DNA甲基化是在DNA甲基化转移酶的作用下将甲基选择性地添加到胞嘧啶上形成5-甲基化胞嘧啶的过程,是表观遗传学的重要组成部分。
DNA甲基化被调控的三阶段:甲基化的建立(Denovo)、甲基化的维持和脱甲基
在动物中,从头甲基化往往出现在转座子区域和印记区域;而在植物中的从头甲基化主要发生在转座子区域和重复区域。甲基化的第二阶段就是甲基化的维持:部分的甲基化位点可以在细胞增殖中,在甲基化酶的作用下,从复制后的半甲基化序列变成全甲基化序列。
第三阶段就是甲基化的去除:被动去甲基化可能是由于维持机制的缺乏,甲基化酶的功能障碍等使总甲基化水平降低;主动去甲基化就是介导5mC迭代氧化,最后被识别成不正常的碱基,从而被切除。
甲基化在不同研究领域的应用
重亚硫酸盐(Bisulfite)甲基化测序是以新一代高通量测序平台为基础,结合全基因组Bisulfite处理和生物信息数据分析技术,进行低成本、高准确度的全基因组DNA甲基化水平图谱绘制,适用于基因表达调控、表观异质性、胚胎发育、疾病研究、遗传印记、分子育种等多种领域。
WGBS在多组学研究中的角色-农学应用方向
WGBS在多组学研究中的角色-医学应用方向
全基因组甲基化产品介绍
常规全基因组甲基化建库(WGBS)
1.简介:在Bisulfite处理DNA之前需要对DNA进行打断和长度选择,因此WGBS需要的DNA起始量通常在5μg左右。而安诺基因通过不断优化,成功将建库起始量降低到ng,即可获得高质量的WGBS文库。
2.样品物种要求:有染色体水平参考基因组的物种
3.样品需求量:
新鲜动物组织-mg
细胞-个
新鲜植物组织0.5-1g
细菌-个
血液5ml
gDNA≥ng
4.建库实验流程:
ng基因组DNA起始建库,C-T转化根据EZDNAMethylation-Gold?KitDNA甲基化试剂盒(D6)方法及流程进行Bisufile处理,构建WGBS文库。本操作流程主要包括以下几个内容:
WGBS实验原理图
5.优势和劣势
优势:实现单碱基分辨率5mC图谱。
劣势:对于特殊微量样本类型,如临床样本、珍稀样本等,gDNA不足的情况无法建库。
微量全基因组甲基化建库
1.简介:除了常规的WGBS建库,安诺基因也开发了针对微量DNA样本的低起始量全基因组甲基化文库,将建库起始量成功降低到50ng,在分析结果上也与正常样本保持高度结果一致性。
2.样品物种要求:有染色体水平参考基因组的物种
3.样品需求量:gDNA≥50ng
4.建库原理和流程:与常规建库方法相比,微量甲基化建库使用先进行BS处理再进行接头的连接的方法,从而巧妙地避免了普通制备文库过程中,BS剧烈处理下的样本损耗。
常规WGBS建库(左)和微量甲基化建库(右)
全基因组甲基化常见问题
Q1:WGBS对于物种有什么限制或要求?
A:1)是否为低甲基化率的物种:已报道的低甲基化率常见真核物种包括果蝇、面粉甲虫、酿酒酵母、粟酒裂殖酵母、线虫和黄曲霉等,原核生物基因组的5mC修饰频率也普遍很低。
2)该物种参考基因组组装情况如何:参考基因组组装未达染色体水平,会明显影响的比对效果,分析结果也会不理想。
3)基因组是否存在复杂因素:GC含量偏高、杂合度偏高、转座子多、重复区域多等因素都会影响比对效果,导致最终结果不理想.
Q2:Bisulfite处理后C-T转化率正常范围是多少?
A:目前我们的实验流程很成熟,Bisulfite处理后非甲基化C的C-T转化率在99%以上,多数时候在99.5%以上,确保Bisulfite对DNA的处理达到生物信息分析要求。用叶绿体DNA或其他样本中未甲基化DNA作为标准,计算得到的转化率可能与利用λDNA计算的结果有极小的出入。这些方法都有文章使用,客户可以根据需求进行选择。
近年来,DNA甲基化的研究逐渐成为新的研究热点。随着对甲基化研究的深入,各种各样甲基化检测方法被开发出来以满足不同类型研究的要求。因此,探讨甲基化形成与改变的可能机制,建立准确性高,灵敏度高,操作简单的DNA甲基化检测方法,对探讨甲基化调控规律,提高哺乳动物体细胞核移植效率、揭示杂种优势的表观遗传学基础意义重大。
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