??《大圣归来》片中大圣一直被佛印枷锁压制着,虽有满身本领却发挥不出来。如果将DNA中的某些部分如转座子比喻为齐天大圣,那么DNA甲基化就是片中压制大圣的那道佛印枷锁。如来佛祖将悟空锁住是因为青春叛逆的悟空大闹天宫,扰乱了天庭的正常发展,而有着“基因之锁”之称的DNA甲基化的作用就是锁住基因组中需要被“监禁”的基因,比如基因组的“捣蛋鬼”——转座子,就是被甲基化这把“锁”管制着,如果失去管制或管制不严,转座子就会大闹基因组,扰乱基因组的正常功能,这将会引起很多问题,如肿瘤、精神疾病等。
那么,“基因之锁”上有着怎样的秘密?它是如何作用的呢?今天,小编就为大家介绍破解“基因之锁”的利器——DNA甲基化测序。
图:DNA甲基化测序类型
全基因组Bisulfite甲基化测序(WGBS)DNA甲基化研究中的金标准,可精确获得单碱基分辨率的全基因组甲基化图谱。原理:通过重亚硫酸盐对DNA序列进行处理,未甲基化的胞嘧啶碱基C会转化为尿嘧啶碱基U,而甲基化的C则不会改变,通过测序并比较序列信息,精确定位甲基化位点信息。
相关文献:RyanL,MattiaP,DowenRH,etal.HumanDNAmethylomesatbaseresolutionshowwidespreadepigenomicdifferences.[J].Nature,,():–.
单细胞全基因组Bisulfite甲基化测序(scWGBS)scWGBS是在单碱基水平对单个细胞的所有DNA甲基化进行分析。在scWGBS的帮助下,人们可以探索细胞之间的表观异质性,可以进一步理解受精卵的发育机制,更好地治疗癌症和不孕不育。
相关文献:SmallwoodSA,LeeHJ,AngermuellerC,etal.Single-cellgenome-widebisulfitesequencingforassessingepigeneticheterogeneity.[J].NatureMethods,,11(8):-.
简化基因组甲基化测序(RRBS)RRBS通过酶切富集启动子及CpG岛区域,再辅以Bisulfitesequencing,既能实现单碱基的高分辨率,又能避免过多的数据浪费,更有针对性的研究覆盖区域的甲基化状态,使得大样本量单碱基分辨率的甲基化差异研究成为可能。
相关文献:VarleyKE.DynamicDNAmethylationacrossdiversehumancelllinesandtissues.[J].GenomeResearch,,23(3):-.
目标区域亚硫酸盐测序(Target-BS)该方法采用合成寡核苷酸探针来捕获CpG岛、基因启动子区域以及其他一些显著性甲基化的区域。结合二代测序,进行在单碱基分辨率的样品甲基化分析。
甲基化DNA免疫共沉淀测序(MeDIP)基于免疫富集原理进行测序的全基因组甲基化检测技术,通过使用5’-甲基胞嘧啶(5mC)抗体特异性富集高甲基化的DNA片段,然后进行高通量测序。
相关文献:WangP,HanX,YeZ,etal.Genome-widehigh-resolutionmappingofDNAmethylationidentifiesepigeneticvariationacrossembryoandendosperminMaize(Zeamay).[J].BmcGenomics,,16.
简化代表性5-羟甲基胞嘧啶谱(RRHP)RRHP是在单碱基水平研究DNA羟基化修饰的利器,结合RRBS测序技术以及生物信息分析,可以获得甲基化和羟甲基化分布图,从而帮助我们从一个新的角度来解析胚胎发育、神经细胞分化以及癌症发生的分子机制。
相关文献:PettersonA,ChungTH,TanD,etal.RRHP:atag-basedapproachfor5-hydroxymethylcytosinemappingatsingle-siteresolution.[J].GenomeBiology,,15(9):-.
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(文案:表观产品组王娟)
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