甲基化测序

甲基化是一种重要的生物化学过程,涉及将甲基基团(-CH3)添加到分子上。这种修饰可以影响分子的功能和活性,并在许多生物过程中发挥关键作用,包括基因表达调控、DNA修复、细胞信号传导和蛋白质功能。在哺乳动物中,最常见的甲基化形式是5-甲基胞嘧啶,即甲基基团被添加到胞嘧啶的第5碳原子上。

甲基化测序一般有两种常见方法:

(1)TAPS方法;(2)重亚硫酸氢盐法。

第一种方法用TET酶,将甲基化的C碱基转换成

然后在吡啶硼烷的作用下转变成二氢尿嘧啶。

二氢尿嘧啶在PCR的过程中会被识别成T。这样,C就变成了T,通过测序,比较哪些C变成了T,则知道哪些被甲基化了。转化效率99%。

第二种方法是用亚硫酸氢盐处理,没有甲基化的的C会与亚硫酸氢根反应,并结合到6位。结合了亚硫酸氢根的非甲基化的C会脱氨基、脱亚硫酸氢根,形成U。根据测序,看C是否变成T来确定该位点是否被甲基化或羟甲基化。变化的是没有甲基化的位点,没有变化的是具有甲基化的位点。转化效率99%。

甲基化和羟甲基化的区分。使用高钌酸钾(KRuO4)处理羟基化的C,可以生成甲酰化的C,在亚硫酸氢盐的作用下变成U。而甲基化的C不能被转化成U。转化效率94%左右。

需要注意的是,亚硫酸氢盐会引起DNA断裂,但是其使用的PCR循环数较少,不易引起PCR重复次数不同导致的文库不均一性。

当碱基非常平衡时,也就是A、T、C、G比例协调时,检测的准确性较高。然而,由于亚硫酸氢盐把C变成了T,会造成比例极不协调,测序准确性大幅降低。此时,通常在测序时加入基因组文库,以平衡碱基比例。

检测C的转化效率,用大肠杆菌生产出来的完全没有甲基化的λ噬菌体DNA做内参。也可以使用完全甲基化的CpG岛查看甲基化对亚硫酸氢盐的抵抗效应。

测得得结果需要与基因组DNA进行比对,但是,由于所有得C都变成了T,直接比对是不对不上的,需要将基因组DNA的C都变成T;同时,将反义链的G变成A,才能比对上。

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