TechBlog: HiPiler simplifies chromatin structure analysis

Screen Shot 2017-09-07 at 12.29.30 PM

For my recent Toolbox on 3D genome visualization tools, Nils Gehlenborg at Harvard Medical School clued me into two interesting pieces of software. One, HiGlass, was included in my article; a related tool, HiPiler, was not. But that doesn’t mean it’s not worth talking about.

HiPiler, says Gehlenborg, “is a tool to visualize individual features in [Hi-C] maps.” Think of it like a digital photo application that can find and extract all the faces in your image library*.

Tools like HiGlass allow researchers to navigate and explore chromatin contact matrices, data from experiments such as Hi-C that indirectly reveals the folding of chromosomes. Sometimes, though, researchers need to focus on specific structural features, such as chromosomal loops or domains. Using bioinformatic algorithms, researchers can query chromatin-contact datasets to find all such structures. But these algorithms may return thousands of hits. How is a researcher to study them?

Enter HiPiler.

Developed by Gehlenborg’s lab in collaboration with the lab of Hanspeter Pfister at the John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences at Harvard, HiPiler excises these features and presents them on a canvas as miniature snippets — basically tiny segments of the full-sized contact map, which users can then organize, sort, and cluster based on parameters such as noise or location. Among other things, users can stack related snippets into a pile (hence the tool’s name) and study them either in aggregate or individually.

“We’re no longer bound to this matrix and having to navigate from one part of the matrix to another part,” Gehlenborg explains. “You can just grab whatever part you’re interested in, extract it, literally cut it out, and then look at these cutouts.”

The software maintains the link between each snippet and its origin using an integrated HiGlass viewer, which presents the snippets in the context of the original data matrix.

According to Gehlenborg, HiPiler fills a void in the Hi-C data analysis toolbox. Previously, researchers who wanted to compare, say, the performance of different feature-finding algorithms had to manually generate and compare hundreds or thousands of static screenshots. “In that effort,” he says, “HiPiler is extremely useful, because they can directly get all the tools they need to inspect whatever regions they’re identifying and whatever algorithm they might be developing.”

HiPiler’s strength, Gehlenborg continues, lies in revealing unexpected patterns. “There are certainly things that we might not be aware of, simply because we’ve never really had a view like the one that HiPiler is providing. And that’s where we’re now working with our collaborators on applying this approach to additional datasets.”

Bioinformatician Leonid Mirny at the Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, is one such collaborator. Mirny uses HiPiler in his research into chromatin folding, a process that involves the protein CTCF. Using ChIP-seq, which maps the locations of DNA-binding proteins to the genome, Mirny can identify all the genomic locations at which CTCF is found. He can use HiPiler to collect snippets for every location and aggregate them to see what the ‘average’ CTCF site looks like — the equivalent, he says, of asking Google Maps what the typical beach looks like.

He also can study the snippets individually and group them into classes, in order to discover the features that make certain sites unique — like finding that while some beaches face west, others north, south, or east.

“That’s what HiPiler would show you: what kind of structures are there that you don’t see in the average map.”

Gehlenborg’s team have created a HiPiler demo at hipiler.higlass.io, as well as a video explaining how the software works. Their paper on HiPiler was accepted for publication in IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, and will be presented at a data visualization conference in Phoenix, Arizona, in October.

 

*That’s not a perfect analogy, as HiPiler cannot actually find features; users have to tell it what regions to extract. But, you get the idea.

 

Jeffrey Perkel is Technology Editor, Nature.

 

Image: screenshot/Jeffrey Perkel

Update (2017-09-11): The post has been updated to reflect the fact that HiPiler was a collaboration between Gehlenborg’s lab and that of Hanspeter Pfister.

Suggested posts

Mike Goodstadt: A circuitous route to bioinformatics

Building synthetic circuits from RNA

Jupyter joins the Galaxy

22 thoughts on “TechBlog: HiPiler simplifies chromatin structure analysis”

  1. Бот «Раздеватор» обеспечивает возможность раздевать особ по фото.
    Указанный бот применяет сложные методы для обработки изображений.
    ии раздеватор фото
    Бот способен создавать реалистичные результаты по предоставленного изображения.
    Однако необходимо осознавать, что такой инструмент может нарушать конфиденциальность лиц и не рекомендуется к использованию.

  2. Предпринимательство служит значимым двигателем развития экономики.
    Оно создаёт свежие рабочие позиции и приносит гражданам стабильный заработную плату.
    белай олег викторович
    Помимо этого, предпринимательство стимулирует инновации и внедрение современных продуктов.
    В итоге, частная инициатива формирует среду более благополучной и открывает возможности для личностному росту.

  3. La práctica responsable del juego se define como una práctica que procura mantener la moderación sobre la actividad de apostar así como minimizar los daños potenciales vinculados con esta actividad.
    Supone establecer límites de dinero al momento de comenzar, así como identificar las señales de una conducta problemática.
    https://www.apkfiles.com/apk-622658/descargar-mobcash-apk-oficial-gesti-n-de-caja-m-vi
    Igualmente, favorece decisiones conscientes y procura que el entretenimiento siga siendo el objetivo esencial de el juego.
    Para decirlo de otro modo, esta práctica permite a los usuarios a preservar el control sobre su comportamiento y a vivir el juego de manera segura.

  4. A proxy gateway is an kind of gateway between an end user and online resources.
    Whenever a user connects using this service, their traffic are sent to the server initially, and then the proxy sends your data to the target server for you.
    WireGuard setup
    This approach may hide your real location, overcome location-based limits, and increase online safety.
    Nevertheless, many proxies are not secure, so it is crucial use a reliable provider.

  5. Принцип разумного участия в азартных играх состоит в поддержании у человека осознанного подхода к игровому процессу.
    Она включает определение личных лимитов по времени и суммам, отведённым на сессии.
    Luna X casino
    Главными составляющими в этом подходе выступают осознанность, понимание возможных последствий и умение в нужный момент сделать паузу.
    Конечная цель — обеспечить участие лишь в качестве форму отдыха, а не средство дохода или решения финансовых трудностей.

  6. На нашем веб-сайте вы сможете найти огромное количество познавательных сведений.
    На этой платформе доступны различные руководства на интересные темы.
    Каждый пользователь имеет возможность изучить что-то нового и расширить собственный кругозор.
    Статьи периодически обновляются, чтобы пользователи неизменно имели доступ к самой актуальной базе.
    https://sakhaday.ru/news/proverte-svoi-matematicheskie-navyki-reshite-primer-42-6-3-56-8-11

  7. Термоизоляция играет важнейшую функцию в сохранении комфортной температуры внутри дома.
    Надёжная защита даёт возможность существенно снизить затраты на отопление и кондиционирование зданий.
    https://pr-realty.ru/estate/1997-primenenie-mbo-bazaltovoy-izolyatsii-v-stroitelstve-zhilykh-domov/
    Кроме того, изоляция защищает от появление сырости, грибка и промерзания конструкций.
    В итоге, качественная изоляция создаёт энергоэффективность и благоприятный микроклимат в здании.

  8. Утепление играет ключевую задачу в сохранении комфортной температуры внутри дома.
    Эффективная защита даёт возможность заметно снизить затраты на обогрев и охлаждение зданий.
    https://bnavigator.ru/publication/2026-09-23-tekhnologii-germetizatsii-kabelnykh-soedineniy-s-ispolzovaniem-kauchuka.html
    Более того, утепление предотвращает появление конденсата, плесени и разрушения конструкций.
    Следовательно, правильная изоляция гарантирует экономию ресурсов и комфортный климат в доме.

  9. Picking a trading platform is a vital choice for any trader.
    You should review regulation and make sure the firm is registered by a reputable regulator.
    merrill lynch login online
    Compare trading fees, trade speed, and offered products to confirm they suit your goals.
    Moreover, test the service’s assistance, reliability, and interface prior to investing significant funds.

  10. Теплоизоляция несёт ключевую задачу в сохранении комфортной температуры внутри здания.
    Надёжная защита даёт возможность значительно сократить расходы на обогрев и охлаждение зданий.
    https://bau-seoul.ru/south-korea/102-ustoychivost-k-ognyu-kak-mbo-zashchishchaet-konstruktsii-ot-pozharov.html
    Помимо этого, теплоизоляция препятствует появление сырости, грибка и промерзания стен.
    Следовательно, правильная теплоизоляция гарантирует энергоэффективность и комфортный климат в помещении.

  11. Торжество становится ключевым этапом в судьбе каждого.
    Такой праздник означает создание новой жизни.
    Он сближает двух любящих людей перед родными и свидетелями.
    http://gubernya63.ru/novosti-partnerov/ferragosto-nacionalnyj-italjanskij-prazdnik.html
    Празднование позволяет влюблённым открыто признаться в своих чувствах и обменяться клятвами.
    Это событие является воспоминанием навсегда, сохраняя связь двух людей.

  12. Флеш-накопитель на 2 гига и стильные флеш-драйвы для мужчин в Петрозаводске. Сладкий сувенир с нанесением логотипа цены и сумки опт в Пензе. Флеш-накопитель на 128 гигов и печать по флешке в ближайшем офисе в Мурманске.
    https://usb-flashki-optom-24.ru/

  13. Программа XRumer является мощным инструментом для автоматизированной создания учётных записей и постинга на блогах.
    Эта программа умеет решать разные ограничения, в том числе графические тесты.
    Прогон площадок даёт возможность оперативно наращивать обратные ссылки.
    sites.google.com
    Большинство вебмастера используют данный софт для продвижения в том числе сложных нишах.
    Взаимодействие с софтом этим комплексом требует сноровки и грамотных конфигураций.
    В противном случае можно запросто получить санкции от ПС и снижение выдачи.
    Несмотря на минусы, популярность на такой софт сохраняется значительным.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *