DNA甲基化是重要的表觀(guān)遺傳學(xué)標記信息,獲得全基因組范圍內所有C位點(diǎn)的甲基化水平數據,對表觀(guān)遺傳學(xué)的時(shí)空特異性研究具有重要意義。全基因組甲基化測序(Whole Genome Bisulfite Sequencing,WGBS)是以新一代高通量測序平臺為基礎,結合全基因組重亞硫酸鹽處理,對有參考基因組的物種在全基因組水平進(jìn)行高精準甲基化研究。WGBS在基因表達調控、腫瘤研究、染色質(zhì)重塑、遺傳印記、疾病研究、胚胎發(fā)育、環(huán)境與表觀(guān)遺傳和表觀(guān)異質(zhì)性等方面起重要的作用,是表觀(guān)遺傳學(xué)研究的熱點(diǎn)。

方案設計

全基因組甲基化實(shí)驗設計思路為差異比較,常見(jiàn)的類(lèi)型為實(shí)驗組與對照組進(jìn)行兩兩比較。通過(guò)重亞硫酸鹽對基因組 DNA 進(jìn)行處理,將未甲基化的 C 堿基轉化為 U 堿基,而甲基化的 C 則不會(huì )改變,進(jìn)行 PCR擴增后 U 堿基會(huì )變成 T,與原本具有甲基化修飾的 C 堿基區分開(kāi)來(lái)。 WGBS 精密度高,可以得到單個(gè)堿基,獲得單堿基精度生物甲基化圖譜。建議設置 3-6 個(gè)生物學(xué)重復,以減少組內誤差并增強結果的可靠性。

技術(shù)路線(xiàn)

技術(shù)路線(xiàn)

分析內容

    1.     測序數據質(zhì)量評估
    2.     與參考基因組比對
    3.     甲基化位點(diǎn)檢測
    4.     甲基化水平分布
    5.     甲基化密度分布
    6.     甲基化組間比較分析
    7.     相關(guān)基因GO分析
    8.     相關(guān)基因KEGG分析
    9.     多樣本分析

案例解析

利用全基因組甲基化測序繪制腫瘤微環(huán)境表觀(guān)遺傳特征譜
本研究利用 WGBS 技術(shù),對腫瘤相關(guān)成纖維細胞 CAF 和非惡性前列腺成纖維細胞 NPF 進(jìn)行甲基化檢測,篩選兩者間的差異甲基化區域 DMR,并進(jìn)行 DMR 注釋。結果顯示 CAF 中的 DMR 富集發(fā)生于基因調控區域,通過(guò)與 RNAseq 的聯(lián)合分析證明這些 DMR 會(huì )對基因的轉錄產(chǎn)生調控作用。另外 CAF 中 DMR 基因注釋結果顯示,DMR 富集到與腫瘤相關(guān)的信號通路。CAF 中篩選到的這些 DMR 可用于進(jìn)行前列腺癌的診斷。


參考文獻:
Pidsley R, Lawrence MG, Zotenko E, et al. Enduring epigenetic landmarks define the cancer microvironment. Genome Res ,2018.

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