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全基因组甲基化测序技术简析

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浏览:- 发布日期:2017-08-21 13:44:12【

DNA 甲基化是基因组DNA 的一种主要表观遗传修饰形式。近年来,大量研究表明DNA甲基化修饰对于维持正常细胞功能、传递基因组遗传印记、胚胎发育以及人类肿瘤发生,起着至关重要的作用。

那DNA甲基化有什么特点,就目前来说脊椎动物DNA 甲基化的模式不同于细菌,在细菌体内胞嘧啶和胸腺嘧啶都可以发生甲基化,而脊椎动物只有5mC 一种形式。

脊椎动物DNA 的甲基化有以下4 个特点:

(1) 基因组内甲基化多数发生在与鸟嘌呤相连的胞嘧啶上,形成m Cp G;

(2) G + C丰富区域的Cp G即Cp G岛是非甲基化的。Cp G岛位于转录起始点的上游。如看家基因的启动子都含Cp G 岛,且保持非甲基化状态;

(3) 启动子区的Cp G被甲基化时转录受到抑制,基因下游即非岛区的Cp G 甲基化不抑制基因的转录;

(4) 启动子区Cp G甲基化的密度与转录的抑制程度有关,弱的启动子能被密度较低的甲基化完全抑制,当启动子被增强子增强时,恢复转录功能;如果甲基化的密度进一步增加, 转录也进一步被完全抑制。

此外, DNA 甲基化分布有组织和发育阶段特异性。

了解了甲基化的特点后那么我们该如何来研究DNA甲基化呢,那就必须提到WGBS全基因组甲基化测序

既然已经知道了DNA甲基化的特点,那么我们该如何对其进行测序呢,因为现有的测序技术还无法直接反应一个位点是否甲基化。这里就需要一种化学试剂了,那就是重亚硫酸盐。利用重亚硫酸盐将基因组中未发生甲基化的C碱基转换成U,进行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,再结合高通量测序技术,特别适用于绘制单碱基分辨率的全基因组DNA甲基化图谱(如图1)。

可以发现通过重亚硫酸亚处理后,我们能够区分出什么位点有甲基化,而什么位点没有,这时目前较为流行的一种甲基化测序方案。

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