DNA甲基化(DNA methylation)是基因调控的手段之一,在维持细胞正常功能、传递基因组印记、胚胎发育、肿瘤发生等方面起着至关重要的作用,更是表观遗传学研究的热点。全基因组甲基化测序(Whole Genome Bisulfite Sequencing,WGBS)作为甲基化测序的“金标准”,对有参考基因组的物种在全基因组水平进行全面、高效、高准确度的甲基化研究,从而构建单碱基分辨率的全基因组DNA甲基化水平图谱。
哺乳动物DNA甲基化主要为CG型,而富含CpG二核苷酸的CpG岛常位于转录调控区附近,与56%的人类基因组编码基因相关。上海bet36体育在线与Agilent公司联手推出的CpG岛精准甲基化测序,采用SureSelect系统进行靶标富集,全面覆盖基因组中最具表观遗传学研究意义的区域,极大提高测序数据有效性,达到单碱基分辨率,同时降低成本,缩短测序时长,实现多样本实验。
A workflow for Bisulfite Sequencing
1. 精准覆盖:采用SureSelect靶标富集系统,可覆盖370万CpG,包括CpG岛、GENCODE启动子、癌症以及组织特异性DMR等,对具有生物学意义的甲基化位点实现全面覆盖;
2. 高深度:只需10Gb数据可达100×覆盖深度,是普通测序深度的3倍,极大提高了对低频甲基化位点的探测率;
3. 高灵敏度:采用Bisulfite转化前捕获,对甲基化和非甲基化均等捕获;单碱基分辨率,可精准检测每个胞嘧啶的甲基化状态;
4. 低成本、高效率:使用液体捕获技术,大大提高捕获效率;同时靶标区域的选择策略可降低成本,得以实现多样本快速实验;
组织样品≥50mg
DNA样品
1. 请提供总量≥3μg/样本,浓度≥100ng/μL的DNA;
2. OD260/280介于1.8-2.0之间;
3. 电泳检测无明显RNA污染,基因组条带清晰、完整,无降解;
4. 送样时请标记清楚样品编号,管口使用Parafilm膜密封;
5. 样品保存期间切忌反复冻融;
6. 送样时请使用干冰运输。
注:不同样品之间存在差异,详情请向bet36体育在线咨询
1. DNA提取及质控:凝胶电泳质控→Nanodrop质控→Agilent 2200质控;
2. DNA超声片段化:片段化后,末端修复加A,并连接甲基化接头;
3. SureSelect靶向捕获:单链RNA探针杂交进行液相捕获;
4. Bisulfite转化:靶向捕获之后进行BS转化,降低甲基化偏好性和DNA损伤;
5. 加接头扩增:捕获之后进行PCR扩增文库构建,降低PCR偏好性;
6. 上机测序:bet36体育在线建议选择NovaSeq,双端测序,通量大,碱基精度高,而且成本低,速度快。数据量:10G。
碱基质量结果图
注:左图横坐标代表碱基位点,纵坐标代表碱基质量值,不同颜色曲线代表不同碱基在每条read上的质量值;右图横坐标代表碱基位点,纵坐标代表碱基含量比值,不同颜色曲线代表不同位点各碱基含量。
比对流程
注:该图为Bismark比对原理图
CpG位点在基因组上的分布
Li J et al., Genome Research. 2019
注:该图对比了GPS和WGBS检测出的CpG位点在基因组上的分布情况
多样本间甲基化相关性分析
Wan et al., Sci Rep. 2016
注:该图展示了罗非鱼骨骼肌雌雄两性间CpG甲基化的Pearson相关性
CIRCOS:差异甲基化区域
Yizan Ma et al., Plant Cell. 2018
注:通过绘制可视化Circos图,展示了常温(NT)和高温(HT)处理对不同品系棉花(84021和H05)花药不同时期DMR在染色体上的分布情况
DMR相关基因群PPI分析
注:基于DMS/DMR注释基因的GO条目和Pathway条目,我们可以根据其上下级调控关系绘制GO-Tree和Pathway-Act-Network,并基于STRING数据库进行PPI分析
不同样本CG-DMR的基因组分布
Rizzardi LF et al., Nat Neurosci. 2019
注:该图通过聚类分析展示了不同Cell type和neuronal中的CG-DMR在基因组结构上的分布情况
[1] Ai T, et al. DNA methylation profile is associated with the osteogenic potential of three distinct human odontogenic stem cells. Signal Transduct Target Ther. 2018. Jan 12;3:1.
[2] Liu H, et al. Integrative analysis of DNA methylation, mRNAs, and small RNAs during maize embryo dedifferentiation. BMC Plant Biol. 2017 Jun 15;17(1):105.
[3] Fang X, et al. Comparative genome-wide methylation analysis of longissimus dorsi muscles between Japanese black (Wagyu) and Chinese Red Steppes cattle. PloS One. 2017 Aug 3;12(8):e0182492.
bet36体育在线 [4] Wang Z, et al. Decreased Methylation Level of H3K27me3 Increases Seizure Susceptibility. Mol Neurobiol. 2017 Nov;54(9):7343-7352.
bet36体育在线 [5] Cheng J, et al. SUMOylation of MeCP2 is essential for transcriptional repression and hippocampal synapse development. J Neurochem. 2014 Mar;128(6):798-806.