093/bioinformatics/btp352 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

19. Kim TK, Hemberg M, Gray JM, Costa AM, Bear DM, Wu J, Harmin DA, Laptewicz M, Барбара-Хейли К., Куэрстен С., Маркенскофф-Пападимитриу Э., Куль Д., Бито Х., Уорли П.Ф., Крейман Г., Гринберг М.Е. (2010)Распространенная транскрипция в энхансерах, регулируемых активностью нейронов. Природа
465 (7295): 182–187. doi: 10.1038/nature09033 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

20. Hah N, Murakami S, Nagari A, Danko CG, Kraus WL (2013)Транскрипты Enhancer маркируют сайты связывания активных рецепторов эстрогена. Исследование генома
23 (8): 1210–1223. doi: 10.1101/gr.152306.112 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

21. Li W, Notani D, Rosenfeld MG (2016) Энхансеры как некодирующие единицы транскрипции РНК: последние данные и будущее перспективы. Обзоры природы Генетика
17 (4): 207–223. doi: 10. 1038/nrg.2016.4 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

22. Fang B, Everett LJ, Jager J, Briggs E, Armor SM, Feng D, Roy A, Gerhart-Hines Z, Sun Z, Lazar MA (2014) Циркадные энхансеры координируют несколько фаз ритмической транскрипции генов in vivo. Клетка
159 (5): 1140–1152. doi: 10.1016/j.cell.2014.10.022 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

23. Langmead B, Trapnell C, Pop M, Salzberg SL (2009) Сверхбыстрое и эффективное выравнивание памяти коротких последовательностей ДНК в геном человека. Геномная биология
10 (3): Р25. дои: 10.1186/gb-2009-10-3-r25 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

24. Quinlan AR, Hall IM (2010) BEDTools: гибкий набор утилит для сравнения геномных признаков. Биоинформатика
26 (6): 841–842. doi: 10.1093/bioinformatics/btq033 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

25. Heinz S, Benner C, Spann N, Bertolino E, Lin YC, Laslo P, Cheng JX, Murre C, Singh H, Glass CK (2010)Простые комбинации факторов транскрипции, определяющих происхождение, задают цис-регуляторные элементы, необходимые для идентичности макрофагов и В-клеток. Молекулярная клетка
38 (4): 576–589. doi: 10.1016/j.molcel.2010.05.004 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

26. Hughes ME, Hogenesch JB, Kornacker K (2010) JTK_CYCLE: эффективный непараметрический алгоритм для обнаружения компоненты в наборах данных масштаба генома. Журнал биологических ритмов
25 (5): 372–380. doi: 10.1177/0748730410379711 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

. Природная биотехнология
29(1): 24–26. doi: 10.1038/nbt.1754 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

28. Нагари А., Мураками С., Маллади В.С., Краус В.Л. (2017) Вычислительные подходы к анализу данных GRO-Seq для идентификации и охарактеризовать активные усилители. Методы молекулярной биологии
1468: 121–138. doi: 10.1007/978-1-4939-4035-6_10 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

29. Menet JS, Rodriguez J, Abruzzi KC, Rosbash M (2012) Nascent-Seq раскрывает новые особенности циркадной регуляции транскрипции у мышей. электронная жизнь
1:e00011. doi: 10.7554/eLife.00011 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

30. Anders S, Pyl PT, Huber W (2015) HTSeq — платформа Python для работы с высокопроизводительными данными секвенирования. Биоинформатика
31 (2): 166–169. doi: 10.1093/bioinformatics/btu638 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

31. Vollmers C, Schmitz RJ, Nathanson J, Yeo G, Ecker JR, Panda S (2012) Циркадные колебания белка -кодирующие и регуляторные РНК в высокодинамичном эпигеноме печени млекопитающих. Метаболизм клеток
16 (6): 833–845. doi: 10.1016/j.cmet.2012.11.004 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

32. Koike N, Yoo SH, Huang HC, Kumar V, Lee C, Kim TK, Takahashi JS (2012)Транскрипционная архитектура и хроматиновый ландшафт основных циркадных часов у млекопитающих. Наука
338 (6105): 349–354. doi: 10.1126/science.1226339 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

33. Fullwood MJ, Liu MH, Pan YF, Liu J, Xu H, Mohamed YB, Orlov YL, Velkov S, Хо А. , Мэй П. Х., Чу Э. Г., Хуан П. Ю., Велборен В. Дж., Хан Ю., Оой Х. С., Арияратне П. Н., Вега В. Б., Луо И., Тан П. Ю., Чой П. Ю., Ванса К. Д., Чжао Б., Лим К. С., Леоу С. К., Йоу Д. С. , Джозеф Р., Ли Х, Десаи К.В., Томсен Дж.С., Ли Ю.К., Карутури Р.К., Эрве Т., Бурк Г., Стунненберг Х.Г., Руан Х, Кашё-Ратабул В., Сун В.К., Лю Э.Т., Вэй С.Л., Чунг Э., Руан Ю. (2009 г.) Интерактом человеческого хроматина, связанный с рецептором эстрогена-альфа. Природа
462 (7269): 58–64. doi: 10.1038/nature08497 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

34. Heinz S, Romanoski CE, Benner C, Glass CK (2015) Выбор и функция энхансеров, специфичных для клеточного типа. Обзоры природы Молекулярно-клеточная биология
16 (3): 144–154. doi: 10.1038/nrm3949 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

35. Jager J, Wang F, Fang B, Lim HW, Peed LC, Steger DJ, Won KJ, Haritonenkov A, Adams AC , Лазар М.А. (2016) Ядерный рецептор Rev-erbalpha регулирует передачу сигналов FGF21, специфичных для жировой ткани. J Биол Хим
291 (20): 10867–10875. doi: 10.1074/jbc.M116.719120 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

36. Hong S, Zhou W, Fang B, Lu W, Loro E, Damle M, Ding G, Jager J, Zhang S, Zhang Y, Feng D, Chu Q, Dill BD, Molina H, Khurana TS, Rabinowitz JD, Lazar MA, Sun Z (2016) Диссоциация чувствительности мышц к инсулину от выносливости к физической нагрузке у мышей путем истощения HDAC3. Нат Мед. doi: 10.1038/nm.4245 [Статья бесплатно PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Секвенирование зарождающейся РНК выявляет широко распространенную паузу и дивергентную инициацию в промоутерах человека

• Список журналов
• Рукописи авторов HHS
• PMC2833333

Наука. Авторская рукопись; доступно в PMC 2010 7 марта. 2008 г., 19 декабря; 322(5909): 1845–1848 гг.

Published online 2008 Dec 4. doi: 10.1126/science.1162228

PMCID: PMC2833333

NIHMSID: NIHMS177763

PMID: 19056941

Author information Copyright and License information Disclaimer

Supplementary Materials

RNA polymerases are высокорегулируемые молекулярные машины. Мы представляем метод (глобальное последовательное секвенирование, GRO-seq), который отображает положение, количество и ориентацию вовлеченных в транскрипцию РНК-полимераз по всему геному. В этом методе молекулы ядерной РНК подвергаются крупномасштабному параллельному секвенированию и картируются в геноме. Мы показываем, что пики проксимальной полимеразы промотора находятся примерно на 30% генов человека, транскрипция распространяется за пределы 3′-расщепления пре-мессенджерной РНК, и преобладает антисмысловая транскрипция. Кроме того, большинство промоторов имеют вовлеченную полимеразу вверх по течению и в ориентации, противоположной аннотированному гену. Эта дивергентная полимераза связана с активными генами, но не может эффективно удлиняться за пределы промотора. Эти результаты подразумевают, что взаимодействие между полимеразами и регуляторами на широких промоторных участках диктует ориентацию и эффективность продуктивной транскрипции.

Транскрипция кодирующих и некодирующих молекул РНК эукариотическими РНК-полимеразами требует их взаимодействия с сотнями транскрипционных факторов, чтобы направлять и контролировать рекрутирование, инициацию, удлинение и терминацию полимеразы. Полногеномные микрочипы и сверхвысокопроизводительные технологии секвенирования позволяют эффективно картировать распределение факторов транскрипции, нуклеосом и их модификаций, а также накопленных транскриптов РНК в геномах (1, 2), тем самым обеспечивая глобальную корреляцию факторов и состояния транскрипции. Исследования с использованием анализа иммунопреципитации хроматина в сочетании с микрочипами геномной ДНК (ChIP-chip) или высокопроизводительным секвенированием (ChIP-seq) показывают, что РНК-полимераза II (Pol II) присутствует в непропорционально больших количествах вблизи 5′-конца многих эукариотических клеток. генов относительно нижестоящих регионов (3–6). Однако эти методы не могут определить, связан ли Pol II просто с промотором или участвует в транскрипции. Небольшой анализ с использованием независимых методов показал, что это распределение, вероятно, представляет собой задействованный в транскрипции Pol II, который накопился примерно на 20–50 оснований ниже сайтов начала транскрипции (TSS) (5, 6), что указывает на то, что транскрипция может регулироваться на стадии элонгации, а также стадии набора и инициации (7). Предполагается, что эта проксимальная пауза или остановка промотора (8) является важной пост-инициирующей, ограничивающей скорость мишенью для регуляции генов (7, 9).).

Здесь мы представляем глобальный анализ последовательного секвенирования (GRO-seq) для картирования и количественной оценки плотности полимеразы, вовлеченной в транскрипцию, по всему геному. Эти измерения обеспечивают моментальный снимок транскрипции всего генома и непосредственно оценивают проксимальную паузу промотора для всех генов. Мы использовали ядерные анализы запуска (NRO) для удлинения зарождающихся РНК, которые связаны с транскрипционно-вовлеченными полимеразами в условиях, когда новая инициация запрещена. Чтобы специфически выделить NRO-РНК, мы добавили аналог рибонуклеотида [5-бромуридин-5′-трифосфат (BrUTP)] к зарождающейся РНК BrU-метки на этапе запуска (рис. S1). Длина полинуклеотида оставалась короткой, а NRO-РНК химически гидролизовали на короткие фрагменты (~100 оснований) для облегчения картирования происхождения полимеразы с высоким разрешением во время анализа (8). BrU-содержащая NRO-РНК была подвергнута тройной селекции посредством иммуноочистки с антителом, специфичным для этого нуклеотидного аналога, что привело к 10 000-кратному обогащению пула NRO-РНК, который, как было определено, составлял >9чистота 8% (8). Затем была подготовлена ​​библиотека NRO-кДНК для секвенирования того, что представляет собой 5′-конец фрагментированной молекулы РНК с включенным BrU, с использованием высокопроизводительной платформы секвенирования Illumina. Происхождение и ориентация РНК и, следовательно, связанных с транскрипцией полимераз были задокументированы по всему геному путем сопоставления прочтений с эталонным геномом человека (8).

Всего было получено ∼2,5 × 10 ⁷ прочтений из 33 пар оснований (bp) из двух независимых повторов (8), полученных из первичных фибробластов легких человека (IMR90) ядра, из которых ∼1,1 × 10 ⁷ (44 %), однозначно картированные в геноме человека. Большинство прочтений (85,8%) выравниваются по кодирующей цепи в пределах границ известных генов RefSeq, мРНК человека или тегов экспрессируемых последовательностей (рис. S2). Количество транскрипционно-активных генов определяли с использованием экспериментально и расчетно определенного фона 0,04 прочтения на тысячу оснований (8). Мы обнаружили, что 16 882 (68%) гена RefSeq являются активными ( P < 0,01) по сравнению с 8438 активными генами, обнаруженными в эксперименте с микрочипами, проведенном в той же клеточной линии (3), что отчасти отражает дополнительную чувствительность секвенирования. платформы (10). Изучение нескольких крупных областей показало, что GRO-seq может различать транскрипционно активные и неактивные области в больших хромосомных доменах (4). Кроме того, мы можем обнаружить в целом низкий, но значительный ( P < 0,01 относительно фона) количество антисмысловой транскрипции для 14 545 генов (58,7% генов в геноме) (рис. S3).

Открыть в отдельном окне

Образец просмотра данных GRO-seq в браузере генома Калифорнийского университета в Санта-Круз (UCSC). Область размером 2,5 Мб на хромосоме 5, показывающая считывания GRO-seq, выровненные с геномом с разрешением 1 п.н., после чего следует увеличенный вид вокруг гена NPM1 . Результаты Pol II ChIP (3) показаны зеленым цветом; отображаемые области, черные; GRO-seq читается на плюсовой цепи (слева направо), красная; GRO-seq читается на минусовой цепи (справа налево), светло-голубой; Аннотации гена RefSeq, темно-синий.

Сопоставление данных GRO-seq относительно TSS RefSeq показывает, что плотность прочтений достигает пика вблизи TSS как в смысловом (∼50 п. н.), так и в антисмысловом (~-250 п.н.) направлениях (см. ниже) (). Выравнивание прочтений GRO-seq с аннотированными 3′-концами генов выявляет широкий пик, который максимален примерно при +1,5 т.п.н. и может распространяться более чем на 10 т.п.о. ниже сайтов полиаденилирования (поли-А) (1). Это пиковое расстояние согласуется с предыдущими и недавними оценками (11, 12). Небольшой пик, за которым следует резкий спад, наблюдается в месте полиаденилирования, что, вероятно, представляет собой известное 3′-расщепление перед полиаденилированием РНК (13).

Открыть в отдельном окне

Выравнивание считываний GRO-seq с TSS и 3′-концами. ( A ) Прочтения GRO-seq выровнены с TSS Ref-seq в окнах размером 10 п.н. как в смысловом (красный), так и в антисмысловом (синий) направлениях относительно направления транскрипции гена. ( B ) GRO-seq считывает фланкирующие 3′-концы генов. Острый пик совпадает с новым 5′-концом, образовавшимся после расщепления поли-А-сайта. Плотность полимеразы значительно расширяется вниз по течению перед терминацией.

Чтобы идентифицировать все гены, которые показывают пик задействованного Pol II, который характерен для проксимальной паузы промотора, мы оценили, показал ли каждый ген значительное увеличение плотности считывания в проксимальной области промотора по сравнению с плотностью в теле каждого гена ( 8). Отношение этих плотностей называется индексом паузы (5, 6, 8), а значимые индексы паузы колеблются от 2 до 10 ³ (рис. S4). В пределах определенной области промотора 7057 генов имеют значительное обогащение прочтений GRO-seq по сравнению с телом гена (9).0087 P < 0,01), что составляет 28,3% всех генов (41,7% активных генов). Сравнение приостановленных генов либо с экспрессией микрочипов, либо с данными GRO-seq выявило четыре класса генов: класс I, не приостановленные и активные; класс II, приостановленный и активный; класс III, приостановлен и не активен; и класс IV, неактивный (не приостановленный и не активный) (). Класс III был сильно истощен, когда мы использовали GRO-seq для классификации активности генов, потому что GRO-seq обеспечивает более чувствительную меру активности генов. Учитывая низкий уровень сигнала на промоторах нескольких генов, оставшихся в этом классе, они, вероятно, будут классифицированы как активные при более глубоком секвенировании. Следовательно, подавляющее большинство генов с приостановленной полимеразой также производят значительную транскрипцию по всему гене, хотя часто в количествах, не поддающихся обнаружению с помощью экспрессионных микрочипов. Недавнее сравнение данных Pol II ChIP-seq с RNA-seq также подтверждает точку зрения, что почти все гены, которые связаны с Pol II, продуцируют полноразмерные транскрипты (10).

Открыть в отдельном окне

Сравнение паузы с активностью генов. Четыре класса генов обнаруживаются при сравнении генов с приостановленной полимеразой и транскрипционной активностью либо с помощью микрочипа, либо с плотностью GRO-seq в нижележащих частях генов. Показан пример каждого класса с дорожками, показанными в браузере генома UCSC, как на . Имена генов, индекс паузы и значение P сверху вниз, соответственно, следующие: TRIO , 1,1, 0,62; ФУС , 41, 2,8 × 10 ⁻⁴³ ; IZUMO1 , 410, 7,6 × 10 ⁻³ ; и GALP (который не имеет операций чтения и, следовательно, индекса паузы). Количество генов, представленных в каждом классе, показано справа.

Плотность полимераз в проксимальной области промотора обычно коррелирует с уровнем активности генов, если рассматривать все гены () или только гены с приостановленной полимеразой (рис. S5). В то время как почти все приостановленные гены обнаруживают значительную полноразмерную активность с помощью GRO-seq, индекс паузы обратно коррелирует с активностью гена (12). Учитывая, что пауза наблюдается, когда Pol II входит в место паузы быстрее, чем скорость выхода из паузы (9), эта обратная корреляция согласуется с гипотезой о том, что сильно транскрибируемые, но приостановленные гены, по-видимому, контролируются, по крайней мере частично, за счет увеличения скорости, с которой Pol II покидает сайт паузы и вступает в продуктивную элонгацию (8).

Открыть в отдельном окне

Корреляция паттернов проксимальной транскрипции промотора с активностью генов. ( от A до D ) Блочные диаграммы (каждая показывает пятый, 25-й, 50-й, 75-й и 95-й процентили), которые показывают взаимосвязь между промотором и проксимальными (PP) смысловыми пиками (красный), дивергентными пиками (DP) ( синий), индексы паузы (зеленый) и отношения PP/DP (оранжевый) к верхнему, среднему и нижнему децилям активности генов. Все децили существенно отличаются друг от друга: P <10 ⁻⁹ для всех сравнений, кроме нижнего и среднего децилей в (D) ( P < 10 ⁻³ ). ( E ) Профили ChIP считываний смысловой (S) и антисмысловой (AS) нити Pol II и GRO-seq, выровненные с TSS. ( F ) Профили чипов h4ac и h4K4me2 и GRO-seq согласованы с TSS.

Заметной и неожиданной особенностью профилей GRO-seq вокруг TSS является устойчивый сигнал от восходящей дивергентной вовлеченной полимеразы. РНК, генерируемые этими дивергентными полимеразами, могут быть идентифицированы в низких концентрациях, когда малые РНК выделяют из целых клеток (14). Эти дивергентные полимеразы не могут быть объяснены наличием 10% известных двунаправленных промоторов, расстояние между которыми составляет менее 1 т.п.н. (15) (рис. S6). Мы обнаружили, что 13 633 гена (55% всех генов, 77% активных генов) демонстрируют значительную дивергентную транскрипцию в пределах 1 тыс.0087 P <0,001), что указывает на то, что количество двунаправленных промоторов превышает даже самые высокие оценки (16, 17). Однако, поскольку оказывается, что большинство этих промоторов продуцируют мРНК только в одном направлении (см. ниже), мы называем этот класс промоторов дивергентными. Хотя верхние 10% активных генов имеют в среднем чуть больший проксимальный промоторный пик, чем пик дивергенции (), уровень дивергентной транскрипции обычно коррелирует как с проксимальным сигналом промотора (рис. S7), так и с уровнем транскрипции связанного с ним пика. ген (). Таким образом, дивергентная транскрипция является меткой наиболее активных промоторов.

Активность генов, пауза и дивергентная транскрипция коррелируют друг с другом и с промоторами, содержащими островок CpG. Эти четыре характеристики встречаются значительно чаще, чем можно было бы ожидать случайно ( P < 10 ⁻⁵² ) (таблица S1). Предыдущее картирование кэпированных транскриптов мРНК показало, что в промоторах CpG-островков инициация происходит в основном на сотнях пар оснований (18), а GRO-seq показывает, что полимеразы инициируют и накапливаются на этом большом классе промоторов в обеих ориентациях.

Имеются ли существующие данные чипа ChIP (3) какие-либо признаки расходящегося пика полимеразы? Ручная проверка ряда генов и сравнение с составными профилями, сопоставленными с TSS, показывают, что пик Pol II ChIP на промоторах объясняется двумя расходящимися пиками, обнаруженными с помощью GRO-seq ( и ). Данные ChIP-seq с более высоким разрешением в разных клеточных линиях идентифицировали молекулы Pol II выше промоторов, которые, как предполагалось, находятся в той же ориентации аннотированного гена; однако вместо этого они, вероятно, представляют дивергентные промоторы, идентифицированные с помощью GRO-seq (10). Кроме того, активные промоторы обычно маркируются модификациями гистонов, такими как ди- и триметилирование h4-Lys 9.0113 4 (h4K4me2 и h4K4me3), а также ацетилирование гистонов h4 и h5 (h4ac и h5ac). Эти модификации демонстрируют бимодальное распределение вокруг TSS, при этом впадина представляет собой свободную от нуклеосом область, охватывающую TSS (3, 4, 19). Сравнение доступных данных h4ac и h4K4me2 в этой клеточной линии (3) с GRO-seq позволяет предположить, что как восходящий, так и нисходящий пики этих модификаций гистонов связаны с активной транскрипцией, при этом каждый пик модификаций гистонов находится рядом и ниже вовлеченной полимеразы. ) (8). Другие исследования показали, что модификации гистонов, связанные с удлинением транскрипции (например, h4K36me3 и h4K79me3) не ассоциируются бимодальным образом вокруг TSS (4, 19). Это и отсутствие дивергентных прочтений GRO-seq выше по течению (рис. S8) указывают на то, что большинство промоторов испытывают инициацию в восходящем направлении, но эти дивергентные полимеразы не продуктивно удлиняют транскрипты. Таким образом, промоторы могут различать полимеразу в прямом и обратном направлении.

Мы предполагаем несколько возможных функций дивергентной транскрипции. Во-первых, акт транскрипции сам по себе может быть решающим для обеспечения доступа факторов транскрипции к элементам управления, которые располагаются выше основных промоторов, возможно, путем создания барьера, который предотвращает блокирование нуклеосомами сайтов связывания факторов транскрипции (20, 21). Во-вторых, как предложено Seila и др. (14), негативная суперспирализация, возникающая после транскрипции полимераз, может способствовать инициации в этих областях. В-третьих, эти короткие формирующиеся РНК сами по себе могут быть функциональными посредством либо Argonaute-зависимых (22), либо -независимых (23) путей. Предстоящие задачи будут заключаться в том, чтобы расшифровать, регулирует ли широко распространенная транскрипционная активность, которая лежит выше по течению, но отклоняется от направления кодирующих генов, положительно или отрицательно выход транскрипции, и как промоторы или неизвестные элементы ДНК предназначены для различения продуктивной элонгации в одном направлении по сравнению с другим.

Дополнительные данные

Нажмите здесь для просмотра. ^{(2.7M, pdf)}

Мы выражаем благодарность К. Хауденшильду за советы по созданию наших библиотек и выполнению начального выравнивания, К. Сану и Л. Поннала за выравнивание усеченных прочтений, А. Зипелю за вычислительные и статистические обсуждения, а также членов лаборатории Лиса за предложения относительно этой работы. Работа финансировалась за счет гранта NIH GM25232 для J.T.L. Данные, обсуждаемые в этой публикации, были депонированы в Омнибусе экспрессии генов Национального центра биотехнологической информации под инвентарным номером {«type»:»entrez-geo»,»attrs»:{«text»:»GSE13518″,»term_id»:» 13518″}}GSE13518. Авторы подают патент на основе работы в этой статье.

Вспомогательный онлайн-материал: www.sciencemag.org/cgi/content/full/1162228/DC1

Текст SOM

Рис. S1–S26

Таблицы S1–S3

Ссылки

1. Консорциум проекта ENCODE et al. Природа. 2007; 447:799. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

2. Wold B, Myers RM. Нат Методы. 2008; 5:19. [PubMed] [Google Scholar]

3. Kim TH, et al. Природа. 2005; 436:876. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

4. Guenther MG, Levine SS, Boyer LA, Jaenisch R, Young RA. Клетка. 2007;130:77. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

5. Muse GW, et al. Нат Жене. 2007; 39:1507. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

6. Zeitlinger J, et al. Нат Жене. 2007; 39:1512. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

7. Saunders A, Core LJ, Lis JT. Nat Rev Mol Cell Biol. 2006; 7:557. [PubMed] [Google Scholar]

8. Материалы и методы доступны в качестве вспомогательного материала в Science Online.

9. Core LJ, Lis JT. Наука. 2008; 319:1791. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

10. Султан М. и др. Наука. 2008; 321:956. doi: 10.1126/science.1160342. опубликовано в Интернете 3 июля 2008 г. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

11. Proudfoot NJ. Тенденции биохимических наук. 1989;14:105. [PubMed] [Google Scholar]

12. Lian Z, et al. Геном Res. 2008;18:1224. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

13. Proudfoot N. Curr Opin Cell Biol. 2004; 16:272. [PubMed] [Google Scholar]

14. Seila AC, et al. Наука. 2008; 322:1849. doi: 10.1126/science.1162253. опубликовано в Интернете 4 декабря 2008 г. [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

15. Тринкляйн Н.Д. и соавт. Геном Res. 2004;14:62. [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

16. Капранов П. и соавт. Наука. 2007; 316:1484. doi: 10.1126/science.1138341. опубликовано в Интернете 16 мая 2007 г. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

17. Rada-Iglesias A, et al. Геном Res. 2008;18:380. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

18. Carninci P, et al. Нат Жене. 2006; 38:626. [PubMed] [Google Scholar]

19. Barski A, et al.