華銀健康｜開學(xué)季，簽單送豪禮
活動時間：9月1日-10月1日
10X 單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序、m6A 甲基化測序、全轉(zhuǎn)錄組測序
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全基因組甲基化測序服務(wù)簡介
      
      甲基化是基因表達(dá)的主要調(diào)控方式之一，它在維持細(xì)胞正常功能、傳遞基因組印記，胚胎發(fā)育、腫瘤發(fā)生等方面起著至關(guān)重要的作用，更是表觀遺傳學(xué)研究的熱點。
       全基因組甲基化測序是將重亞硫酸鹽處理和Illumina HiSeq 高通量測序平臺相結(jié)合，能夠繪制單堿基分辨率的DNA甲基化圖譜。用標(biāo)準(zhǔn)bisμlfite方法處理DNA后，未甲基化的胞嘧啶C會脫氨基形成尿嘧啶U。經(jīng)過PCR擴(kuò)增，尿嘧啶U替換為胸腺嘧啶T，而發(fā)生甲基化的胞嘧啶C保持不變。通過Bisulfite處理序列與參考序列的比對，可對全基因組甲基化情況進(jìn)行定量分析。
       全基因組甲基化測序可用于研究物種特定DNA區(qū)域甲基化與特定表型之間的關(guān)聯(lián)，并進(jìn)一步研究環(huán)境、營養(yǎng)以及其他因素對特定基因甲基化的影響，為人類疾病的發(fā)生、治療，以及動植物分子育種等提供研究基礎(chǔ)。

1、實驗方案
   平臺：Illumina 平臺  PE150
   數(shù)據(jù)量：推薦測序深度30~50×
 （所測物種須有全基因組參考序列）

2、技術(shù)優(yōu)勢
（1）高效快速：借助高通量測序平臺可以快速檢測出全基因組的甲基化情況；
（2）性價比高：相對于傳統(tǒng)的 PCR+Sanger測序方法，費(fèi)用少；
（3）檢測精度高：單堿基分辨率，精確分析每一個C堿基的甲基化狀態(tài)。

3、數(shù)據(jù)分析
3.1 標(biāo)準(zhǔn)信息分析
（1）按標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及數(shù)據(jù)質(zhì)量評估；
（2）Bisulfite測序序列與參考基因組比對；
（3）甲基化位點檢測；
（4）全基因組甲基化水平統(tǒng)計：CG、CHG、CHH的甲基化水平；
（5）染色體水平甲基化分布統(tǒng)計；
（6）不同基因組功能元件甲基化分布統(tǒng)計；
（7）CpG、CHG 和CHH 甲基化比例統(tǒng)計；
（8）差異性甲基化區(qū)域分析（DMR）；
（9）全基因組甲基化圖譜繪制。
3.2 高級信息分析
根據(jù)客戶具體研究進(jìn)行的個性化分析。

4、技術(shù)流程


全基因組甲基化測序 案例分析

       案例（1）人類早期胚胎全基因組水平的DNA甲基化圖譜的繪制
       來自北京大學(xué)、哈佛大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員采用全基因組亞硫酸氫鹽測序法（whole-genome bisulfite sequencing），對從合子期到植入后的人類早期胚胎甲基化組進(jìn)行了系統(tǒng)分析。研究人員證實，不同于以往在小鼠研究中觀察的結(jié)果，主要一波全基因組去甲基化是在2-細(xì)胞期完成。并且父方基因組的去甲基化速度要快于母方基因組，到合子期結(jié)束時雄性原核中全基因組甲基化水平要低于雌性原核。在早期胚胎發(fā)育過程中啟動子甲基化與基因表達(dá)之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系逐漸增強(qiáng)，在植入后階段達(dá)到高峰。
       此外，研究人員還證實一些在多能人類胚胎干細(xì)胞中啟動子區(qū)域帶有H3K4me3標(biāo)記的活性基因，在成熟配子和整個植入前胚胎發(fā)育過程中都缺乏DNA甲基化。

 圖1 配子特異的甲基化差異區(qū)域圖（DMRs）
 

圖2 人類早期胚胎發(fā)育的DNA甲基化模式特征

       案例（2）低氧導(dǎo)致魚繁殖過程中跨代遺傳的損傷
       低氧是水生環(huán)境中最普遍和緊迫的問題。研究人員為證明魚類（Oryzlas melastigma）在暴露于低氧環(huán)境下表現(xiàn)出子一代和子二代的生殖性損傷（性腺發(fā)育障礙，精子數(shù)目和能動性的下降），盡管該后代（以及他們的生殖細(xì)胞）還沒有暴露于低氧環(huán)境中。利用甲基化測序進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)跨代遺傳的生殖性損傷與F0和F1代中精子的特殊基因的一個特異的甲基化模式相關(guān)，同時與可能損傷精子形成的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組改變所相關(guān)。這種跨代遺傳和表觀遺傳的表現(xiàn)可能提示低氧環(huán)境可能是魚類種群數(shù)目的一種長期威脅。因為負(fù)責(zé)調(diào)控精子形成與后天修復(fù)的基因是在脊椎動物中高度保守的，所以這個結(jié)果也可能說明了低氧環(huán)境下導(dǎo)致的跨代遺傳會發(fā)生在其他脊椎動物中，包括人類。

圖1 差異甲基化區(qū)域分析

參考文獻(xiàn)
[1] Guo et al. The DNA methylation landscape of human early embryos. Nature, 2014.
[2] Wang et al. Hypoxia causes transgenerational impairments in reproduction of fish. Nature Communications, 2016.

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