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    表觀遺傳學研究
    DNA甲基化測序
    日期:2019年07月15日    來源:云序生物

    技術簡介
    DNA甲基化能控制基因表達,因而在動植物的生長發育過程中發揮著關鍵的調控作用,并且與包括ai癥在內的多種人類疾病密切相關,是表觀遺傳學研究的熱點。
    云序生物提供的MeDIP測序服務,將甲基化DNA免疫共沉淀技術(MeDIP)和高通量測序相結合,能夠幫助客戶快速地獲取全基因組范圍內的DNA甲基化圖譜,并比較不同樣品中的甲基化分布差異。配合強大的生信分析實力,我們提供的不僅是海量的測序數據,而且是根據您的研究目的,有針對性地挖掘提煉出取之即可用的結果及出版級圖片。
    云序優勢
    一站式服務:
    客戶只需提供細胞、組織或基因組DNA,云序生物為您完成從MeDIP富集,文庫制備,上機測序到數據分析整套服務流程
    優化的實驗流程:
    MeDIP的富集效率是決定數據質量的關鍵,云序生物MeDIP實驗采用預驗證的商業化抗體和精心優化的實驗流程,具有極高的效率和特異性
    嚴格的質控:
    云序生物對MeDIP實驗的各個關鍵步驟進行嚴格的質控,全程監控實驗質量,確??蛻舻玫絻?質的數據
    專業的生物信息學分析:
    云序生物具有強大的生物信息學團隊,能夠滿足客戶的各類深入數據分析需求
    樣本要求
    樣品類型:
    細胞、組織、體液、總gDNA或IP后DNA。其它類型樣品請詳詢。
    樣品量:
    a)細胞 5×108
    b)組織 100 mg
    c)IP后DNA 10ng
    d)gDNA 3μg
    樣品運輸及保存:
    樣品運輸:樣品置于1.5mL Eppendorf管中,封口膜封好,干冰運輸,DNA可用冰袋運輸。
    樣品保存:細胞樣品或新鮮組織塊切塊,液氮凍存后-80℃保存;DNA樣品短期內可-20℃,避免反復凍融。
    數據分析
    1、DNA甲基化富集峰的識別
    通過高通量測序和生物信息分析,識別甲基化富集的基因組區域,默認p <= 1e-5(具體參數以報告為準,云序生物會根據數據,適當調整參數)的峰為統計上明顯的甲基化區
    注:每個樣品組做一個Input,以去除基因組背景,降低假陽性率


    DNA甲基化富集峰的識別



    2、DNA甲基化區域富集峰的注釋
    富集峰識別后,得到的是一堆基因組位置信息,通過生物信息分析利用鄰近基因對富集峰進行注釋,并根據峰中點相對于已知基因的位置,將富集峰為啟動子峰、上游峰、內含子峰、外顯子峰、基因間峰

    DNA甲基化區域富集峰的注釋

    3、DNA甲基化富集峰區域的在基因中的分布


    DNA甲基化富集峰區域的在基因中的分布        DNA甲基化富集峰區域的在基因中的分布


    4、差異DNA甲基化區域的鑒定(DMRs)與注釋 

    云序生物使用diffReps軟件進行差異甲基化區(differentially methylated regions,DMRs)鑒定。默認p-value<0.0001,fold change >=2作為差異甲基化區的閾值

    差異DNA甲基化區域的鑒定(DMRs)與注釋

    5、差異DNA甲基化區的GO(Gene Ontology)與信號通路分析
    目的:對差異甲基化基因進行功能分類,并發現明顯富集的功能條目

    差異DNA甲基化區的GO(Gene Ontology)與信號通路分析       差異DNA甲基化區的GO(Gene Ontology)與信號通路分析

    6、DNA甲基化可視化


    DNA甲基化可視化

    案例解析
    案例1:小腸腺ai的特異性甲基化組圖譜
    Grimm, C., L. Chavez, et al. "DNA-methylome analysis of mouse intestinal adenoma identifies a tumour-specific signature that is partly conserved in human colon cancer." PLoS Genet 9(2): e1003250.
    本文通過MeDIP測序研究了小鼠模型小腸腺ai起始過程中的甲基化變化,發現了13,000多個與小腸腺ai發生相關的差異甲基化區(DMRs)。進一步分析發現:組蛋白修飾復合物PRC2的靶基因在高甲基化DMRs中明顯富集,說明組蛋白修飾與DNA甲基化密切相關。此外,在不同類型細胞中,通過重亞硫 酸鹽焦磷酸測序證實:這些DMRs是腺ai細胞中全新形成的,而不是通過小腸干細胞或未分化隱窩細胞中已有甲基化模式的擴展形成的。更為有趣的是,作者發現了一些核 心DMRs,它們在小鼠腺ai和人類結腸ai間是保守的,并因此找到了一些在結腸ai中受表觀遺傳修飾的基因,揭示了甲基化修飾作為臨床分子標志物的潛力。

    小腸腺癌中高甲基化DMR區域的圖形化展示


    圖1   小腸腺ai中高甲基化DMR區域的圖形化展示

    案例2:良性和惡性外周神經鞘膜瘤的比較甲基化組分析
    Feber, A., G. A. Wilson, et al. "Comparative methylome analysis of benign and malignant peripheral nerve sheath tumors." Genome Res 21(4): 515-24.
    MeDIP測序可以對基因組中的甲基化區進行全 面、無偏差的分析,而不僅僅局限于基因啟動子和CpG島。本文通過MeDIP測序對惡性外周神經鞘膜瘤、良性神經纖維瘤和正常雪旺細胞中的甲基化組進行了比較分析,找到了101,466個ai癥特異性差異甲基化區(cDMRs)。數據表明:這些cDMRs在兩類衛星重復序列(SATR1 和ARL a)中明顯富集;此外,高甲基化cDMRs在CpG島岸、非CpG島相關啟動子中明顯富集,而低甲基化cDMRs在SINE重復序列中明顯富集。通過與基因表達數據的聯合分析發現:與CpG島岸cDMRs相關的基因的表達模式可以區分疾病表型。

     基因組不同區域中的甲基化狀況統計


    圖2   基因組不同區域中的甲基化狀況統計


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