【摘要】 DNA甲基化主要是在DNA甲基化转移酶(DNMTs)的催化下使CpG二核苷酸5'端的胞咤啶转变为5'甲基胞密啶(5-mC),在植物中甲基化也可发生在CpG/CHG/CHH不同位点。

DNA甲基化主要是在DNA甲基化转移酶(DNMTs)的催化下使CpG二核苷酸5'端的胞咤啶转变为5'甲基胞密啶(5-mC),在植物中甲基化也可发生在CpG/CHG/CHH不同位点。DNA的甲基化在胚胎发育、染色体的结构维持、X染色体失活、基因印记、肿瘤发生发展等方面发挥着重要作用。新一代测序技术在DNA甲基化的方法主要包括亚硫酸氢盐处理后的DNA测序和甲基胞窑啶富集后DNA测序。

 

亚硫酸氢盐测序即DNA经亚硫酸氢盐处理后,未发生甲基化的胞密啶脱氨基转变成尿密啶,而甲基化的胞密啶保持不变,PCR扩增后尿密啶全部转化成胸腺嚰啶,最后对PCR产物进行测序,与未经处理的序列比较,判断CpG/CHG/CHH位点是否发生甲基化。此方法可以精确到每一个CpG/CHG/CHH位点的甲基化状态。2008年,Cokus等人采用BS-Seq、Lister等人采用Methy1C-Seq分别绘制了拟南芥的单碱基分辨率的甲基化图谱,随后Lister等又绘制了H1人类胚胎干细胞和IMR90胎儿肺成纤维细胞的全基因组甲基化图谱,每个细胞系产生了近90Gb的数据,覆盖了86%的基因组范围。BS-Seq或MethylC-Seq既可以在全基因组范围内检测DNA甲基化状态和频率,又能达到单碱基分辨率,但其费用昂贵,利用此方法对大量的细胞及组织进行研究有很大的难度。RRBS技术首次由Meissner等R提出,是一种简化的亚硫酸氢盐测序方法,后Meissner研究团队对该技术几经优化并与新一代测序技术相结合。RRBS技术特点在于在亚硫酸氢盐处理样本之前,利用限制性内切酶酶切基因组DNA,选择一定大小的酶切片段进行后续测序分析。与BS-Seq或Methy1C-Seq相比,RRBS测序量大大减少,可以实现多个样本的基因组比对分析,目前主要应用于小鼠和人类疾病研究中。

 

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