多重PCR技術(shù)甲基化重測序分析

來源: 發(fā)布時(shí)間:2021-11-03

目標(biāo)區(qū)域甲基化重測序(Hi-Methylseq)結(jié)合了亞硫酸鹽轉(zhuǎn)換、靶向擴(kuò)增子高通量測序技術(shù),可實(shí)現(xiàn)多區(qū)段、多位點(diǎn)的甲基化精確定量分析,特別適合隊(duì)列樣本目標(biāo)區(qū)域的甲基化分析,測序深度高,結(jié)果更加準(zhǔn)確。適用于感興趣目的片段甲基化研究;適用于在大樣本中進(jìn)一步確認(rèn)全基因組甲基化研究挑選的陽性位點(diǎn)(DMR)。農(nóng)口上:表觀遺傳學(xué)研究、品種鑒定、品種改良;醫(yī)口上:tumour早期診斷、表觀遺傳學(xué)生物標(biāo)志物開發(fā)、tumour復(fù)發(fā)的 預(yù)測因子。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。多重PCR技術(shù)甲基化重測序分析

DNA甲基化是一種重要的表觀遺傳學(xué)標(biāo)記,在調(diào)控基因表達(dá)、細(xì)胞的分化與發(fā)育等過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。使用基于重亞硫酸氫鹽測序的方法進(jìn)行DNA甲基化評估:首先用亞硫酸氫鹽處理基因組DNA可將未甲基化胞嘧啶轉(zhuǎn)化為尿嘧啶(黃色字母),而甲基化胞嘧啶保留為胞嘧啶(白色字母);然后進(jìn)行兩輪PCR:first輪PCR分別放大每個(gè)樣本的每個(gè)區(qū)域,并添加8個(gè)隨機(jī)核苷酸(N8)用于重復(fù)數(shù)據(jù)消除和適配體序列;在匯集每個(gè)生物樣本的擴(kuò)增子后,第二輪PCR完成帶有樣本barcode的序列庫,用于多樣本NGS測序。亞硫酸鹽甲基化重測序報(bào)告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)的過程。

DNA甲基化是指生物體在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNA methyltransferase,DMT) 的催化下,以s-腺苷甲硫氨酸(SAM)為甲基供體,將甲基轉(zhuǎn)移到特定的堿基上的過程。DNA甲基化能降低某些基因的表達(dá)活性,去甲基化則能引起基因的重新活化和表達(dá)。DNA甲基化能引起染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)之間的相互作用方式的改變,從而影響基因表達(dá)。研究證實(shí),CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化導(dǎo)致了人體1/3以上由于堿基變異而引起的遺傳性疾病。由于DNA甲基化與人體發(fā)育和tumour疾病的密切關(guān)系,特別是CpG島甲基化引起的抑cancer基因的轉(zhuǎn)錄失活,使得DNA甲基化成為表觀遺傳學(xué)和表觀基因組學(xué)的重要研究內(nèi)容。

物種的DNA甲基化率通常與物種基因組大小成正比。從細(xì)菌的數(shù)千個(gè)基因進(jìn)化到高等動物的數(shù)萬個(gè)基因,基因數(shù)增長的一個(gè)數(shù)量級。要管好這么多的基因,在漫長的一生中有規(guī)律地關(guān)閉或打開基因表達(dá),DNA甲基化這個(gè)開關(guān)對高等動植物必不可少。轉(zhuǎn)座子是一類在基因組上可以自主復(fù)制(或剪切)和移動的**功能元件。如果它們隨意移動,對基因組的穩(wěn)定性具有破壞作用。DNA甲基化對轉(zhuǎn)座子的移動具有抑制作用。通常,物種的基因組越大,其基因組中轉(zhuǎn)座子的比例越高,那么限制轉(zhuǎn)座子移動的門神——DNA甲基化的比例就越高。WGBS(Whole Genome Bisulfite Sequence)全基因組甲基化測序.

亞硫酸氫鈉修飾后測序法是一種對DNA進(jìn)行亞硫酸氫鈉處理、聚合酶鏈反應(yīng)擴(kuò)增與DNA測序相結(jié)合的方法,能夠提供測定區(qū)域的序列信息,準(zhǔn)確定位甲基化胞嘧啶位點(diǎn);重亞硫酸鹽修飾后,甲基化胞嘧啶保持不變,但非甲基化胞嘧啶轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏?,PCR擴(kuò)增后為胸腺嘧啶,其將甲基化狀態(tài)的差異轉(zhuǎn)化成堿基的差異,從而對胞嘧啶的甲基化狀態(tài)進(jìn)行分析;但在亞硫酸鈉處理的酸性環(huán)境下,單鏈特異性PCR模板穩(wěn)定性下降,容易降解;并且模板鏈CG二核苷酸水平高易形成復(fù)雜的二級結(jié)構(gòu),常出現(xiàn)非特異性條帶,結(jié)合“巢式PCR法”能明顯提高擴(kuò)增的特異度。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。廣州甲基化重測序送樣要求

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。多重PCR技術(shù)甲基化重測序分析

上海翼和生物甲基化測序采用的是重亞硫酸鹽擴(kuò)增子測序法(Bisulfite Amplicon Sequencing, BSAS),重亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化是研究DNA甲基化的金標(biāo)方法,該技術(shù)基于非甲基化胞嘧啶(C)向尿嘧啶(U)的化學(xué)轉(zhuǎn)化,即用重亞硫酸鹽處理基因組DNA,非甲基化胞嘧啶被轉(zhuǎn)化為尿嘧啶,而甲基化胞嘧啶不發(fā)生這種轉(zhuǎn)化,從而能夠在單核苷酸水平上確定DNA甲基化(圖1)。轉(zhuǎn)化后的序列可以進(jìn)行多種分析,包括重亞硫酸鹽測序、焦磷酸測序、甲基化特異性PCR、高分辨率熔解曲線分析、基于微陣列的方法和下一代測序。多重PCR技術(shù)甲基化重測序分析

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