【知识&好礼】 一文讲清DNA甲基化技术的选择

后基因组时代，表观遗传学研究已经成为生命科学领域关注的热点。DNA甲基化是表观遗传学中的一个核心机制，它通过改变DNA的化学状态来调控基因表达和染色质结构，进而影响生物体的表型。DNA甲基化的变化与多种生理过程相关，如衰老、发育和癌症。

甲基化的检测方法多种多样，今天和大家聊一聊不同检测技术有什么特点，在科学研究中应该如何选择。

全基因组重亚硫酸盐测序法

（WGBS）

该方法是甲基化图谱分析的金标准。

技术原理

传统采用Pre-BS方式（图左：打断DNA→连接甲基化接头→BS处理），建库过程中将导致大量DNA模板损失[1]，需要较高的DNA起始量。因此对于微量样本采用Post-BS方式（图右：DNA打断→BS处理→接头连接），有效规避文库模板损伤，显著提高模板利用率，降低DNA起始量，提高了有效数据[2]。

两种WGBS文库构建方法

技术特点

◆ 覆盖全基因组范围

◆ 单碱基分辨率

◆ 需要较深的测序覆盖度，以获得准确的甲基化数据

◆ 数据处理消耗计算资源，成本相对较高

简化基因组甲基化法（RRBS）

技术原理

该方法使用亚硫酸氢盐处理和限制性酶切，以富集高甲基化的DNA片段。这种方法可以快速、有效地检测基因组中高甲基化的CpG位点。

RRBS技术路线

技术特点

◆ Target区域主要集中在甲基化岛

◆ 检测甲基化位点数500万~800万

◆ 单碱基分辨率

◆ 成本相对WGBS较低

甲基化芯片

在人类研究领域，甲基化芯片也是高频使用的，主要是450k，850k以及最新的925k。

技术原理

甲基化芯片的原理主要基于亚硫酸盐处理后的DNA序列杂交的信号探测。利用InfiniumⅠ和InfiniumⅡ探针，根据荧光类型判断掺入的碱基类型，从而判断是否被甲基化。

技术特点

◆ 全基因组范围覆盖：覆盖CpG岛、启动子区、编码区、开放染色质和增强子区域

◆ 单碱基分辨率

◆ 技术重复性：重复性比较高，R2>0.98

◆ 起始量低：官方最低250 ng

◆ 物种限制：只针对人、小鼠

不同检测方法优劣势比较

以上三种高通量的甲基化检测技术是比较常用的，此外还有基于免疫沉淀的MeDIP-seq、基于三代测序的SMRT-BS等，根据研究目的不同选择合适的甲基化检测方法。随着研究的不断深入，甲基化验证也必不可少，包括靶向区域甲基化（TBS）、作为“金标准”存在的亚硫酸氢盐测序（BS）以及甲基化特异PCR（MSP）、质谱检测等。

目前，TIANGEN可以提供包括但不限于转录组、微生物组、表观组、单细胞、蛋白质组、代谢组等组学服务，可基于客户需求从方案设计、样本处理、个性化数据分析到实验验证全流程提供解决方案。

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活动期间签单并启动10×单细胞转录组项目，赠送西部数据2T硬盘。每个课题组仅限参加1次。

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参考文献

1. Bisulfite genomic sequencing: systematic investigation of critical experimental parameters. Nucleic Acids Research, 2001, 29 (13) : 65-5

2. Amplification-free whole-genome bisulfite sequencing by post-bisulfite adaptor tagging. Nucleic Acids Research, 2012, 40 (17) : e136