DNA甲基化:第五碱基
DNA甲基化是一种表观遗传修饰,涉及在胞嘧啶的5-碳位上添加甲基团,形成5-甲基胞嘧啶(5mC),在维持正常细胞的功能、雌性个体X染色体失活、寄生DNA序列的抑制、基因组结构稳定、遗传印记、胚胎发育、及肿瘤和疾病的发生、发展紧密相关,具有至关重要的作用。因此,5mC被称为“第五碱基”。DNA甲基化是最早被发现、也是研究最深入的表观遗传调控机制之一。
全基因组甲基化检测方法
DNA甲基化主要以胞嘧啶-鸟嘌呤(CpG)二核苷酸形式存在,而人类基因组具有2800万个CpG位点,因此在全基因组范围检测DNA甲基化是非常重要的。目前全基因组甲基化检测主要有两种方法:一种是以检测探针杂交信号为原理的Illumina的甲基化芯片,代表性技术为850K芯片,以及最新的935K。另一种是基于重亚硫酸盐处理结合高通量测序的Bisulfite测序法,代表性技术为WGBS和RRBS。
甲基化芯片
甲基化芯片技术起始于27K芯片,这是早期的甲基化检测工具,能够检测大约27,000个CpG位点的甲基化水平。随后,Illumina相继推出了450K芯片,850K芯片(也称为Infinium MethylationEPIC BeadChip)。而最新的935K芯片(Infinium MethylationEPIC BeadChip v2.0能够检测大约935,000个CpG位点,包含了常见的肿瘤甲基化位点,癌症驱动突变等位点。在早期临床肿瘤甲基化研究发挥了重要作用,比如TCGA数据库。
优点:
同时检测多个样本的甲基化状态,适用队列检测。
性价比方案,以较低的价格获取基因组靶向甲基化位点信息。
缺点:
物种限定为人
信噪比差,存在批次效应
检测位点为靶向内容,缺乏研究创新性
覆盖基因组的甲基化位点少,不够全面
Bisulfite测序法
基于重亚硫酸盐处理的高通量测序通过使用重亚硫酸盐处理基因组DNA,将未甲基化的胞嘧啶转化为尿嘧啶,然后进行高通量测序,从而实现单碱基水平的甲基化分析,是DNA甲基化测序研究的金标准,广泛应用于个体发育、衰老和疾病等生命过程的机制研究,也是各物种甲基化图谱研究的首选方法。
优点:
先进性:解决了芯片技术的靶向限制,没有批次效应,提供了更广泛的基因组覆盖
准确性:可以准确分析每一个胞嘧啶的甲基化,且没有批次效应。
创新性:无偏向的位点检测,能够发现新的与疾病关联的甲基化位点
缺点:
甲基化测序技术在早期非常昂贵,要求计算资源高。
需要一定生信分析基础,相较于芯片,测序得到的信息更多,分析也更加复杂。
技术总结
我们对比较常用的甲基化检测技术进行总结,根据研究需求和项目情况选择合适的技术是关键!
艾斯基因建立了甲基化完整解决技术方案和平台:全基因组甲基化测序WGBS/EM-seq、RRBS及Illumina 935K甲基化芯片等高通量平台,以及适合液体活检的全谱甲基化Methylome-seq、MethylDesign定制化甲基化Panel捕获系统、及甲基化荧光PCR平台和ddPCR平台,通过测定验证后的Biomarker甲基化,可用于开发试剂盒,用于临床快速诊断。
甲基化服务选艾斯基因
🌟项目经验丰富
艾斯基因是国内最大的表观组甲基化服务商,每年样本通量>10万例,已经成功完成对人临床样本,大小鼠,猪,牛,食蟹猴,拟南芥,大豆,水稻,桃,白菜等近百个物种的甲基化测序分析,每年服务100+海外和国内企业及200+高校和医院等客户。
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团队专注表观多组学15年,拥有资深的表观研究经验,多篇CNS及子刊研究成果,助力客户在Nature Communications、Genome Biology、Cell Research等国际期刊上累计发表百余篇论文。
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