Abstract The Encyclopedia of DNA Elements (ENCODE) is an ongoing collaborative research project aimed at identifying all the functional elements in the human and mouse genomes. Data generated by the ENCODE consortium are freely accessible at the ENCODE portal (https://www.encodeproject.org/), which is developed and maintained by the ENCODE Data Coordinating Center (DCC). Since the initial portal release in 2013, the ENCODE DCC has updated the portal to make ENCODE data more findable, accessible, interoperable and reusable. Here, we report on recent updates, including new ENCODE data and assays, ENCODE uniform data processing pipelines, new visualization tools, a dataset cart feature, unrestricted public access to ENCODE data on the cloud (Amazon Web Services open data registry, https://registry.opendata.aws/encode-project/) and more comprehensive tutorials and documentation.

Abstract Nearly 90% of the disease risk-associated variants identified from genome-wide association studies (GWAS) are in non-coding regions of the genome. The annotations obtained from analyzing functional genomics assays can provide additional information to pinpoint causal variants, which are often not the lead variants identified from association studies. However, the lack of available annotation tools limits the use of such data. To address the challenge, we have previously built the RegulomeDB database for prioritizing and annotating variants in non-coding regions 1 , which has been a highly utilized resource for the research community (Supplementary Fig. 1). RegulomeDB annotates a variant by intersecting its position with genomic intervals identified from functional genomic assays and computational approaches. It also incorporates those hits of a variant into a heuristic ranking score, representing its potential to be functional in regulatory elements. Here we present a newer version of the RegulomeDB web server, RegulomeDB v2.1 ( http://regulomedb.org ). We improve and boost annotation power by incorporating thousands of newly processed data from functional genomic assays in GRCh38 assembly, and now include probabilistic scores from the SURF algorithm that was the top performing non-coding variant predictor in CAGI 5 2 . We also provide interactive charts and genome browser views to allow users an easy way to perform exploratory analyses in different tissue contexts.

Abstract The Encyclopedia of DNA elements (ENCODE) project is a collaborative effort to create a comprehensive catalog of functional elements in the human genome. The current database comprises more than 19000 functional genomics experiments across more than 1000 cell lines and tissues using a wide array of experimental techniques to study the chromatin structure, regulatory and transcriptional landscape of the Homo sapiens and Mus musculus genomes. All experimental data, metadata, and associated computational analyses created by the ENCODE consortium are submitted to the Data Coordination Center (DCC) for validation, tracking, storage, and distribution to community resources and the scientific community. The ENCODE project has engineered and distributed uniform processing pipelines in order to promote data provenance and reproducibility as well as allow interoperability between genomic resources and other consortia. All data files, reference genome versions, software versions, and parameters used by the pipelines are captured and available via the ENCODE Portal. The pipeline code, developed using Docker and Workflow Description Language (WDL; https://openwdl.org/ ) is publicly available in GitHub, with images available on Dockerhub ( https://hub.docker.com ), enabling access to a diverse range of biomedical researchers. ENCODE pipelines maintained and used by the DCC can be installed to run on personal computers, local HPC clusters, or in cloud computing environments via Cromwell. Access to the pipelines and data via the cloud allows small labs the ability to use the data or software without access to institutional compute clusters. Standardization of the computational methodologies for analysis and quality control leads to comparable results from different ENCODE collections - a prerequisite for successful integrative analyses. Database URL: https://www.encodeproject.org/

Embryogenesis requires epigenetic information that allows each cell to respond appropriately to developmental cues. Histone modifications are core components of a cells epigenome, giving rise to chromatin states that modulate genome function. Here, we systematically profile histone modifications in a diverse panel of mouse tissues at 8 developmental stages from 10.5 days post conception until birth, performing a total of 1,128 ChIP-seq assays across 72 distinct tissue-stages. We combine these histone modification profiles into a unified set of chromatin state annotations, and track their activity across developmental time and space. Through integrative analysis we identify dynamic enhancers, reveal key transcriptional regulators, and characterize the role of chromatin-based repression in developmental gene regulation. We also leverage these data to link enhancers to putative target genes, revealing connections between coding and non-coding sequence variation in disease etiology. Our study provides a compendium of resources for biomedical researchers, and achieves the most comprehensive view of embryonic chromatin states to date.

Abstract The ENCODE Consortium’s efforts to annotate non-coding, cis -regulatory elements (CREs) have advanced our understanding of gene regulatory landscapes which play a major role in health and disease. Pooled, non-coding CRISPR screens are a promising approach for systematically investigating gene regulatory mechanisms. Here, the ENCODE Functional Characterization Centers report 109 screens comprising 346,970 individual perturbations across 13.3Mb of the genome, using a variety of methods, readouts, and statistical analyses. Across 332 functionally confirmed CRE-gene links, we identify principles for screening endogenous, non-coding elements for causal regulatory mechanisms. Nearly all CREs show strong evidence of open chromatin, and targeting accessibility peak summits is a critical component of our proposed sgRNA design rules. We provide experimental guidelines to accurately detect CREs with variable, often low, transcriptional effects. We discover a previously undescribed DNA strand-bias for CRISPRi in transcribed regions with implications for screen design and analysis. Benchmarking five screen analysis tools, we find CASA produces the most conservative CRE calls and is robust to artifacts of low-specificity sgRNAs. Together, we provide an accessible data resource, predesigned sgRNAs targeting 3,275,697 ENCODE SCREEN candidate CREs, and screening guidelines to accelerate functional characterization of the non-coding genome.

Copper metabolism dysfunction has been found to be associated with the progression of various malignant tumors. The aim of this study is to explore the prognostic value of copper metabolism-related genes (CMRGs) in hepatocellular carcinoma (HCC) and their impact on the immune microenvironment.