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[CHIP-seq] 10种DNA甲基化测序技术,你知道几个?

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发表于 2016-12-13 10:03:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
有人说,不同星座、不同属相的人在性格上的差异,是由DNA上的甲基化状态决定的;不管怎样,DNA的甲基化在生命的各个阶段具有着十分重要的作用。

那么,什么是DNA的甲基化呢?

DNA甲基化是指针对DNA序列上的CpG岛,由甲基化转移酶将S腺苷甲硫氨酸的甲基转移给胞嘧啶。其中,5’甲基胞嘧啶(5mC) 的甲基化是一个非常重要的表观遗传学修饰事件,该事件能够调控基因活性,并影响着如细胞分化、转录调控和染色质重塑等生物学过程。

随着下一代测序技术(NGS)技术的发展,使我们能够从全基因组水平来分析5’甲基胞嘧啶及组蛋白修饰等事件,由此能够发现很多传统的基因组学研究所不能发现的东西,这就是所谓的“DNA甲基化测序”!

DNA甲基化测序方法按原理可以分成三大类:

一、重亚硫酸盐测序;

二、基于限制性内切酶的测序;

三、靶向富集甲基化位点测序;

基于以上原理又有数种不同的测序方法,下面,有小君向大家介绍十种DNA甲基化测序的常用方法及参考文献:

1) 重亚硫酸盐测序

该方法可以从单个碱基水平分析基因组中甲基化的胞嘧啶。首先,利用重烟硫酸盐对基因组DNA进行处理,将未发生甲基化的胞嘧啶脱氨基变成尿嘧啶。而发生了甲基化的胞嘧啶未发生脱氨基,因而,可以基于此将经重亚硫酸盐处理的和未处理的测序样本进行比较来发现甲基化的位点。

【相关文献】

Shotgun bisulphite sequencing of the Arabidopsis genome reveals DNA methylation patterning

Highly integrated single-base resolution maps of the epigenome in Arabidopsis

2)重亚硫酸盐处理后接头标记技术(PBAT)

为了避免重亚硫酸盐处理时模板的丢失,通常会在重亚硫酸盐处理后进行接头连接和随机引物的扩增。

【相关文献】

Amplification-free whole-genome bisulfite sequencing by post-bisulfite adaptor tagging

3)限制性内切酶-重亚硫酸盐靶向测序(RRBS)

该技术是指对基因组上CpG岛或CpG甲基化较密集的区域进行靶向测序。样本首先经几种限制酶进行消化处理,然后经重亚硫酸盐处理,最后再测序。这种方法可以发现单个核苷酸水平的甲基化。

【相关文献】

Reduced representation bisulfite sequencing for comparative high-resolution DNA methylation analysis

4)氧化-重亚硫酸盐测序(oxBS-Seq)

5’羟甲基胞嘧啶(5’hmC)是5’甲基胞嘧啶脱甲基成胞嘧啶过程的中间产物,重亚硫酸盐测序无法对二者进行区分。通过氧化-重亚硫酸盐测序,5’甲基胞嘧啶保留,而5’羟甲基胞嘧啶(5’hmC)被氧化,进而脱氨基成尿嘧啶。通过将经过氧化处理和未处理的样本进行测序比较,即可从单个碱基水平分辨5’羟甲基胞嘧啶(5’hmC)和5’甲基胞嘧啶。

【相关文献】

Quantitative sequencing of 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine at single-base resolution

5)TET辅助的重亚硫酸盐测序(TAB-seq)

TAB-seq采用葡萄糖亚胺与5’羟甲基胞嘧啶(5’hmC)作用来保护免受TET蛋白的氧化。5’甲基胞嘧啶和未甲基化的胞嘧啶被脱氨基成尿嘧啶,进而可以从单个碱基水平鉴定5’羟甲基胞嘧啶(5’hmC)。

【相关文献】

Base-resolution analysis of 5-hydroxymethylcytosine in the Mammalian genome

6)甲基化敏感性的限制酶测序(MRE-Seq)

MRE-Seq将甲基化作用的敏感性和限制酶的特异性结合起来进而鉴定CpG岛的甲基化状态。

【相关文献】

Genome-scale DNA methylation analysis

7)HELP-Seq

HELP-Seq采用HpaII及其甲基化不敏感的限制性内切酶MSPI处理,来对基因组内及基因组间的甲基化位点进行比较,进而实现甲基化测序。、

【相关文献】

Comparative isoschizomer profiling of cytosine methylation: the HELP assay

8)甲基化DNA免疫共沉淀测序(MeDIP)

MeDIP是一种采用抗体或甲基化DNA结合蛋白来捕获富集甲基化DNA的技术,这种技术可以发现基因组中高度甲基化的区域,如CpG岛,但不能进行单个碱基水平的分析。

【相关文献】

Chromosome-wide and promoter-specific analyses identify sites of differential DNA methylation in normal and transformed human cells

9)甲基化结合域捕获技术(MBD-CAP)

MBD-CAP技术利用甲基化DNA能够结合蛋白MeCP2, MBD1-2 和 MBD3LI来对甲基化的DNA进行免疫沉淀。与MeDIP技术相似,该技术也是可以发现基因组中高度甲基化的区域,不能从单个碱基水平分析甲基化。

【相关文献】

High-resolution mapping of DNA hypermethylation and hypomethylation in lung cancer

10)基于探针的靶向富集技术

甲基化测序靶向富集技术采用合成寡核苷酸探针来捕获CpG岛、基因启动子区域以及其他一些显著性甲基化的区域。目前,Agilent 和 Roche Nimblegen公司已有这种商品化的试剂盒。

最后,还需要提到的是单分子试实时(SMRT)DNA测序技术。Pacific Biosciences公司的这项SMRT DNA测序技术采用动力学原理来直接检测甲基化的胞嘧啶。与上述提到的其他技术不同,这种技术不需要用到限制酶或重亚硫酸盐试剂。




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