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[WGBS] 甲基化文献集

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发表于 2017-10-27 15:04:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
基因组范围的DNA甲基化分析 
单倍体人类基因组包含大约2900万个CpGs,它们处于一个甲基化的,低甲基化的或非甲基化的状态,共同被称为DNA甲基化组。在CpGs中的胞嘧啶及有时在非CpG中的胞嘧啶的甲基化状态影响了蛋白质-DNA相互作用,基因表达和染色质结构及稳定性。在特定位点的DNA甲基化的程度可能被隔代遗传,并可能通过环境暴露和饮食而改变,潜在地促进人类疾病的发展。但是,对于绝大部分正常的和疾病的甲基化组,小于1%的CpGs被评估,揭示了甲基化绘制技术的成型阶段。因此,应用到甲基化组绘制的新的基因组范围的平台有显著发现的潜力,特别是寡核苷酸阵列和下一代测序的转化技术。这里,我们概述了当前用于甲基化检测的试剂,及它们在微阵列和测序平台上的应用。展示了新兴方法的一个比较,强调了它们技术复杂性的程度,甲基化组覆盖及在解析甲基化中的精确度。因为在一个个体中有数百种独特的甲基化组要绘制,并且个体间的变异有可能是显著的,国际的协调对标准化甲基化组平台及从组织及独特细胞类型中创建甲基化组图谱的一个完整的仓库是必不可少的。
10.2217/epi.09.35
DNA甲基化和表观遗传学
在真核细胞中,细胞核DNA易受酶甲基化的影响,形成5甲基胞嘧啶残基的形式,大部分位于CG和CNG序列。在植物和动物中,这种DNA甲基化是物种,组织和器官特异的。它随着年龄改变(减少),并且受到荷尔蒙的调控。另一方面,基因组甲基化能够控制荷尔蒙信号。复制的和复制后的DNA甲基化类型是不同的。它们受到多种具有不同位点特异性的DNA转甲基转移酶的调节。半甲基化位点的出现伴随着复制。DNA链甲基化的显著不对称在细胞周期末期消失。提出了一种甲基化调控DNA复制的模型。DNA甲基化控制细胞内的所有遗传过程(复制、转录、DNA修复、重组和基因转座)。它是细胞分化,基因歧视和沉默的机制。在动物中,DNA甲基化的抑制中止了发育(胚胎发生),开启凋亡,并且通常是致命的。DNA甲基化模式的破坏导致了恶性肿瘤细胞转化,并充当癌发生的早期诊断特征之一。在恶性肿瘤细胞中,DNA甲基化模式,以及一套DNA甲基转移酶活性不同于正常细胞。在植物中,DNA甲基化的抑制伴随着种子贮藏和开花基因的诱导。在真核生物中,同一个(one and the same)基因能够在胞嘧啶和腺嘌呤残基处同时被甲基化。因此能够建议,植物细胞包含至少两种不同,可能相互依赖的DNA甲基化系统。第一种真核生物腺嘌呤DNA甲基转移酶是从植物中分离出来的。这种酶在序列TGATCA(TGATCA-->TGm6ATCA)处以N6甲基腺嘌呤残基的形式甲基化DNA。植物拥有对DNA甲基化敏感的腺嘌呤甲基依赖的内切酶。植物似乎可能与微生物及一些低等真核生物类似,具有限制-修饰(restriction-modification,R--M)系统。遗传过程调控中DNA甲基化重要作用的发现充当了表观遗传学和表观基因组学的原理基础和实现。
DNA甲基化与组蛋白甲基化的关系
在真核生物基因组及基因组以外,存在着多种共价修饰,其中,DNA和组蛋白的甲基化都与基因的沉默存在着联系,DNA和H3K9的甲基化在调节基因过程中具有协同作用,并拮抗H3K4的甲基化.近来的研究显示,两种甲基化机制之间似乎还存在着联系,即DNA的甲基化可能依赖于H3K9的甲基化,但在哺乳动物中,两种甲基化的关系可能更复杂。
基因组DNA甲基化及组蛋白甲基化
在真核生物中,DNA甲基化是一种非常重要的表观遗传学标记,能影响染色质的结构和基因的表达。随着全基因组甲基化测序的发展,全基因组范围内的DNA甲基化水平得以了解。文章概述了基因组中启动子、基因本体、增强子、沉默子和转座子等不同元件的DNA甲基化的研究进展,以及DNA甲基化与基因表达调控间的关系。启动子的DNA甲基化对基因的表达有抑制作用,而基因本体的DNA甲基化与基因的表达关系因物种或细胞类型不同而异。增强子的DNA甲基化状态与基因活性呈反比关系,沉默子则相反呈正相关。转座子的DNA高度甲基化抑制其转座活性,从而维持基因组的稳定性。文章还探讨了DNA甲基化与组蛋白甲基化间的相互作用及其对基因表达、可变剪切、转录的调控作用,以及本领域的未来研究方向。
10.3724/SP.J.1005.2014.0191
http://www.chinagene.cn/Jwk_yc/C ... pe=PDF&id=21164 

甲基化DNA免疫沉淀技术的标准化和质控
MeDIP(methylated DNA Immunoprecipitation,甲基化DNA免疫沉淀)是一种相当新的技术,它旨在用一种直接针对5甲基胞嘧啶的抗体富集甲基化部分的DNA。MeDIP处理的样品适合于进行特定基因组位点甲基化状态研究和当杂交到DNA甲基化微阵列或通过深度测序分析时,执行全基因组基因组位点筛查。这里,我们描述了一种标准化实验流程和质控以评估MeDIP过程的特异性、可重复性和有效性。这些可能在比较实验室内和实验室间的样品间和实验间结果时有用。
http://dx.doi.org/10.4161/epi.20028
https://www.landesbioscience.com ... LisantiEPI7-6-X.pdf 


良性和恶性外周神经鞘膜瘤的比较甲基化组分析
25年前,首次将异常DNA甲基化(DNAm)与癌症联系起来。从那以后,许多研究将肿瘤抑制基因的高甲基化和癌基因的低甲基化与肿瘤发生过程相联系。然而,大部分这些研究局限于启动子和CpG岛(CGIs)的分析。最近,开发了新的全基因组DNA甲基化(甲基化组)分析技术,使得能够进行癌症甲基化组的无偏分析。通过使用MeDIP-seq,我们报道了恶性外周神经鞘膜瘤(malignant peripheral nerve sheath tumors,MPNSTs)、良性神经纤维瘤和正常雪旺细胞的一个基于测序的比较甲基化组分析。这些甲基化组的分析揭示了DNA甲基化改变的复杂景观。与已报到的其他类型肿瘤相比,通过使用MeDIP-seq甲基化组分析,没有在MPNSTs中观测到显著的全局低甲基化。然而,在卫星重复中发现了高显著DNA甲基化的方向性差异(P < 10-100,暗示这些重复是MPNSTs中低甲基化的主要靶。MPNST和雪旺细胞甲基化组的比较分析鉴定了101,466个癌症相关差异甲基化区(cancer-associated differentially methylated regions,cDMRs)。分析显示这些cDMRs在两类卫星重复(SATR1和ARLα)中显著富集,表明了这些序列的异常DNA甲基化和从健康细胞转变成恶性疾病间的一个关联。也鉴定了高甲基化cDMRs在CGI岛岸(P < 10-60)、非CGI相关启动子(P < 10-4),低甲基化cDMRs在SINE重复(P < 10-100中显著富集。DNA甲基化和基因表达数据的整合显示与CGI岛岸cDMRs相关的基因表达模式能够区分疾病表型。本研究建立了MeDIP-seq作为一种有效方法分析癌症甲基化组。
http://dx.doi.org/10.1101/gr.109678.110
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3065699/pdf/515.pdf 
前列腺癌中启动子非CG甲基化的分析
背景:在脊椎动物中,DNA甲基化主要发生在CG二核苷酸上,但是,最近已经发现非CG甲基化在胚胎干细胞中处于可观的水平。材料&方法:为了评估癌症中的非CG甲基化,我们比较了前列腺癌和正常细胞系中几个生物学上重要的CG岛处的非CG甲基化程度。EVX1和FILIP1L启动子CG岛的一项评估证明EVX1跨所有细胞系比FILIP1L高4倍的非CG甲基化率。这些基因座在癌症中的CG位点上是密集甲基化的。结果:证明癌症和正常之间没有表现非CG甲基化的显著差异。用5-氮杂胞苷处理癌细胞系优先显著地降低了EVX1中CG和CC位点的甲基化。结论:在癌症中的高甲基化启动子区,非CG甲基化与CG甲基化不相关。此外,DNA甲基转移酶的全局抑制没有一致地影响所有甲基化的胞嘧啶。
http://dx.doi.org/10.2217/epi.12.67 
组蛋白甲基化标记在预测CpG岛甲基化状态中起着重要的作用
CpG岛的甲基化状态与基因表达高度相关。当前的DNA甲基化计算预测方法仅利用了DNA序列特征。本研究中,除了35种DNA序列特征外,我们添加了4种组蛋白甲基化标记以预测CpG岛的甲基化状态,并将准确率提高到89.94%。我们也应用我们的模型来预测人类基因组中所有CpG岛的甲基化模式,结果与以前报道的一致。我们的结果暗示了组蛋白甲基化标记在影响CpG岛甲基化状态中的重要作用。H3K4me在甲基化抵抗CpG岛中的富集能够破坏核小体间的联系,解开染色质,并使得DNA序列可访问。已确立的开放环境可能是锌指蛋白保护CpG岛不发生DNA甲基化的功能实现的一个先决条件或一个结果。
http://dx.doi.org/10.1016/j.bbrc.2008.07.077
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ ... pdf/nihms-66486.pdf 
MENT:正常组织与肿瘤组织的甲基化和表达数据库
DNA甲基化和基因表达的整合分析能够揭示在致癌作用期间重要的特定表观遗传模式。我们构建了一个称为MENT(Methylation and Expression database of Normal and Tumor tissues,正常组织与肿瘤组织的甲基化和表达数据库)以为研究者提供各种癌症中的DNA甲基化和基因表达信息。它包含了DNA甲基化、基因表达、成对样品中DNA甲基化和基因表达关联的整合数据,及从GEO(Gene Expression Omnibus,基因表达综合数据库)和TCGA(The Cancer Genome Atlas,癌症基因组地图)中收集的临床病理情况。一个用户友好的界面允许用户通过或者“基因搜索”或者“数据集搜索”搜索差异DNA甲基化。基于诸如方向、DM(differentiall methylation value,差异甲基化值)和p值等过滤选项,“基因搜索”返回在一个感兴趣基因在哪些情况下是差异甲基化的,而“数据集搜索”返回哪些基因在感兴趣的一种情况下是差异甲基化的。MENT是第一个提供了各种正常组织与肿瘤组织中DNA甲基化和基因表达信息的数据库。它的用户友好的界面允许用户容易地搜索和查看DNA甲基化和基因表达模式。MENT可以在http://mgrc.kribb.re.kr:8080/MENT/ 免费使用。
10.1016/j.gene.2012.11.032 
癌细胞的DNA低甲基化
DNA低甲基化是在人类肿瘤中识别的最初的表观遗传异常。但是,在其于1983年被两个实验室独立发现后的几十年里,它通常被忽略为一个不受欢迎的并发症,几乎所有的注意力都集中在癌症中沉默的基因(例如,肿瘤抑制基因)的启动子的高甲基化上。因为后来显示癌症中DNA的全局低甲基化与重复DNA元件非常紧密地相关,癌症相关的DNA低甲基化继续获得非常少的关注。癌症中的DNA低甲基化不能再被认为是奇怪的,因为最新的高分辨率全基因组研究证实DNA低甲基化是癌症中基因组高甲基化最坚定的同伴,只是通常(但不总是)在不同的序列上。癌症中个别CpG二核苷酸的甲基化变化能够不仅对区域环境,而且对邻近位点具有一个很高的依赖性。癌发生期间DNA去甲基化可能涉及到半甲基化的二核苷酸作为媒介,随后在双链上甲基化缺失的传播。在这篇综述中,讨论了有效的DNA去甲基化及癌症相关DNA低甲基化和癌症干细胞间的关系。越来越多的证据表明癌症中DNA低甲基化的生物学意义和临床相关性,及癌症相关的去甲基化和从头生成的甲基化是高度动态的过程。
10.2217/epi.09.33

DNA甲基化数据库“MethDB”:用户指南
DNA甲基化数据库(MethDB;http://www.methdb.net )是致力于DNA甲基化的一个公共数据库。它试图以一种共同的来源存储有关DNA甲基化的所有数据。MethDB能够以不同的方式进行搜索,从一个简单的浏览器模式到序列特异的DNA甲基化谱和表型,总甲基化含量数据或能够影响DNA甲基化状态的环境条件的详细查询。当前,该数据库包含2570个甲基化含量值和5278个甲基化模式和总共83个基因或基因座的甲基化谱。MethDB是一个注释数据库,并且邀请科学界提交他们自己的数据(submit@methdb.de)。christoph.grunau@methdb.de 。
http://jn.nutrition.org/content/132/8/2435S.full   

一个改进版的DNA甲基化数据库(MethDB)
胞嘧啶甲基化是原核生物和真核生物基因组的一个典型特征。在后者中,它对生物体的健康发育是必不可少的,并且5-甲基胞嘧啶(5mC)分布中不受控制的改变已经被链接到严重的疾病,特别是癌症。对DNA甲基化的不断增加的科学兴趣已经导致了有关这种表观遗传现象的相当大量数据的产生。为了使这些数据容易地可用,我们开发了一个专门的数据库。DNA甲基化数据库(DNA Methylation database,MethDB,http://www.methdb.net)是当前惟一的DNA甲基化公共数据库。这个不断壮大的数据库已经成为DNA甲基化研究领域中一个关键的资源。该数据库当前包括了来自总共6667个实验(自2002年9月4日起)的46种物种,160个组织和72种表型的甲基化模式,甲基化谱和总甲基化含量数据。约14%的数据还没有在其他地方发表。这些数据能够被方便地搜索并用不同方式表征。最近,我们包括了一个在线提交工具,它允许科学界直接输入新数据到MethDB中。christoph.grunau@methdb.de
10.1093/nar/gkg093
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC165540/pdf/gkg093.pdf 

MethBank:一个整合下一代测序单碱基分辨率DNA甲基化程序数据的数据库
DNA甲基化在胚胎发育期间起着至关重要的作用。这里,我们提出了MethBank(http://dnamethylome.org),一个DNA甲基化组程序数据库,它整合了不同模式生物中配子和早期胚胎的全基因组单碱基核苷酸甲基化组。不像现有的相关数据库,MethBank结合了斑马鱼和小鼠中多个不同发育阶段的配子和早期胚胎的全基因组单碱基分辨率甲基化组。MethBank允许用户检索甲基化水平,差异甲基化区,CpG岛,基因表达谱和一个特定基因或基因组区的遗传多态性。此外,它提供了一个甲基化组浏览器,能够以一种交互式方式可视化高分辨率DNA甲基化谱,以及其他相关数据,并因此对于用户研究甲基化模式和不同发育阶段配子和早期胚胎的变化有极大的帮助。进行中的努力集中于来自其他生物的甲基化组和相关数据的合并。总之,MethBank以高分辨率DNA甲基化数据以及其他相关数据的整合和可视化为特征,使得能够鉴定不同发育阶段的潜在DNA甲基化标签,并因此为表观遗传和发育研究提供了一种重要资源。
http://dx.doi.org/10.1093/nar/gku920
http://nar.oxfordjournals.org/co ... nar.gku920.full.pdf 

DiseaseMeth:一个人类疾病甲基化数据库
DNA甲基化是高等生物中基因组调控的一种重要表观遗传修饰,它在疾病发生和发展中起着至关重要的作用。通过甲基化特异PCR和全基因组谱技术对DNA甲基化数据的整合和挖掘能够极大地辅助新的候选疾病生物标记的发现。但是,没有一个综合的人类疾病DNA甲基化数据仓库是困难的。因此,我们开发了DiseaseMeth,一个人类疾病甲基化数据库(http://bioinfo.hrbmu.edu.cn/diseasemeth)。它的焦点是来自各种疾病的DNA甲基化数据集的高效存储和统计分析。来自大量来源的超过14,000个条目和175个高通量数据集的实验信息已经被收集并合并到DiseaseMeth中。最新版本合并了来自各种技术和平台的72种人类疾病的以基因为中心的甲基化数据。为了促进数据提取,DiseaseMeth支持多种搜索选项,例如基因ID和疾病名字。DiseaseMeth提供了疾病和正常样品的基于跨数据集分析的整合的基因甲基化数据。这些能够被用于差异甲基化基因的深入识别和基因-疾病关系的研究。yanyou1225@yahoo.com.cn
10.1093/nar/gkr1169
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ ... 164/pdf/gkr1169.pdf 

MeInfoText:来自文本挖掘的关联基因甲基化和癌症信息
背景:DNA甲基化是基因组的一种重要的表观遗传修饰。异常DNA甲基化可能导致肿瘤抑制基因的沉默,并在各种人类癌细胞中是常见的。随着更多的表观遗传学研究以电子版出版,从生物文献中提取相关信息是需要的。为了促进表观遗传学研究,我们开发了一个数据库,叫做MeInfoText以提供来自文本挖掘的基因甲基化信息。描述:基于来自大量文献的关联挖掘,MeInfoText提供了有关基因甲基化和癌症的广泛的关联信息,人类癌症类型间的基因甲基化谱,和特定类型癌症的基因甲基化谱。此外,MeInfoText提供了从互联网上收集的整合的蛋白质-蛋白质相互作用和生物学通路信息。MeInfoText也提供了关于一套基因的通路聚类信息,由于异常甲基化,它们可能促进了癌症的发生。带有从每篇甲基化相关摘要中识别的关键词和基因名字的证据也被检索。该数据库现在可以在http://mit.lifescience.ntu.edu.tw获得。结论:MeInfoText是一个独特的数据库,它提供了广泛的基因甲基化和癌症关联信息。它将补充既有的DNA甲基化信息,并将在表观遗传学研究和癌症预防中是有用的。d94b43002@ntu.edu.tw
http://dx.doi.org/10.1186/1471-2105-9-22
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ ... /1471-2105-9-22.pdf 
 
MethHC:一个人类癌症中DNA甲基化和基因表达数据库
我们提出了MethHC(http://MethHC.mbc.nctu.edu.tw),一个由人类癌症中一大批DNA甲基化数据和mRNA/microRNA表达谱系统整合组成的数据库。DNA甲基化是基因转录的一种重要表观遗传调节因子,在基因启动子区具有高DNA甲基化水平的基因是转录沉默的。越来越多的DNA甲基化和mRNA/microRNA表达谱正在不同的公共数据仓库中被发表。这些数据能够帮助研究者鉴定对致癌作用重要的表观遗传模式。MethHC从TCGA(癌症基因组地图)中整合了诸如DNA甲基化、mRNA表达、microRNA基因的DNA甲基化和microRNA表达数据以鉴定DNA甲基化和mRNA/microRNA表达间的相关性,它包括了6000多个样品,6458个微阵列和12,567个RNA测序数据中的18种人类癌症。
http://dx.doi.org/10.1093/nar/gku1151
http://nar.oxfordjournals.org/co ... ar.gku1151.full.pdf 
MethyCancer:人类DNA甲基化和癌症数据库
癌症被列为所有人类疾病中头号杀手之一,并且继续对全球人口有着毁灭性的影响。当前的研究计划(research effort)旨在加快我们对癌症的分子基础的理解,并开发有效的方式用于癌症诊断、治疗和预后。表观遗传修饰的一个改变了的模式,大部分重要的DNA甲基化事件通过调控原癌基因激活,肿瘤抑制基因沉默及染色体不稳定性在肿瘤发生中扮演着一个关键的作用。为了研究DNA甲基化、基因表达和癌症的相互作用,我们为人类DNA甲基化和癌症开发了一个公开可访问的数据库(MethyCancer,http://methycancer.psych.ac.cn)。MethyCancer存储了来自公共资源的DNA甲基化,癌症相关基因,突变和癌症信息的高度整合的数据,及源自我们的大规模测序的CpG岛(CGI)克隆。分析并呈现了不同数据类型之间的互联。一个图示的MethyView显示了在基因组学和遗传学数据环境中的DNA甲基化,促进了癌症中的研究,以理解使得肿瘤细胞的基因表达显著变化的遗传和表观机制。
http://dx.doi.org/10.1093/nar/gkm730


MethylomeDB:一个大脑DNA甲基化谱数据库
MethylomeDB(http://epigenomics.columbia.edu/methylomedb/index.html )是包含大脑全基因组DNA甲基化谱的一个新数据库。DNA甲基化是哺乳动物大脑中一种重要的表观遗传标记。在人类研究中,异常的DNA甲基化改变已经与各种神经发育疾病和神经精神病学疾病相关,例如精神分裂症和抑郁症。在这个数据库中,我们提出了仔细挑选的非精神病学的对照、精神分裂症和抑郁症样本的甲基化谱。我们也包含了一个小鼠前脑样本以允许跨物种比较。除了我们自身产生的DNA甲基化数据外,我们已经并将继续包括来自其他研究组的发表的DNA甲基化数据,集中于大脑发育和功能。用户能够使用wiggle选项和微阵列格式在单CpG分辨率上查看甲基化数据。他们也能够下载个别样品的甲基化数据。MethylomeDB为大脑功能和行为研究提供了一种重要的资源。它提供了综合的大脑甲基化组数据的第一个来源,包括人类和小鼠大脑样本的全基因组DNA甲基化谱,促进了跨物种比较表观遗传研究,以及精神分裂症和抑郁症甲基化组的研究。fgh3@columbia.edu 。

NGSmethDB:下一代测序单胞嘧啶分辨率DNA甲基化数据的一个数据库
下一代测序(Next-generation sequencing,NGS)连同重亚硫酸盐转化允许单胞嘧啶分辨率水平的全基因组甲基化图谱的产生。这允许在一系列组织上研究一个特定基因组区域的甲基化缺乏,差异组织甲基化或发生在病理学情况下的变化。但是,没有完全解决这些需求的数据库存在。这里,我们提出了NGSmethDB(http://bioinfo2.ugr.es/NGSmethDB/gbrowse/ ),用于源自NGS的甲基化数据的存储和检索。考虑了两种胞嘧啶甲基化环境(CpG和CAG/CTG)。通过链接到MySQL后端的一个浏览器界面及一些数据挖掘工具,用户能够在一套组织中搜索甲基化状态,在一个给定染色体区域的一套组织中检索甲基化值,或显示不同组织间的启动子甲基化。NGSmethDB目前由人,小鼠和拟南芥数据构成,但是一旦新的数据可用,其他的甲基化组将通过一个自动流程被包含。三个覆盖水平(1,5或10倍的数据可以被大量下载。对实验研究者,以及生物信息学家来说,NGSmethDB将是有用的,他们可能使用该数据作为进一步研究的输入。

MeT-DB:一个哺乳动物细胞中的转录组甲基化数据库
甲基转录组是研究转录本甲基化机制和功能的一个激动人心的新领域。甲基转录组数据库(MethylTranscriptome DataBase,MeT-DB,http://compgenomics.utsa.edu/methylation/ )是哺乳动物转录组中第一个综合的N6-甲基腺苷(m6A)资源。它包括了一个记录从甲基化RNA免疫沉淀测序(methylated RNA immunoprecipitation sequencing,MeRIP-Seq,一种最新开发的研究m6A甲基转录组的技术)中公开获得的数据集。MeT-DB包含了通过exomePeak和MACS2算法预测的来自22个不同实验条件的74个MeRIP-Seq样品的约30万个m6A甲基化位点。为了探索这种丰富的信息,MeT-DB也提供了一个基因组浏览器以查询和可视化不同条件下环境特异性m6A甲基化。MeT-DB也在浏览器窗口中包括了microRNA、剪接因子和RNA结合蛋白的结合位点信息,以比较m6A位点,并探索m6A的潜在功能。两个条件下的差异m6A甲基化和相关差异基因表达分析也在浏览器中可用。环形模式图提供了所有数据中m6A甲基化全基因组分布的一个全局视角,它也充当了一个导航入口。能够导出查询结果和整个数据集以辅助出版和额外分析。
http://dx.doi.org/10.1093/nar/gku1024
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ ... 883/pdf/gku1024.pdf 

MethDB -- 一个DNA甲基化数据公共数据库
嘧啶环5位的胞嘧啶甲基化是大部分生物体中一个主要的DNA甲基化修饰。在真核生物中,沿着DNA的5-甲基胞嘧啶(5mC)的分布和数目是可遗传的,但是它也能够随着细胞的发育情况变化,并作为对环境修饰的一种响应。虽然DNA甲基化可能具有许多功能,但是最近科学兴趣集中于在真核细胞中甲基化能够对基因沉默产生影响。特别的,癌症发展期间甲基化水平变化的发现已经增加了对这个领域的兴趣。过去,大量数据已经用不同分辨率水平产生,从总DNA的5mC含量到单个核苷酸的甲基化状态。这里我们提出了一个DNA甲基化数据库,它试图在一个公共资源中统一这些结果。该数据库能够通过互联网访问(http://www.methdb.de)。它存储了有关研究样品来源信息和实验步骤信息,并包含了DNA甲基化数据。查询遮罩允许搜索5mC含量、物种、组织、基因、性别、表型、序列ID和DNA类型。输出列出了所有可用的信息,包括相对基因表达水平。DNA甲基化模式和甲基化谱被分别显示为一个图形化表示和G/A/T/C/5mC-序列或具有序列位置和甲基化水平的表格。christoph.grunau@methdb.de
10.1093/nar/29.1.270
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC29842/pdf/GKE079.pdf 

CPLM:一个蛋白质赖氨酸修饰数据库
我们报道了一个整合的蛋白质赖氨酸修饰(protein lysine modifications,PLMs)蛋白质赖氨酸修饰纲要(Compendium of Protein Lysine Modifications,CPLM,http://cplm.biocuckoo.org),该修饰发生在蛋白质特定赖氨酸残基的活性ε-氨基基团上,并且对于协调各种生物过程是至关重要的。CPLM数据库是从我们以前开发的蛋白质赖氨酸乙酰化(Compendium of Protein Lysine Acetylation,CPLA)数据库中更新的,它包括3311条蛋白质中的7151个赖氨酸乙酰化位点。这里,我们人工收集了12种PLMs的实验验证的底物和位点,包括乙酰化、泛素化、SUMO化、甲基化、丁酰化、巴豆酰化、糖基化、 丙二酰化、磷酸糖基化、丙酰化、琥珀酰化和Pupylation。CPLM数据库总共包含了122种物种的45,748条蛋白质中的189,919个修饰赖氨酸上的203,972个修饰事件。使用这个数据集,我们在相同赖氨酸残基上总共鉴定了76类各种PLMs的共现,最丰富的PLM交互是乙酰化和泛素化。高达53.5%的乙酰化和33.1%的泛素化事件共发生在10,746个赖氨酸位点上。因此,不同的PLM交互表明相当大比例的赖氨酸是以一种复杂方式竞争性且动态调控的。总之,CPLM数据库能够充当进一步研究PLMs的一种有用资源。
10.1093/nar/gkt1093
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ ... 993/pdf/gkt1093.pdf 


Methyl-Analyzer -- 全基因组DNA甲基化谱
Methyl-Analyzer是分析由Methyl-MAPS(methylation mapping analysis by paired-end sequencing,通过双末端测序进行甲基化图谱分析)方法产生的全基因组DNA甲基化数据的一个Python包。Methyl-MAPS是使用甲基化敏感的酶和甲基化独立的酶的一种基于酶切的方法,覆盖哺乳动物基因组中超过80%的CpG二核苷酸。它结合了基于酶切的方法和高通量下一代测序技术,以提供全基因组DNA甲基化谱。Methyl-Analyzer处理并整合来自甲基化和非甲基化区域的测序片段,并在单碱基分辨率上评估CpG甲基化概率。可用性和实现:Methyl-Analyzer可以在http://github.com/epigenomics/methylmaps 获得。样本数据集可以在http://epigenomicspub.columbia.edu/methylanalyzer_data.html 下载获得。联系:fgh3@columbia.edu。补充信息:补充数据可以在Bioinformatics在线获得。
http://dx.doi.org/10.1093/bioinformatics/btr356 

MethLAB:一个基于阵列的DNA甲基化数据分析的图形用户界面程序包
最近的证据表明DNA甲基化变化可能成为许多复杂性状和疾病的基础。研究DNA甲基化的商业化、基于阵列的方法的出现已经引起了文献中丰富的表观遗传研究。基于阵列的方法,例如流行的Illumina GoldenGate和Infinium平台,评估贯穿基因组的成千上万的CpG位点的单碱基分辨率上甲基化DNA的比例。这些阵列产生了大量数据,但是几乎不存在软件资源进行这些数据的高效且灵活的分析。我们使用一个能够被编辑以适合用户需求的开源统计语言R,开发了一个叫做MethLAB(http://genetics.emory.edu/conneely/MethLAB)的软件程序包。MethLAB以带有一个菜单驱动格式的图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)为特征,旨在以一种用户友好的方式高效地读入并操作基于阵列的甲基化数据。MethLAB通过为每个CpG位点拟合一个单独的线性模型探测甲基化和相关表型间的相关性。这些模型能够合并连续表型与分类表型和协变量,以及固定或随机批次或芯片影响。MethLAB通过在一个用户指定的水平上控制错误发现率(False Discovery Rate,FDR)而进行多重检验。标准输出包括一个可用的电子表格文本文件,和大量出版质量的图片。考虑到对DNA甲基化数据的不断增加的兴趣及DNA甲基化数据的可用性,有对用户友好的开源分析工具的极大需求。使用MethLAB,我们提出了一种及时的资源,它将允许没有编程经验的用户实现DNA甲基化数据的灵活且强大的分析。
10.4161/epi.7.3.19284



DNA甲基化抑制体内转录
体组织中的DNA以一种双峰甲基化模式为特征,通过一系列发育事件在动物中被确立。在小鼠囊胚中,大部分DNA是非甲基化的,但是在植入后,一波从头甲基化修饰大部分基因组,排除大多数CpG岛,它们主要与看家基因相关。这种基因组甲基化模式通过维持甲基化在生物体生命中被广泛维持,并且通常与基因表达相关。体外和体内实验表明甲基化抑制转录。但是,还不可能确定正常发育期间DNA甲基化对特定序列的作用。顺式作用调控元件和反式作用因子似乎参与阶段特异性和组织特异性去甲基化过程。Sp1样元件在保护Aprt(编码腺嘌呤磷酸核糖转移酶)CpG岛免受从头甲基化中起着关键作用,并且当这些元件被特异性突变后,Aprt CpG岛在转基因小鼠中变为甲基化的。现在我们从Aprt上游CpG岛序列中描述了一个胚胎特异性元件,它能够在转基因小鼠中保护自身免受从头甲基化,并减少侧翼序列的甲基化。我们将这个元件放在临近一个人类HBB(编码β球蛋白)报告基因的可移动盒上,产生了一个其甲基化模式能够在体内切换的转基因。这个系统中的球蛋白转录分析显示在各种组织中甲基化顺式抑制基因表达,表明DNA修饰可能充当一种全局基因组抑制因子。
http://dx.doi.org/10.1038/9727  
DNA甲基化及其基本功能
在哺乳动物基因组中,DNA甲基化是与一个甲基基团转移到胞嘧啶C5上形成5mC有关的一种表观遗传机制。DNA甲基化通过招募与基因抑制相关的蛋白质或者抑制转录因子结合到DNA上而调控基因表达。在发育过程中,由于一种与de novo DNA甲基化(从头获得)和去甲基化有关的动态过程,基因组中DNA甲基化模式变化。因此,分化的细胞发展了一种稳定且独特的调控组织特异性基因转录的DNA甲基化模式。本章中,我们将概述神经系统中DNA甲基化和去甲基化的过程。我们将描述DNA(去)甲基化机器和它与其他表观遗传机制,例如组蛋白修饰和非编码RNAs的关联。有趣地,有丝分裂期后的神经元仍然表达DNA甲基转移酶和与DNA去甲基化相关的组件。而且,神经活动能够响应生理和环境刺激而调节它们的DNA甲基化模式。DNA甲基化的准确调控对于正常认知功能是必不可少的。当然,当由于发育突变或环境风险因素(例如药物暴露和神经损伤),DNA甲基化被改变时,精神受创是一种常见的副作用。对DNA甲基化的研究继续显示了一个关于中枢神经系统中表观遗传基因调控的丰富且复杂的画面,并提供了神经精神疾病治疗的可能治疗靶标。
http://dx.doi.org/10.1038/npp.2012.112 

癌症中的DNA甲基化生物标记:临床实现进展
改变了的DNA甲基化在人类癌症中普遍存在,并且特定甲基化改变通常与临床特征相关。使用那些特定甲基化改变的DNA甲基化生物标记提供了一系列机会进行早期检测、诊断、预后、治疗分层和治疗后监测。这里,我们回顾了开发和应用癌症治疗中的DNA甲基化生物标记的当前方法。我们讨论了迄今为止DNA甲基化生物标记在临床环境下具有有限常规使用的障碍,并描述了能够克服这些障碍的方法。最后,我们总结了一些最广泛研究并良好验证的DNA甲基化生物标记,包括SEPT9、VIM、SHOX2、PITX2和MGMT临床实现的当前状态。
http://dx.doi.org/10.1586/erm.12.45 

前列腺癌的DNA甲基化及其临床应用
目前认为恶性肿瘤的形成是遗传和表观遗传机制共同作用的结果。表观遗传机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA。DNA异常甲基化(高甲基化和低甲基化)是前列腺癌最具特征的表观遗传改变,它能够导致基因组不稳定,调控基因的异常表达,在前列腺癌的形成和发展中起到重要作用。同时,DNA甲基化作为前列腺癌表观遗传研究的一个热点,为临床前列腺癌的早期诊断、预后评估及药物治疗提供新的方法和途径。文章根据前列腺癌的DNA高甲基化和低甲基化的最新研究成果阐述了前列腺癌形成的表观遗传学机制,并且讨论了它们在前列腺癌临床转化方面的最新研究进展。
http://dx.doi.org/10.3724/SP.J.1005.2014.0420
http://www.chinagene.cn/Jwk_yc/C ... pe=PDF&id=21197 

DNA甲基化和人类疾病
DNA甲基化是一种重要的基因组表观遗传修饰,参与调控许多细胞过程。包括胚胎发育、转录、染色质结构、X染色体失活、基因组印记和染色体稳定性。与这些重要作用一致,发现越来越多的人类疾病与异常DNA甲基化相关。这些疾病的研究已经提供了对DNA甲基化和其他表观遗传修饰在发育和正常细胞内稳态中作用的新的基本见解。
http://dx.doi.org/10.1038/nrg1655 

DMAP:RRBS和WGBS数据差异甲基化分析包
动机:高通量测序技术的快速发展已经使得表观遗传学家能够大规模定量DNA甲基化。测序能力的递增在处理分析和大量数据解释方面提出了挑战;研究来自多个样品的基因组规模数据间的差异甲基化突出了这个挑战。结果:我们开发了一个差异甲基化分析包(differential methylation analysis package,DMAP)以产生覆盖过滤的参考甲基化组,并鉴定来自简化代表性重亚硫酸盐测序(reduced representation bisulphite sequencing,RRBS)和全基因组重亚硫酸盐测序(whole genome bisulphite sequencing,WGBS)实验的跨多个样品的差异甲基化区。我们引入了一种新的基于片段的方法以研究简化代表性重亚硫酸盐测序(RRBS)数据的DNA甲基化谱。此外,DMAP以一种容易用有限生物信息学知识分析的格式提供了对基因和CpG特征,及到差异甲基化区距离的鉴定。可用性和实现:软件以C语言实现,并被编写以保证不同平台间的可移植性。源码和文档可以从http://biochem.otago.ac.nz/research/databases-software/ 免费获得(DMAP:作为压缩的TAR归档文件夹)。两个测试数据集也可以从网站下载获得。测试数据集1包括来自一个病人和一个对照的1号染色体的片段,它被用于当前文章中的比较分析。测试数据集2包括来自3个疾病和3个对照样品的21号染色体一部分的片段,用来测试DMAP的操作,特别是方差分析。包括了分析的例子命令。联系:peter.stockwell@otago.ac.nzaniruddha.chatterjee@otago.ac.nz。补充信息:补充数据可以从Bioinformatics网站在线获得。
http://dx.doi.org/10.1093/bioinformatics/btu126 

环境因素对DNA甲基化的影响
在哺乳动物中,DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(DNA methyl transferase,DNMT)的作用下,以S-腺苷甲硫氨酸提供甲基供体,将其甲基转移到脱氧胞嘧啶环第5位碳原子形成甲基化脱氧胞嘧啶的共价修饰。DNA甲基化改变组蛋白和DNA之间的相互作用,使染色质构象发生改变从而影响基因的表达,总体来说DNA甲基化水平与基因的表达呈负相关。越来越多的报道证实,环境因素可以影响表观遗传修饰,其并没有涉及遗传信息的改变,所以在一定范围内可以解释表型变化。文章围绕环境因素(温度、营养供给、异常化学因子、早期环境刺激和辐射等)对DNA甲基化产生的影响进行综述,这些影响包括亲代和子代DNA甲基化的改变及子代行为和表型变化等方面,以期进一步阐释环境因素与基因互作的关系。
http://dx.doi.org/10.3724/SP.J.1005.2013.00839
http://www.chinagene.cn/Jwk_yc/C ... pe=PDF&id=21072 


卵巢癌中肿瘤抑制基因的甲基化
基因启动子区的异常甲基化是人类恶性肿瘤中肿瘤抑制基因失活的机制之一。本研究中,使用甲基化特异性多连接依赖性探针扩增(MS-MLPA)试验,在75个卵巢癌样品中分析了24个肿瘤抑制基因的甲基化模式。在研究的24个肿瘤抑制基因中,17个观测到异常甲基化。3个最频繁甲基化的基因是CDKN2B、CDH13和RASSF1,接着是ESR1和MLH1。甲基化频率从CDKN2A、RARbeta、CASP8、VHL和TP73的1.3%到CDKN2B的24%。也研究了来自每个病人的相应正常DNA。除了两个样品外,在肿瘤中检测到了甲基化,而在正常组织中未检测到,表明肿瘤中的异常DNA甲基化。与其他组织学类型相比,透明细胞癌样品表现出一个更高频率的CDKN2B启动子高甲基化(P = 0.05)。我们的数据表明CDKN2B基因的甲基化是卵巢癌发生中的一种频繁事件,仅3个基因的分析就足够检测甲基化在35%卵巢癌案例中的出现。然而,需要使用一个更大样品量的更多研究以明确DNA甲基化作为一种卵巢癌标记的潜在作用。
http://dx.doi.org/10.3892/etm.2012.715

人类子宫肌瘤的异常DNA甲基化状态
肿瘤发生牵涉到异常的DNA甲基化。这个研究被进行以建立子宫肌瘤的全基因组DNA甲基化谱,并研究子宫肌瘤中的DNA甲基化状态是否发生改变。为此,对一对子宫肌瘤和邻近的正常子宫肌层样品执行了限制性标记物基因组扫描(restriction landmark genomic scanning)。RLGS谱揭示了子宫肌瘤与子宫肌层相比的29个异常甲基化位点(10个甲基化和19个去甲基化)。差异甲基化基因座之一从人类基因组序列数据库被重新识别为GS20656。在9/10的成对样品中,子宫肌瘤中GS20656的第一个外显子的DNA甲基化水平显著低于子宫肌层中的DNA甲基化水平,暗示存在一个基因座在子宫肌瘤中经历了表观遗传调控。出乎意料地,子宫肌瘤中DNA甲基转移酶1(DNMT1)和DNMT3a的mRNA表达水平高于子宫肌层。这些事实暗示除DNMT外的其他表观遗传因子涉及到基因座处DNA甲基化的局部改变。本研究表明子宫肌瘤不仅存在异常全基因组DNA甲基化状态,而且在正常子宫肌层和子宫肌瘤间存在差异甲基化的基因座。sugino@yamaguchi-u.ac.jp
10.1093/molehr/gap010 

基因组范围的DNA甲基化谱:mDIP-Chip技术
DNA甲基化的异常是肿瘤细胞的主要特征之一,此外还有遗传的和其他表观上的改变。有证据表明,区域性的高度甲基化和全局的高度甲基化都可以在癌细胞中出现。可以在挑选的肿瘤-抑制基因启动子中发现增长的DNA甲基化,导致在肿瘤性细胞中这些基因的沉默。同时往往在癌细胞中观测到DNA甲基化的全局性减少,这可能造成了基因组的不稳定性。和遗传突变不同,在肿瘤-抑制基因启动子的高甲基化可以通过使用DNA去甲基化试剂的表观治疗进行反转。为了更好地了解癌症起始和发展的机制,并更好地评估表观治疗的效果(effects),需要一个可靠的高通量方法进行基因组范围的DNA甲基化分析。最近,甲基化的DNA免疫沉淀(mDIP)和微阵列杂交的结合过程被证明是在不同的细胞类型中map基因组范围的DNA甲基化模式的成功策略。

使用短重亚硫酸盐测序数据进行DNA甲基化组分析
基因组DNA的重亚硫酸盐转换结合下一代测序(BS-seq)被广泛用于在单碱基分辨率上测量全基因组的甲基化状态,即甲基化组。然而,BS-seq数据的分析仍然提出了一个相当大的挑战。这里,我们按照它们适用的碱基数据和颜色空间数据总结了BS-seq比对的挑战。我们也探索了测序错误和污染对推断的甲基化水平的影响,并推荐了最合适的方法以分析这类数据。
http://dx.doi.org/10.1038/nmeth.1828 


基于高通量测序技术的全基因组DNA甲基化分析
有许多方式来破解一个全基因组DNA甲基化谱("甲基化组"),每一种在花费,通量和分辨率方面有差异。这些方法的金标准,全基因组亚硫酸氢盐测序(bisulfite-sequencing,BS-seq),涉及到使用亚硫酸氢钠对DNA进行处理,连同随后的高通量测序。我们使用BS-seq产生了人类外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PMBCs)中的一个单碱基分辨率甲基化组。这个BS-seq图谱然后被用作参考甲基化组以比较两种替代的基于测序的甲基化实验(在同一捐献者的PBMCs上进行):甲基化DNA免疫沉淀(MeDIP-seq)和甲基结合蛋白质(MBD-seq)。在我们的分析中,我们发现MeDIP-seq和MBD-seq是互补的策略,MeDIP-seq对高度甲基化,高CpG密度更加敏感,而MDB-seq对高度甲基化,中等CpG密度更加敏感。考虑到一个哺乳动物基因组的大小,及当前测序的花费,我们认为3Gb的45bp的双末端MeDIP-seq或MBD-seq唯一比对片段是甲基化模式分析的最低需求,及划算的策略。
10.1016/j.ymeth.2010.04.009 
 
甲基化-DNA免疫沉淀(MeDIP):捕获DNA甲基化组
表观遗传学领域中最具挑战性的计划之一是在正常和疾病相关情况下,不同细胞和组织类型中DNA甲基化的详细功能图谱的产生。这个信息将帮助我们不仅理解DNA甲基化的作用,而且识别治疗的靶点。各种表观组计划的完成依赖于新策略的设计以调查并产生详细的DNA甲基化统计图。甲基化-DNA免疫沉淀(MeDIP)试验,结合在高分辨率的微阵列上的杂交或高通量测序技术,是识别甲基化CpG富集序列的极好方法。我们提供了DNA甲基化分析的不同的全基因组技术的一个批判性概述,并提议MeDIP试验可能构成了阐明癌症细胞高甲基化组的一种关键方法。
http://www.biotechniques.com/mul ... 0112708_O_1681a.pdf

使用MeDIP-chip对哺乳动物组织中DNA甲基化的综合分析
表观遗传变化的全基因组绘制对细胞分化和胚胎发育中涉及到的基因调控的机制的理解是必不可少的。DNA甲基化是这些关键的表观遗传标记之一,它直接链接到基因表达。甲基化DNA免疫沉淀(MeDIP)是最近发明的一种方法,用于鲁棒且划算地确定DNA甲基化在功能区域(例如,启动子)或整个基因组中的分布。这种方式是用基于一种特异结合到5甲基胞嘧啶上的抗体对甲基化DNA进行富集,并能够结合PCR,微阵列或高通量测序。这篇文章概述了MeDIP-chip的实验步骤,并提供了一个质控策略及最初数据分析的一个综合概要。
10.1016/j.ymeth.2010.07.006

用少量基因组DNA进行甲基化DNA免疫沉淀和高通量测序(MeDIP-seq)
DNA修饰,例如甲基化和羟甲基化,是调节基因表达、基因组印记、X染色体失活和胚胎发育期间沉默重复序列中的关键参与者。异常DNA甲基化导致胚胎和出生后异常及严重人类疾病,例如癌症。综合的全基因组DNA甲基化和羟甲基化研究提供了一种方式以深入理解正常发育并鉴定人类疾病中的潜在表观遗传突变。这里,我们为低起始量基因组DNA建立了一个甲基化DNA免疫沉淀结合下一代测序(MeDIP-seq)工作方案。通过使用带有标准胞嘧啶(C),5-甲基胞嘧啶(5mC)和5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)的spike-in对照DNA集,我们证明抗体分别与5mC和5hmC优先结合。使用低至1 ng的起始基因组DNA,MeDIP-PCRs成功地靶向高甲基化基因座。富集效率对恒定的spiked-in对照下降,但是对内源性甲基化区升高。从1 ng DNA起始量中构建了一个MeDIP-seq文库,大多数片段在250 bp和600 bp间。MeDIP-seq片段显示比Input对照更高的质量。然而,在用Cutadapt预处理后,MeDIP(97.53%)和Input(94.98%)片段显示可比的比对率。SeqMonk可视化工具表明MeDIP-seq片段比Input片段跨基因组更不均匀分布。几个常见的已知非甲基化和甲基化基因座在MeDIP-seq数据中显示始终如一的甲基化模式。因此,我们提供了MeDIP-seq技术可以描绘微量DNA样品,例如卵母细胞、早期胚胎和人类活检中全基因组DNA甲基化是可行性的的证据。
http://dx.doi.org/10.1089/cell.2014.0002
http://online.liebertpub.com/doi/pdf/10.1089/cell.2014.0002 


DNA甲基化在调节转录因子占据中的作用
尽管普遍认为DNA甲基化是转录抑制的一种机制,但是仍然未知它主动沉默体内转录因子(transcription factor,TF)占据位点的程度。为了研究DNA甲基化在TF结合主动调节中的作用,我们定量了DNA甲基化缺乏对CTCF(一个具有已知甲基化敏感性,能够自发结合到染色体中它的靶位点上的丰富TF)基因组占据模式的影响。这里,我们显示数以万计未占据的甲基化CTCF识别序列中的大多数(> 98.5%)在DNA甲基化取消后仍然是未结合的。显示体内甲基化依赖结合的小部分位点反过来跨细胞类型以高易变的CTCF占据为特征。我们的结果表明DNA甲基化不是基因组TF景观的一个主要守护者,而是稳定固有易变位点的一种专门机制。
http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2015.07.024
http://www.cell.com/cell-reports/pdf/S2211-1247(15)00764-0.pdf 

肺癌中的DNA甲基化功能分析
目的:我们旨在探索肺癌样品和非癌肺样品间的DNA甲基化差异,并研究DNA甲基化在肺癌发展中的作用。此外,我们分析了DNA甲基化和被DNA甲基化调控的miRNAs的转录调控网络。这项研究提供了DNA甲基化在其他肿瘤或疾病中的一个框架。材料和方法:从基因表达综合数据库(GEO)中获得所用的DNA甲基化谱和基因表达谱。首先,我们通过学生t-test鉴定了差异甲基化基因(differentially methylated genes,DMGs)。然后,我们通过基因本体论(GO)和KEGG通路富集分析检测了在肺癌中改变的生物过程和通路。鉴定了差异基因中的转录因子,也从TransmiR中获得了由转录因子调控的microRNAs。结果:我们获得了肺癌样品和非癌样品间的108个DMGs。此外,发育相关生物过程和通路是显著失调的。对于DMGs,我们鉴定了调控它们的11个转录因子。而且,筛选出了DMGs和它们的转录靶间的21对关系。5个microRNA被报道被DNA甲基化基因调控。最后,构建了一个DNA甲基化调控网络。结论:DNA甲基化在转录和转录后水平上参与致癌作用。异常DNA甲基化将阻止它与上游调控蛋白质的结合,抑制下游靶基因的功能,调控下游miRNA的表达,并随后影响细胞发育、免疫应答和细胞凋亡。
http://www.europeanreview.org/wp/wp-content/uploads/1191-1197.pdf 
 
舌鳞状细胞癌的全基因组DNA甲基化分析
舌鳞状细胞癌(Tongue squamous cell carcinoma,TSCC)是一种最常见的口腔癌;然而,仍然不清楚它的分子机制。本研究中,执行了甲基化DNA免疫沉淀(MeDIP)加上甲基化微阵列分析以筛查来自9个病人的邻近正常对照和TSCC组织中的异常甲基化基因。使用罗氏NimbleGen Human DNA Methylation 385K Promoter Plus CpG Island Arrays检测了28,226个CpG位点。与邻近正常组织相比,在TSCC组织中总共发现了1,269个高甲基化CpG位点,覆盖330个基因,和1,385个低甲基化CpG位点,覆盖321个基因。此外,我们选择了3个候选基因(FBLN1、ITIH5和RUNX3)并通过甲基化特异性PCR(MS-PCR)验证了DNA甲基化状态,通过逆转录PCR(RT-PCR)验证了mRNA表达水平。在TSCC组织中,显示FBLN1和ITIH5是高甲基化的,并发现它们的表达是下降的,显示RUNX3是低甲基化的,然而,发现它的mRNA表达是升高的。此外,通过RT-PCR检测了另外3个基因(BCL2L14、CDCP1和DIRAS3)。在TSCC组织中,BCL2L14和CDCP1表达是显著上调的,DIRAS3表达是显著下调的。我们的数据证明在TSCC组织中观测到了异常DNA甲基化,它们在TSCC肿瘤发生、发展和进展中起着一个重要作用。
http://dx.doi.org/10.3892/or.2013.2309 


牛皮癣病人中CD4+ T细胞的DNA甲基化分析
牛皮癣是一种慢性炎症性皮肤病,它以角质细胞和免疫细胞,例如CD4+ T细胞间的异常交互为特征,导致表皮角质细胞的过度增殖。DNA甲基化是几种表观遗传机制之一,在不改变DNA序列的基因表达中起着一个重要的作用。几项研究已经表明表观遗传调控参与牛皮癣病人的皮肤损害。本研究中,我们使用甲基化DNA免疫测序(MeDIP-Seq)研究了牛皮癣病人与健康受试者相比CD4+ T细胞的全基因组DNA甲基化状态。MeDIP-Seq结果显示牛皮癣病人中CD4+ T细胞的全局甲基化值比健康对照的更高,特别是在启动子区。我们从启动子区最高甲基化的基因中挑选了其表达在牛皮癣病人CD4+ T细胞中显著降低的基因。使用甲基化抑制剂5-氮杂胞苷体外甲基化实验的研究显示差异表达水平与每个基因的甲基化状态相关。挑选的基因之一 -- PPAPDC3转录起始区的重亚硫酸盐测序显示该基因在牛皮癣病人CD4+ T细胞中是高甲基化的。这些结果表明由基因MeDIP-Seq鉴定的甲基化状态与基因的mRNA表达水平相关。总之,CD4+ T细胞中的DNA甲基化状态可能与牛皮癣发病相关。
http://dx.doi.org/10.1007/s00403-013-1432-8 

表观基因组学:绘制甲基化组
DNA甲基化是正常发育和疾病过程不可或缺的一部分。但是,甲基化的序列的基因组分布--甲基化组--没有被充分地理解。我们最近开发了一种平台技术用来以一种高分辨率,高通量的方式,快速评估遍及人类基因组的甲基化状态。这是通过结合一个甲基化DNA免疫沉淀(MeDIP)方法来分离甲基胞嘧啶富集片段,和基于阵列的比较基因组杂交(阵列CGH)获得的。综合使用全基因组嵌合BAC阵列和CpG岛微阵列,同时在全基因组和位点特异性水平上获得了DNA甲基化谱。使用MeDIP阵列CGH的一个男性和女性DNA的比较揭示了在基因贫乏区域中失活的x-染色体的意外的低甲基化。此外,癌症和非癌症细胞类型间的比较产生了与遗传和表观不稳定性联系的差异甲基化模式,提供了一种新的方式来解码癌症中的误调控。最后,我们用遗传和表观改变的并发区域拥有已知的原癌基因提供了新的数据显示肺癌细胞中的表观基因组不稳定性。
http://www.landesbioscience.com/journals/cc/wilsonCC5-2.pdf 


人类外周血单核细胞的DNA甲基化组 
DNA甲基化在人类健康和疾病的生物过程中起着一个重要的作用。最近技术上的进展允许在人类细胞中执行无偏的全基因组DNA甲基化(甲基化组)分析。使用全基因组亚硫酸氢盐测序,24.7倍(每个链12.3倍)覆盖,我们报道了来自YH(炎黄)计划中揭秘的相同的亚洲个人全基因组的人外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMC)中一个全面的(92.62%)甲基化组和独特序列分析。PBMC构成了全世界临床血液试验的一种重要来源。我们发现68.4%的CpG位点和<0.2%的非CpG位点是甲基化的,表明非CpG胞嘧啶甲基化在人类PBMC中是次要的。PBMC甲基化组的分析揭示了20种不同基因组特征的一个丰富的表观遗传组景观,包括调控序列、蛋白质编码序列、非编码序列、RNA编码序列和重复序列。我们的甲基化组数据与YH基因组序列的整合,使得任何个人的两个单倍体甲基化组间等位基因特异甲基化(allele-specific methylation,ASM)的第一次全面评估成为可能,并允许覆盖287个基因的599个单倍体差异甲基化区域(haploid differentially methylated regions,hDMRs)的识别。这些基因中,76个基因在它们转录起始位点2kb之内具有hDMRs,其中>80%显示了等位基因特异表达(allele-specific expression,ASE)。这些数据表明ASM是人类PBMCs中一种经常发生的现象并与ASE具有高度相关性。连同最近报道的类似研究,我们的研究提供了未来表观遗传组研究的一个全面的资源,并证实新的测序技术作为大规模表观遗传组学研究的一个范例。zhangxq@genomics.org.cn
http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.1000533
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ ... df/pbio.1000533.pdf 

鸡的全基因组DNA甲基化图谱
胞嘧啶DNA甲基化是一种被称为“第五碱基”的重要表观遗传修饰,在各种过程中发挥作用。迄今,已经报道了许多生物体的全基因组DNA甲基化图谱,例如人类、拟南芥、水稻和蚕,但是鸟类的甲基化模式仍然罕有研究。这里我们使用鸡作为一种模式生物,应用一种免疫捕获方法然后高通量测序,显示了鸟类的全基因组DNA甲基化图谱。分别描述了红原鸡和肉鸡中肝脏组织和肌肉组织的DNA甲基化。一般来说,鸡显示了与动物和植物类似的甲基化谱。DNA甲基化在基因体区和重复序列中富集,在转录起始位点(transcription start site,TSS)和转录终止位点(transcription termination site,TTS)中缺乏。鸡基因组中的大部分CpG岛保持非甲基化状态。启动子甲基化与基因表达水平负相关,暗示它在调控基因转录中的抑制作用。这项工作有助于我们对鸟类中表观遗传学的理解。
http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0019428 
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ ... df/pone.0019428.pdf 


斑马鱼的DNA甲基化谱
脊椎动物,例如斑马鱼胞嘧啶DNA甲基化通过干扰特定转录因子结合和通过抑制染色质机器的招募沉默基因表达。胞嘧啶DNA甲基化是化学上稳定的,并可通过生殖细胞系遗传 -- 但是也可以通过许多模式逆转,使其成为一种有用且动态的表观遗传修饰。参与胞嘧啶甲基化沉积、结合和去除的几乎所有酶和因子在斑马鱼中都是保守的,因此该物种是理解DNA甲基化在基因调控和其他过程中用途的一种卓越模型。这里,我们讨论了定量斑马鱼全基因组DNA甲基化水平的主要方法:一种是揭示局部甲基化的已确立的方法(甲基化DNA免疫沉淀,MeDIP),另一种是在碱基对分辨率上揭示DNA甲基化的新兴方法(鸟枪亚硫酸氢盐测序)。我们也介绍了对鉴定低甲基化或高甲基化区有用的分析方法,及鉴定差异甲基化区(differentially methylated regions,DMRs)的方法。
http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-374814-0.00018-5 

精子发生过程中组蛋白甲基化和乙酰化
精子发生(Spermatogenesis)这一高度复杂的独特分化过程包括精原细胞发育为精母细胞、单倍体精细胞的形成和精子成熟,并以阶段特异性和睾丸特异性基因的表达、有丝分裂和减数分裂以及组蛋白向鱼精蛋白的转变为特征。表观遗传修饰在减数分裂重组、联会复合物的形成、姊妹染色体的结合、减数分裂后精子的变态、基因表达阻遏和异染色质形成过程中发挥着重要作用。其中具有一定组成形式、起抑制作用和/或激活作用的组蛋白甲基化和乙酰化标记,不仅保证了正确的染色体配对和二价染色体的成功分离,并且精确调节减数分裂特异性基因的适时表达。精子发生过程中组蛋白甲基化和/或乙酰化错误会直接影响表观遗传修饰的建立和维持,导致生精细胞异常甚至引发不育。文章旨在对精子发生过程中组蛋白甲基化和乙酰化表观遗传修饰的动态变化及其相关酶的调节机制进行综述,为进一步研究精子发生的表观遗传调控,预防男性不育疾病的发生提供基础资料。
10.3724/SP.J.1005.2011.00939
http://www.chinagene.cn/Jwk_yc/C ... pe=PDF&id=20704 


高等植物中的组蛋白甲基化
组蛋白甲基化在调控多种发育过程中起着基本的作用,并且也涉及到沉默重复序列以便维持基因组稳定性。甲基化标记通过不同的酶记述在赖氨酸和精氨酸上,也就是组蛋白赖氨酸甲基转移酶(histone lysine methyltranserases,HKMTs)或蛋白质精氨酸甲基转移酶(protein arginine methyltransferases,PRMTs)。一旦确立,甲基化标记被充当阅读者的蛋白质特异性识别,并被解释为特定的生物学结果。组蛋白甲基化状态是动态的;甲基化标记能够通过橡皮酶(eraser enzyme),组蛋白去甲基化酶(histone demethylases,HDMs)被删除。导致记述、阅读和删除甲基化标记的蛋白质在动物中大部分是已知的。在过去的几年间,不断增加的大量文献已经表明了组蛋白甲基化对植物中基因组管理、转录调控和发育的影响。这篇综述旨在总结组蛋白在两种植物,双子叶植物拟南芥和单子叶植物稻米中组蛋白甲基化的生化、遗传和分子作用。
10.1146/annurev.arplant.043008.091939 

人类早期胚胎的DNA甲基化景观
DNA甲基化是哺乳动物胚胎发育表观遗传调控中的一个关键元件。然而,由于技术困难和缺乏所需材料,其动态模式还没有在基因组规模上在人类着床前胚胎中被分析。这里,我们通过简化代表性亚硫酸氢盐测序和全基因组亚硫酸氢盐测序系统地描述了人类早期胚胎从合子阶段直到着床后的甲基化组谱。我们显示与以前小鼠中的观测相反,一大波全基因组去甲基化在2细胞期是完全的。此外,父亲基因组的去甲基化比母亲基因组的去甲基化更快,在合子期末,男性原核中的全基因组甲基化水平已经低于女性原核的甲基化水平。在早期胚胎发育期间,启动子甲基化和基因表达间的负相关逐渐加强,在着床后期达到顶峰。此外,我们显示在人类多潜能胚胎干细胞启动子区具有H3K4me3标记的活性基因基本上在成熟配子和整个着床前发育中都没有DNA甲基化。最后,我们也显示与相同家族中的较老元件相比,进化上年轻的长散在核元件或短散在核元件被去甲基化到一个更温和的程度,并具有更高的转录本丰度,表明早期胚胎在进化较年轻和更活跃的转座元件上倾向于保持更高的残基甲基化。我们的工作提供了对人类早期胚胎甲基化组关键特征,以及它与基因表达调控和转座元件抑制功能关系的见解。
http://dx.doi.org/10.1038/nature13544


胚胎干细胞中的DNA甲基化
胚胎干细胞(ESCs)是多能性、自我更新的细胞。这些细胞能够被用在诸如细胞治疗、药物开发、疾病建模的应用及细胞分化的研究中。表观遗传学、遗传学和基因表达的相互作用在控制多能性和分化中的研究能够对这些细胞如何发挥功能给予重要的洞察。表观因子中最著名的一个是DNA甲基化,它是基因表达调控的一个主要机制。这种现象主要在印迹基因和X染色体失活区域看到,这些区域中的启动子区的DNA甲基化导致了基因表达的抑制。多能性相关的基因,例如Nanog和Oct4/Pou5f1中的差别的DNA甲基化已经在多能性和分化的细胞间被观测到。很明显,DNA甲基化的严格调控对于正常发育是必需的。随着异常DNA甲基化和疾病间更多的相关性被报道,对用高通量方式进行DNA甲基化分析的需求已经增加。这篇文章中,我们强调了这些方法,并讨论了在ESCs中最新的DNA甲基化研究。
10.1002/jcb.22374

人类胎盘中细胞特异的甲基化模式
已知表观遗传过程,例如DNA甲基化调控组织特异基因表达。我们在胎盘中探索了这个概念以定义DNA甲基化是否是细胞类型特异的。细胞滋养细胞和纤维母细胞从正常中期妊娠胎盘中被分离。使用免疫细胞化学,我们证明了95%纯度的细胞滋养细胞和60-70%纯度的纤维母细胞。我们使用亚硫酸氢盐修饰的基因组DNA杂交到Illumina Methylation27阵列上,比较了细胞滋养细胞,纤维母细胞和全部胚胎绒毛的DNA甲基化谱。DNA甲基化谱的欧式聚类分析显示了两个主要类群,一个包含细胞滋养细胞和胚胎,另一个包含纤维母细胞。差异甲基化分析识别了细胞滋养细胞和纤维母细胞间差异的442个常染色体CpG位点,胚胎和纤维母细胞间差异的315个位点,及胚胎和细胞滋养细胞间差异的61个位点。三个候选甲基化差异通过靶向焦磷酸测序实验进行了验证。对比对到人类绒毛膜促性腺激素5(Chorionic Gonadotropin 5,CGB5)β亚单位的启动子区域,在细胞滋养细胞中比纤维母细胞中有更少甲基化的CpG位点,以及比对到2个肿瘤抑制基因中每一个的2个CpG位点进行了焦磷酸测序实验。我们的数据表明基因表达的表观遗传调控可能是细胞滋养细胞功能特异性的一个关键因子。这些数据是胚胎中细胞类型特异表观遗传调控原理的证明,并证明胚胎的甲基化谱主要由细胞滋养细胞驱动。
http://www.landesbioscience.com/ ... etics/article/14196 

DNA甲基化在植物和动物中的调控和功能
DNA甲基化是涉及到不同生物过程的一种重要表观遗传标记。在植物中,DNA甲基化能够通过RNA指导的DNA甲基化通路建立,一种转录基因沉默(transcriptional gene silencing,TGS)RNA干扰通路,它需要24-nt的小干扰RNAs。在哺乳动物中,从头DNA甲基化主要发生在两个发育阶段:早期胚胎发生期间和配子形成期间。虽然不清楚哺乳动物中DNA甲基化模式的建立是否通常涉及到RNA干扰,但是生殖细胞中的从头DNA甲基化和转座子抑制需要24-32-nt的piwi-相互作用小RNAs。DNA甲基化状态是被DNA甲基化和去甲基化反应动态调控的。在植物中,活性DNA去甲基化依赖于双功能DNA糖基化酶家族的沉默阻遏物1,它移除5甲基胞嘧啶碱基,然后在碱性位点切开DNA骨架,启动一个碱基切除修复(base excision repair,BER)通路。在动物中,已经提出了多种活性DNA去甲基化机制,包括一个脱氨酶和DNA糖基化酶启动的BER通路。有关各种组蛋白修饰对DNA甲基化建立和维持效应的新信息已经拓展了我们对DNA甲基化调控的理解。在这篇综述中也讨论了DNA甲基化在植物和动物中的功能。
http://dx.doi.org/10.1038/cr.2011.23
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ ... 8/pdf/cr201123a.pdf 

















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发表于 2017-10-28 19:16:29 | 显示全部楼层
应该叫主动去甲基化吧?毕竟有个被动甲基化,不知道我说的对不对
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