DNA甲基化過程在一些生物學現(xiàn)象中起重要作用。例如，在原核生物中，它參與毒力、細胞周期調(diào)控、基因表達和對外源 DNA 導入的保護（DNA-宿主特異性）等過程。在高等真核生物中，DNA 甲基化參與調(diào)控染色體穩(wěn)定性、印記、X 染色體失活和cancer 變等多個細胞過程。在哺乳動物中，DNA 甲基化主要發(fā)生在胞嘧啶堿基的第五個碳原子上，形成 5-甲基胞嘧啶或 5-甲基胞嘧啶核苷 (5-mC)。DNA甲基化幾乎只存在于CpG二核苷酸上，是一個關鍵的表觀遺傳標記和基因表達調(diào)控因子?；騿幼踊?CpG 島處的甲基化 CpG 簇與基因失活有關。DNA 甲基化由一個被稱為 DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶并包括 DNMT1、DNMT3a 和 DNMT3b 的酶家族催化。DNMT3a 和 DNMT3b是從頭合成的甲基轉(zhuǎn)移酶，能夠甲基化之前未甲基化的 CpG二核苷酸。相反，DNMT1是一種維持性甲基轉(zhuǎn)移酶，在復制過程中修飾半甲基化的 DNA。WGBS（Whole Genome Bisulfite Sequence）全基因組甲基化測序.甲基化重測序分析
5甲基胞嘧啶 (5-methylcytosine, 5mC) 是一種常見的DNA修飾類型，能調(diào)節(jié)基因表達、轉(zhuǎn)座子及染色體的狀態(tài)等。全基因組重亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化的WGBS法，能夠?qū)崿F(xiàn)單堿基分辨率的甲基化位點準確、高效定位。通過***分析不同處理方式下的全基因組甲基化水平，快速準確鑒定出差異甲基化區(qū)域，有助于我們更加***深入地了解動、植物的甲基化模式和表觀調(diào)控機制，在動物行為、植物脅迫、植物性狀、胚胎發(fā)育、cancer疾病、生物標記物等方面具有普遍的應用。杭州亞硫酸鹽甲基化重測序亞硫酸氫鹽處理是一種分類5-甲基胞嘧啶和非甲基化堿基的有效方法之一。
WGBS能為基因組DNA甲基化時空特異性修飾的研究提供重要技術(shù)支持，能廣泛應用在個體發(fā)育、衰老和疾病等生命過程的機制研究中，也是各物種甲基化圖譜研究的優(yōu)先方法。常規(guī)全基因組甲基化測序技術(shù)通過T4-DNA連接酶，在超聲波打斷基因組DNA段的兩端連接接頭序列，連接產(chǎn)物通過重亞硫酸鹽處理將未甲基化修飾的胞嘧啶C轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏，進而通過接頭序列介導的 PCR 技術(shù)將尿嘧啶U轉(zhuǎn)變?yōu)樾叵汆奏。上海翼和是上海市遺傳學會理事單位，上海市高新技術(shù)企業(yè)，至今已有十六年的歷史。
DNA去甲基化分為兩類：主動去甲基化（Active DNA Demethylation）和被動去甲基化（Passive DNA Demethylation）。基因組甲基化模式的形成主要依賴于主動去甲基化，主要涉及一類具有DNA去甲基化功能的蛋白，可能存在的五種機制a. DNA轉(zhuǎn)葡糖基酶參與的堿基切除修復（base excision repair；BER）：5-mC 由DNA 轉(zhuǎn)葡糖基酶直接去除。此途徑主要存在于植物體內(nèi)，動物體內(nèi)也可能存在。b.脫氨酶參與的堿基切除修復：5-mC 脫氨變成胸腺嘧啶T，形成G/T 錯配，進入BER 途徑。這一途徑主要存在于動物體中，植物體中也可能存在。c.核苷酸外切修復機制（nucleotide excision repair；NER）：直接移除甲基化的CpG 二核苷酸。d.氧化去甲基化：發(fā)生氧化反應打開碳-碳鍵，直接去除甲基基團。e.水解去甲基化：水解胞嘧啶的甲基基團，使其以甲醇的形式被釋放。DNA被動去甲基化是指當DNMTs活性被抑制或濃度過低時，無法維持原有的甲基化狀態(tài)，使DNA甲基化程度降低的過程，這類去甲基化通常發(fā)生在細胞復制的兩個周期之間，涉及到某些可與DNMTs結(jié)合的因子，其結(jié)合后形成的復合物可以阻止DNMTs與DNA的結(jié)合。DNA甲基化可引起基因組中相應區(qū)域染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化,使DNA失去核酶限制性內(nèi)切酶的切割位點,。
DNA甲基化是表觀遺傳調(diào)控的常見機制。啟動子區(qū)域的高度甲基化可導致基因表達改變。甲基化多發(fā)生于胞嘧啶（cytosine, C）位置。在細胞和組織分化、疾病發(fā)生以及適應環(huán)境等過程中，甲基化狀態(tài)可發(fā)生改變。高精確度全基因組甲基化修飾狀態(tài)的分析，將為發(fā)育、育種、tumour標志物鑒定或藥物靶標尋找等研究奠定基礎。全基因組甲基化測序結(jié)合了亞硫酸氫鹽轉(zhuǎn)化（bisulfite conversion）方法與新一代高通量測序技術(shù)，可在單堿基分辨率水平上高效地檢測全基因組DNA甲基化狀態(tài)。亞硫酸氫鹽處理可以使DNA中未發(fā)生甲基化的胞嘧啶脫氨基轉(zhuǎn)變成尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶保持不變，PCR擴增所需片段，則尿嘧啶全部轉(zhuǎn)化成胸腺嘧啶。對PCR產(chǎn)物進行高通量測序，與參考序列比對，即可判斷CpG/CHG/CHH位點是否發(fā)生甲基化。WGBS的流程與全基因組DNA測序主要區(qū)別于DNA文庫的構(gòu)建。江蘇CPG島甲基化重測序送樣要求
基因甲基化幾乎發(fā)生在CpG島（70%啟動子）會損害轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，發(fā)生在基因區(qū)間能抑制有害元件的表達。甲基化重測序分析
DNA甲基化即在DNA上增加甲基基團，是使基因的轉(zhuǎn)錄抑制或沉默的主要方式。該修飾特異性地發(fā)生在CpG位點，胞嘧啶通過磷酸鹽與鳥苷酸連接(圖1)。甲基基團的插入改變了DNA的表觀和結(jié)構(gòu)，可能會直接阻礙DNA的識別及與轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合，或者吸引其他因子優(yōu)先與DNA結(jié)合，干擾轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合。目前已鑒定了三個與甲基化DNA結(jié)合的蛋白家族，包括MBD蛋白、Kaiso和Kaiso樣蛋白、以及SRA蛋白。通過招募這些蛋白，DNA甲基化可促進某些組蛋白狀態(tài)的維持，如去乙酰作用，從而保持轉(zhuǎn)錄后的組蛋白修飾。例如，MBD家族的甲基CpG結(jié)合蛋白2(MeCP2)與甲基CpG結(jié)合，招募HDACs，可促使染色體濃縮和轉(zhuǎn)錄抑制。甲基化重測序分析
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