DNA甲基化是指針對DNA序列上的CpG島，由甲基化轉(zhuǎn)移酶將S腺苷甲硫氨酸的甲基轉(zhuǎn)移給胞嘧啶。其中，5’甲基胞嘧啶(5mC) 的甲基化是一個(gè)非常重要的表觀遺傳學(xué)修飾事件，該事件能夠調(diào)控基因活性，并影響著如細(xì)胞分化、轉(zhuǎn)錄調(diào)控和染色質(zhì)重塑等生物學(xué)過程。
隨著下一代測序技術(shù)（NGS）技術(shù)的發(fā)展，使我們能夠從全基因組水平來分析5’甲基胞嘧啶及組蛋白修飾等事件，由此能夠發(fā)現(xiàn)很多傳統(tǒng)的基因組學(xué)研究所不能發(fā)現(xiàn)的東西，這就是所謂的“DNA甲基化測序”！
常見的DNA甲基化測序方法大致分為十種
1、重亞硫酸鹽測序
該方法可以從單個(gè)堿基水平分析基因組中甲基化的胞嘧啶。首先，利用重?zé)熈蛩猁}對基因組DNA進(jìn)行處理，將未發(fā)生甲基化的胞嘧啶脫氨基變成尿嘧啶。而發(fā)生了甲基化的胞嘧啶未發(fā)生脫氨基，因而，可以基于此將經(jīng)重亞硫酸鹽處理的和未處理的測序樣本進(jìn)行比較來發(fā)現(xiàn)甲基化的位點(diǎn)。
2、限制性內(nèi)切酶-重亞硫酸鹽靶向測序(RRBS)
該技術(shù)是指對基因組上CpG島或CpG甲基化較密集的區(qū)域進(jìn)行靶向測序。樣本首先經(jīng)幾種限制酶進(jìn)行消化處理，然后經(jīng)重亞硫酸鹽處理，最后再測序。這種方法可以發(fā)現(xiàn)單個(gè)核苷酸水平的甲基化。
3、重亞硫酸鹽處理后接頭標(biāo)記技術(shù)(PBAT)
為了避免重亞硫酸鹽處理時(shí)模板的丟失，通常會在重亞硫酸鹽處理后進(jìn)行接頭連接和隨機(jī)引物的擴(kuò)增。
4、氧化-重亞硫酸鹽測序(oxBS-Seq)
5’羥甲基胞嘧啶(5’hmC)是5’甲基胞嘧啶脫甲基成胞嘧啶過程的中間產(chǎn)物，重亞硫酸鹽測序無法對二者進(jìn)行區(qū)分。通過氧化-重亞硫酸鹽測序，5’甲基胞嘧啶保留，而5’羥甲基胞嘧啶(5’hmC)被氧化，進(jìn)而脫氨基成尿嘧啶。通過將經(jīng)過氧化處理和未處理的樣本進(jìn)行測序比較，即可從單個(gè)堿基水平分辨5’羥甲基胞嘧啶(5’hmC)和5’甲基胞嘧啶。
5、HELP-Seq
HELP-Seq采用HpaII及其甲基化不敏感的限制性內(nèi)切酶MSPI處理，來對基因組內(nèi)及基因組間的甲基化位點(diǎn)進(jìn)行比較，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)甲基化測序。
6、甲基化敏感性的限制酶測序(MRE-Seq)
MRE-Seq將甲基化作用的敏感性和限制酶的特異性結(jié)合起來進(jìn)而鑒定CpG島的甲基化狀態(tài)。
7、TET輔助的重亞硫酸鹽測序(TAB-seq)
TAB-seq采用葡萄糖亞胺與5’羥甲基胞嘧啶(5’hmC)作用來保護(hù)免受TET蛋白的氧化。5’甲基胞嘧啶和未甲基化的胞嘧啶被脫氨基成尿嘧啶，進(jìn)而可以從單個(gè)堿基水平鑒定5’羥甲基胞嘧啶(5’hmC)。
8、甲基化DNA免疫共沉淀測序(MeDIP)
MeDIP是一種采用抗體或甲基化DNA結(jié)合蛋白來捕獲富集甲基化DNA的技術(shù)，這種技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)基因組中高度甲基化的區(qū)域，如CpG島，但不能進(jìn)行單個(gè)堿基水平的分析。
9、基于探針的靶向富集技術(shù)
甲基化測序靶向富集技術(shù)采用合成寡核苷酸探針來捕獲CpG島、基因啟動子區(qū)域以及其他一些顯著性甲基化的區(qū)域。
10、甲基化結(jié)合域捕獲技術(shù)(MBD-CAP)
MBD-CAP技術(shù)利用甲基化DNA能夠結(jié)合蛋白MeCP2,MBD1-2和MBD3LI來對甲基化的DNA進(jìn)行免疫沉淀。與MeDIP技術(shù)相似，該技術(shù)也是可以發(fā)現(xiàn)基因組中高度甲基化的區(qū)域，不能從單個(gè)堿基水平分析甲基化。
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