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Genome Res:新方法让甲基化分析不再受限于材料

作者: 来源:《基因组学研究》 2018-03-07 我要评论( )

对于基因组水平的DNA甲基化研究,您有好几种方法可以选择,比如,全基因组亚硫酸氢盐测序。这种方法带来了高分辨率且全面的甲基化模式检测,但它需要大量的起始材料。在构建文库时

对于基因组水平的DNA甲基化研究,您有好几种方法可以选择,比如,全基因组亚硫酸氢盐测序。这种方法带来了高分辨率且全面的甲基化模式检测,但它需要大量的起始材料。在构建文库时,通常需要5μg以上的基因组DNA。因此,对于起始材料有限的样本,这种甲基化分析方法不适用。

相比之下,低代表性的亚硫酸氢盐测序需要的起始DNA要少一些,但同时牺牲了全面性。与分析整个基因组不同,这种方法聚焦于基因组的特定区域。而对于癌症和发育等领域的研究人员来说,起始材料往往有限,这也就限制了分析方法的选择。

为此,华盛顿大学的Jay Shendure和Andrew Adey开发出一种新的亚硫酸氢盐测序方法,综合了上述方法的优势。他们的方法仅需1ng起始DNA,但仍然能提供全基因组DNA甲基化模式的全面分析。他们的秘诀在于文库构建方法,这种称为“tagmentation”的方法比连接法更高效。

在上周的《基因组研究》genome Research上,他们介绍了一种基于tagmentation的全基因组亚硫酸氢盐测序方法。新方法利用Tn5转座子将dna片段化,并同时掺入接头。与连接方法相比,转座子方法更加高效,也减少了所需的DNA起始量。

之前,Jay Shendure曾与华大基因合作,开发出一种类似的基于tagmentation的文库构建方法,用于基因组测序。他们发现,即使这种方法使用了较少的DNA,但仍能提供相当的覆盖度。

研究人员对之前的方法进行了改进。他们首先用带有单个甲基化接头的转座子攻击基因组DNA。之后他们采用寡核苷酸置换策略,通过退火添加第二个甲基化的接头,并开展缺口修复。这使得每条链的5’和3’端都有接头。之后再开展亚硫酸氢盐处理,将未甲基化的胞嘧啶转化成尿嘧啶。

为了检验转座子文库制备,研究人员用转座法和连接法分析了一个淋巴母细胞系,当然,起始样本量不同。结果,他们发现,即使起始材料相差很大,但两种方法是相对一致的。

作者认为,这种方法为样品量有限的表观遗传学研究人员提供了一个新选择,比如癌症的甲基化研究。此外,他们还计划进一步优化方法,尝试使用更少的样品量。

Genome Res:新方法让甲基化分析不再受限于材料

doi:10.1101/gr.136242.111
PMC:
PMID:

Ultra-low-input, tagmentation-based whole genome bisulfite sequencing

Andrew Adey and Jay Shendure1

We have adapted transposase-based in vitro shotgun library construction ("tagmentation") for whole genome bisulfite sequencing. This method, Tn5mC-seq, enables a >100-fold reduction in starting material relative to conventional protocols, such that we generate highly complex bisulfite sequencing libraries from as little as 10 nanograms of input DNA, and ample useful sequence from 1 nanogram of input DNA. We demonstrate Tn5mC-seq by sequencing the methylome of a human lymphoblastoid cell line to approximately 8.6X high quality coverage of each strand.

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