本检测详细阐述了二核苷酸甲基化分析这一前沿表观遗传学研究技术。文章系统性地介绍了该分析的核心检测项目、覆盖的基因组范围、主流与新兴的检测方法,以及关键的分析仪器设备,旨在为研究人员提供全面的技术概览与应用参考。
核心优势
检测中心实验室配备国内外的前沿分析检测设备,检测报告获得CNAS、CMA双重认证,国际互认。
检测流程
检测项目
CpG岛甲基化状态分析:检测基因启动子区域富含CpG序列的区域的甲基化水平,与基因沉默密切相关。
全基因组甲基化图谱绘制:在全基因组范围内系统性检测所有CpG二核苷酸的甲基化状态,构建甲基化景观。
差异甲基化区域(DMR)鉴定:比较不同样本(如疾病与正常)间甲基化水平存在显著差异的基因组区域。
等位基因特异性甲基化(ASM)分析:检测来自父本和母本的同源染色体上特定位点的甲基化差异。
印记控制区(ICR)甲基化分析:专门研究基因组印记相关调控区域的甲基化模式,对发育至关重要。
基因体甲基化分析:检测基因编码区(基因体)内的甲基化,其功能与启动子甲基化不同,常与基因表达正相关。
增强子/调控元件甲基化分析:评估远端调控元件(如增强子)的甲基化状态,以理解其对基因表达的远程调控。
转座子/重复序列甲基化分析:检测LINE、SINE等重复元件的甲基化,对维持基因组稳定性至关重要。
单倍型特异性甲基化分析:在单倍型分辨率上分析DNA甲基化模式,揭示顺式调控相互作用。
动态去甲基化/再甲基化过程追踪:在发育、重编程或治疗过程中,监测特定位点甲基化水平的时序性变化。
检测范围
全基因组范围:覆盖整个基因组中数百万个CpG位点,提供无偏见的全局视图。
靶向基因Panel:聚焦于与特定疾病(如癌症)或通路相关的一组预选基因的启动子及调控区。
候选基因区域:针对一个或少数几个已知功能基因的特定区域进行深度甲基化分析。
启动子及5‘ 调控区:重点检测基因转录起始位点上游的调控区域,是甲基化调控基因表达的核心区域。
外显子与内含子区域:分析基因内部外显子和内含子序列的甲基化状态,可能与剪接等相关。
基因间区与增强子区域:覆盖基因之间的非编码区域,特别是具有增强子活性的调控元件。
染色质开放区域:结合ATAC-seq等技术,重点关注染色质可及性区域的甲基化状态。
特定染色体或染色体臂:例如在癌症中常关注的染色体3p、8p等特定区域的整体甲基化改变。
线粒体基因组:检测线粒体DNA上的非CpG(主要为CpC和CpA)甲基化,是新兴的研究方向。
游离DNA(cfDNA)甲基化:对血液等体液中的游离DNA进行甲基化分析,用于液体活检和无创诊断。
检测方法
亚硫酸氢盐测序(BS-Seq):金标准方法,通过亚硫酸氢盐处理将未甲基化的C转化为U,再通过测序区分甲基化状态。
简化代表性亚硫酸氢盐测序(RRBS):使用限制性内切酶富集CpG密集区域后进行BS-Seq,成本效益高。
全基因组亚硫酸氢盐测序(WGBS):提供单碱基分辨率、全基因组覆盖的甲基化图谱,但成本较高。
甲基化DNA免疫共沉淀测序(MeDIP-Seq):使用5mC抗体富集甲基化DNA片段,再进行测序,适用于大样本筛查。
甲基化敏感性限制性内切酶测序(MRE-Seq):利用对甲基化敏感的内切酶切割未甲基化位点,与MeDIP-Seq结合可提高准确性。
焦磷酸测序:基于序列延伸的定量方法,对经过亚硫酸氢盐处理的特定短序列进行高精度甲基化百分比测定。
甲基化特异性PCR(MSP)及荧光定量MSP(qMSP):针对特定位点设计引物,快速、灵敏地检测甲基化状态,常用于临床检测。
微阵列技术(如Infinium Methylation EPIC):使用探针杂交检测超过85万个CpG位点,通量高、成本相对较低,是群体研究常用平台。
单分子实时测序(PacBio SMRT或纳米孔测序):第三代测序技术,可直接检测碱基修饰(包括5mC),无需亚硫酸氢盐处理。
TET辅助吡啶硼烷测序(TAPS):新兴化学转化法,将5mC直接转化为T,DNA损伤小,保真度高。
检测仪器设备
高通量DNA测序仪(Illumina NovaSeq/NextSeq):进行全基因组、靶向或简化甲基化测序的核心设备,通量高、精度好。
Sanger测序仪:用于对亚硫酸氢盐处理后的PCR产物进行克隆测序或直接测序,验证特定位点甲基化模式。
焦磷酸测序仪(Pyrosequencer)
焦磷酸测序仪(Pyrosequencer):专门用于进行焦磷酸测序分析,提供精确的单个CpG位点定量数据。
微阵列扫描仪:用于扫描和读取Infinium等甲基化芯片的荧光信号,获取每个探针的甲基化强度值。
实时荧光定量PCR仪(qPCR):运行基于探针的甲基化特异性定量PCR(如MethylLight),实现快速、高通量的靶向检测。
单分子实时测序系统(PacBio Sequel)
单分子实时测序系统(PacBio Sequel):通过实时监测聚合酶反应直接检测DNA修饰,适用于长读长甲基化分析。
纳米孔测序仪(Oxford Nanopore MinION/PromethION)
纳米孔测序仪(Oxford Nanopore MinION/PromethION):基于电信号变化直接识别碱基修饰,设备便携,可实现超长读长测序。
自动化液体处理工作站
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