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DNA甲基化(5mC & 6mA)在复杂疾病中的调控机制研究

DNA甲基化是表观遗传领域中非常重要的一个研究方向,真核生物中最常见的DNA修饰是5mC(CG/CHG/CHH),而原核生物中6mA是最普遍的DNA修饰。然而,近几年来的报道发现DNA 6mA修饰在真核生物基因组中广泛存在。2018年7月和11月发表的文章都发现了人类基因组中丰富的6mA修饰。值得关注的是,这两篇人类基因组中6mA的功能研究却发现了两种不同的声音,其中Yan et al.?发现6mA水平在癌症中有明显下调,然而Jeremy N. Rich et al.却暗示了胶质瘤中甲基化水平是显著提升。因此,6mA在肿瘤甚至其他复杂疾病中的调控机制到底如何还需广大研究者们的深入研究~

 

当前全基因组范围的5mC研究技术主要是WGBS、RRBS、芯片、DNA甲基化免疫共沉淀MeDip技术,当前全基因组范围的6mA的主要研究技术是PacBio SMRT、MeDip-seq、miClip技术。划重点!Nanopore三代单?#32959;?#32435;米孔测序可以同时检测全基因组范围单碱基的5mC6mA修饰位点,并给出单碱基的甲基化水平!

Nanopore测序技术借助单个?#32959;?#36890;过纳米孔时引起孔两侧电位差来实?#20013;?#21495;检测,纳米孔的直径仅允许单个核苷酸聚合物通过,而ATCG四种碱基以及带有甲基化修饰的碱基的带电性质不同,因此通过电信号差异特征即可检测出通过纳米孔的碱基类型,从而实现甲基化修饰的检测。
当然,DNA甲基化在医学中的研究方向也相当广泛。
1、肿瘤/疾病?#20013;?#30740;究
该研究通过对一种罕见的侵袭性骨髓增殖性疾病进行DNA甲基化研究,通过差异甲基化位点的甲基化水平(高、中、低)将该疾病分为三个亚组。甲基化水平高的病人,预后较差;甲基化水平低的病人,预后良好。
RAS-pathway mutation patterns define epigenetic subclasses in juvenile myelomonocytic leukemia.(2017 Nature Communication)
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2、诊断和预后标志物
从TCGA中常见癌症(肺癌、乳腺癌、结肠癌、肝癌)的甲基化数据中筛选癌症标记物,这些标记物能非常准确的(准?#33539;?5%)区分开癌组织和正常组织。同时他们发现DNA甲基化模式可以预测预后和生存。
DNA methylation markers for diagnosis and prognosis of common cancers.(2017 PNAS)
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3、衰老研究
该研究对不同年龄阶段的小鼠进行RRBS研究,并找到了90个与年龄相关的CpG位点来构建小鼠生物学年龄的预测器。这些位点的clock代表了衰老的生物标志物,并可?#26434;?#26469;?#33539;?#29983;物体的生物学年龄,并进一步干预衰老的速度。
研究物种
Using DNA Methylation Profiling to Evaluate Biological Age and Longevity Interventions.(2017 Cell Metabolism)
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该研究从上述研究及其他研究中的基础上选择了9个甲基化区域在不同年龄段的小鼠血液样品中进行焦磷酸测序,建立年龄预测的模型,最后选择了3个CpG位点(Prima 1, Hsf4, Kcns 1)来预测小鼠的年龄和寿命。
Epigenetic age-predictor for mice based on three CpG sites.(2018 ELIFE)
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4、其他方向

生长发育、疾病/肿瘤发生发展、药物疗效、免疫治疗等任?#25991;?#33021;想到的科研方向,都可能与我们深不可测的DNA甲基化相关!


百迈客作为国内高通量测序领域的领先者,为了让更多客户受益于三代测序,已与牛津纳米孔公司(Oxford Nanopore Technologies,简称ONT)达成长期?#29486;鰲?#25130;止目前,百迈客已经拥有Oxford Nanopore的MinION、GridION X5和3台PromethION全套Nanopore测序仪。

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