DNA甲基化主要形成5-甲基胞嘧啶(5-mC)和少量的N6-甲基嘌呤(N6-mA)及7-甲基鳥(niǎo)嘌呤(7-mG)。結(jié)構(gòu)基因含有很多CPG結(jié)構(gòu), 2CPG 和2GPC 中兩個(gè)胞嘧啶的5 位碳原子通常被甲基化, 且兩個(gè)甲基集團(tuán)在DNA 雙鏈大溝中呈特定三維結(jié)構(gòu)?;蚪M中60%~ 90% 的CPG 都被甲基化, 未甲基化的CPG 成簇地組成CPG 島,位于結(jié)構(gòu)基因啟動(dòng)子的core序列和轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)。有實(shí)驗(yàn)證明超甲基化阻遏轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行。DNA 甲基化可引起基因組中相應(yīng)區(qū)域染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化, 使DNA 失去核酶ö限制性內(nèi)切酶的切割位點(diǎn), 以及DNA 酶的敏感位點(diǎn), 使染色質(zhì)高度螺旋化, 凝縮成團(tuán), 失去轉(zhuǎn)錄活性。5 位C 甲基化的胞嘧啶脫氨基生成胸腺嘧啶, 由此可能導(dǎo)致基因置換突變, 發(fā)生堿基錯(cuò)配: T2G, 如果在細(xì)胞分裂過(guò)程中不被糾正,就會(huì)誘發(fā)遺傳病或cancer, 而且, 生物體甲基化的方式是穩(wěn)定的, 可遺傳的。DNA甲基化是在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用下將甲基選擇性地添加到胞嘧啶上形成5-甲基胞嘧啶(5-mC)的過(guò)程。上海目標(biāo)區(qū)段甲基化重測(cè)序分析
DNA甲基化作為重要的表觀遺傳學(xué)調(diào)控機(jī)制在許多關(guān)鍵的生物學(xué)過(guò)程如發(fā)育及疾病的進(jìn)展中扮演著重要的作用,相對(duì)于基于PCR、芯片等傳統(tǒng)檢測(cè)手段,全基因組亞硫酸氫鹽測(cè)序(Whole Genome Bisulfite Sequencing, WGBS) 技術(shù)可通過(guò)將高效的亞硫酸氫鹽轉(zhuǎn)化與高通量測(cè)序文庫(kù)構(gòu)建方法相結(jié)合 (Post-BS WGBS),可在單堿基的分辨率下對(duì)來(lái)自更多樣本基因組中的甲基化位點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析,既可以覆蓋所有甲基化位點(diǎn),還能夠配合靶向技術(shù)檢測(cè)低頻甲基化信號(hào),已成為目前在業(yè)界受到普遍關(guān)注的一種主流方法。天津目標(biāo)位點(diǎn)甲基化重測(cè)序Hi-Methylseq結(jié)合了亞硫酸鹽轉(zhuǎn)換、靶向擴(kuò)增子高通量測(cè)序技術(shù),可實(shí)現(xiàn)多區(qū)段、多位點(diǎn)的甲基化精確定量分析。
目標(biāo)區(qū)域甲基化重測(cè)序(Hi-MethylSeq),又叫重亞硫酸鹽擴(kuò)增子測(cè)序(Bisulfite Amplicon Sequencing, BSAS)。在前期全基因組甲基化測(cè)序、全基因組甲基化芯片等工作基礎(chǔ)上,或者依據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道目的基因甲基化與性狀/疾病關(guān)聯(lián),選擇感興趣的目的區(qū)間或候選基因,利用Hi-MethylSeq技術(shù)對(duì)大規(guī)模群體的候選基因甲基化水平進(jìn)行檢測(cè)。Hi-MethylSeq技術(shù)通過(guò)亞硫酸氫鹽(bisulfite)處理,用多重PCR擴(kuò)增目的片段,添加barcode和測(cè)序通用接頭,在Illumina X10二代測(cè)序平臺(tái)對(duì)PCR產(chǎn)物進(jìn)行高通量測(cè)序,利用生物信息學(xué)方法,精確定量計(jì)算目標(biāo)區(qū)間內(nèi)的甲基化位點(diǎn)的甲基化狀態(tài),在完成目標(biāo)區(qū)域檢測(cè)的同時(shí)大幅降低研究費(fèi)用。
DNA甲基化即在DNA上增加甲基基團(tuán),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(diǎn),胞嘧啶通過(guò)磷酸鹽與鳥(niǎo)苷酸連接(圖1)。甲基基團(tuán)的插入改變了DNA的表觀和結(jié)構(gòu),可能會(huì)直接阻礙DNA的識(shí)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(gè)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(guò)招募這些蛋白,DNA甲基化可促進(jìn)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。目標(biāo)區(qū)域甲基化重測(cè)序(Hi-Methylseq)結(jié)合了亞硫酸鹽轉(zhuǎn)換、靶向擴(kuò)增子高通量測(cè)序技術(shù)。
DNA甲基化是表觀遺傳調(diào)控的常見(jiàn)機(jī)制。啟動(dòng)子區(qū)域的高度甲基化可導(dǎo)致基因表達(dá)改變。甲基化多發(fā)生于胞嘧啶(cytosine, C)位置。在細(xì)胞和組織分化、疾病發(fā)生以及適應(yīng)環(huán)境等過(guò)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(biāo)志物鑒定或藥物靶標(biāo)尋找等研究奠定基礎(chǔ)。全基因組甲基化測(cè)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(cè)序技術(shù),可在單堿基分辨率水平上高效地檢測(cè)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(kuò)增所需片段,則尿嘧啶全部轉(zhuǎn)化成胸腺嘧啶。對(duì)PCR產(chǎn)物進(jìn)行高通量測(cè)序,與參考序列比對(duì),即可判斷CpG/CHG/CHH位點(diǎn)是否發(fā)生甲基化。Hi-Methylseq結(jié)合了亞硫酸鹽轉(zhuǎn)換、靶向擴(kuò)增子高通量測(cè)序技術(shù),可實(shí)現(xiàn) 多區(qū)段、多位點(diǎn)的甲基化精確定量分析。杭州亞硫酸鹽甲基化重測(cè)序怎么解決
機(jī)體細(xì)胞在經(jīng)歷脅迫、創(chuàng)傷等環(huán)境變化后,會(huì)產(chǎn)生特定的應(yīng)答,并往往會(huì)用DNA甲基化記錄在DNA修飾中。上海目標(biāo)區(qū)段甲基化重測(cè)序分析
DNA甲基化能引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式的改變,從而控制基因+表達(dá)。在甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下,DNA的CG兩個(gè)核苷酸的胞嘧啶被選擇性地添加甲基,形成5-甲基胞嘧啶,這常見(jiàn)于基因的5'-CG-3'序列。大多數(shù)脊椎動(dòng)物基因組DNA都有少量的甲基化胞嘧啶,主要集中在基因5’端的非編碼區(qū),并成簇存在。甲基化位點(diǎn)可隨DNA的復(fù)制而遺傳,因?yàn)镈NA復(fù)制后,甲基化酶可將新合成的未甲基化的位點(diǎn)進(jìn)行甲基化。DNA的甲基化可引起基因的失活。上海目標(biāo)區(qū)段甲基化重測(cè)序分析
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