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基因表达调控 表观/调控 全基因组甲基化

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       DNA甲基化对于表观遗传学调控机制的时空特异性研究具有重要意义,因而成为表观遗传学的研究热点。而全基因组水平的甲基化测序被认为是DNA甲基化研究的金标准,具有单碱基的分辨率,覆盖范围广等优势而被广泛应用。

       Bisulfite处理作为表观遗传学研究的经典方法,能够将基因组中未发生甲基化的C碱基转换成U,经PCR扩增后变成T,与原本具有甲基化修饰的C碱基区分开来。Bisulfite-Seq即是将Bisulfite处理与高通量测序技术相结合,从而来绘制单碱基分辨率的DNA甲基化图谱,用于研究特定DNA区域甲基化与特定表型之间的关联,为疾病发生、治疗相关的研究提供研究基础。


技术优势

       高分辨率和准确度:单碱基分辨率精确检测每一个甲基化位点的状态。

       高覆盖度:该技术可在全基因组水平上最大限度的获取完整的甲基化信息,精确绘制全基因组甲基化图谱。






送样要求

      (1)每个样品所需DNA量:浓度≥25ng/μl,总量大于4μg的基因组DNA,并确保DNA无降解,无污染

      (2)样品保存期间切忌反复冻融,送样时请使用冰袋或干冰运输

 


非小细胞肺癌DNA甲基化图谱揭示慢性阻塞性肺病引发的免疫相关特征


       非小细胞肺癌为最常见的肺癌,常表现为不同程度的慢性阻塞性肺疾病(COPD),作者以COPD与non-COPD两组的癌组织与癌旁组织为研究对象,比较了两组样本的不同甲基化状态,以揭示基因甲基化对非小细胞肺癌的表观调控。研究表明:在COPD组,癌组织中有546个高甲基化的基因,GO注释有5个富集最明显,其中前四个都是免疫相关的;癌旁组织中有2154个高甲基化的基因,GO注释没有明显富集;在non-COPD组,癌组织和癌旁组织的中高甲基化的基因都没有明显富集的GO注释(图1)。接着作者将COPD病人的甲基化数据与RNA-seq数据整合分析,与正常组织相比,癌组织中有1985个基因的启动子区域高甲基化,其中311个基因表达下调2倍以上(FDR<0.05),包括76个免疫相关基因(下图中灰色box为肿瘤组织,白色box为癌旁组织)(图2)。

 

图1. COPD与non-COPD中差异基因的GO Term富集分析

图2. DNA甲基化与基因表达变化的相关性

 

参考文献:

DNA methylation profiling of non-small cell lung cancer reveals a COPD-driven immune-related Signature[J].BMJ(2015) 70:1113-22


1.全基因组甲基化(WGBS)的测序原理是什么?

      全基因组甲基化测序的重要步骤是前期样本的重亚硫酸盐处理,可将所用未甲基化的C(胞嘧啶)转化为U(尿嘧啶),而CpG序列中已被甲基化的C不受影响,在随后的PCR反应中,U被T(胸腺嘧啶)替代,至此,重亚硫酸盐处理的甲基化序列得以分析。


2.全基因组甲基化的测序深度为多少?

       为了进行全基因组水平的甲基化分析, 建议测序深度为物种基因的大小的30-50倍。


3.全基因组甲基化(WGBS)相对于其他甲基化测序的优势在哪?    

       目前DNA甲基化测序的主要有WGBS、MeDIP与RRBS,其中MeDIP无法达到单碱基甲基化的分辨率,而RRBS一般选择甲基化程度较高的区域进行分析,无法获得全基因水平的甲基化状态。


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