全基因组亚硫酸氢盐测序 (WGBS)

作为NGS服务的领先提供商,CD Genomics提供全面的甲基化测序服务组合。全基因组亚硫酸氢盐测序(WGBS)是一种有效且可靠的策略,可在全基因组范围内鉴��单个甲基化的胞嘧啶。凭借超过10年的经验和最先进的下一代测序平台,我们完全可以满足您在甲基化组学探索中的项目要求和预算。

什么是全基因组亚硫酸氢盐测序

在哺乳动物中,5-甲基胞嘧啶涉及将甲基共价连接到胞嘧啶的5'碳位置,赋予了额外的信号传导和调节功能。作为主要的表观遗传修饰之一,5-甲基胞嘧啶在许多生物过程中起着重要作用,包括基因沉默、转座和重复序列的抑制、基因组印记、X染色体失活。检测和量化甲基化对于理解基因表达和其他受表观遗传调控的过程至关重要。

全基因组亚硫酸氢盐测序是获取大多数基因组甲基化胞嘧啶的全面碱基对分辨率和定量信息的黄金标准方法,可实现无偏的全基因组DNA甲基化分析。在全基因组亚硫酸氢盐测序过程中,对基因组DNA进行亚硫酸氢钠处理可将未甲基化的胞嘧啶转化为尿嘧啶,而甲基化的胞嘧啶保持不变。此步骤之后,进行PCR扩增、文库制备和下一代测序。最后,通过比较未经处理��经亚硫酸氢钠处理的序列,可以确定哪些核苷酸位点被甲基化。

全基因组亚硫酸氢盐测序的优势

  • 高度集成的单碱基分辨率DNA甲基化模式。
  • 为基因细胞命运承诺和重编程以及基因调控提供见解。
  • 为疾病鉴定新的表观遗传标记和靶点。

全基因组亚硫酸氢盐测序如何工作?

我们经验丰富的专主页团队和每个程序都遵循严格的质量控制,确保了全面准确的结果。在高通量测序之前,DNA样品经过胞嘧啶亚硫酸氢盐转化处理,然后在5'和3'末端进行标记,并通过PCR扩增引入Illumina接头。

全基因组亚硫酸氢盐测序是一种用于研究单核苷酸分辨率下DNA甲基化模式的方法。以下是WGBS工作原理的简化说明:

DNA提取:从感兴趣的样品(如细胞或组织)中提取基因组DNA。

亚硫酸氢盐处理:提取的DNA经过亚硫酸氢��处理,其中亚硫酸氢钠将未甲基化的胞嘧啶残基(C)转化为尿嘧啶(U),而甲基化的胞嘧啶残基保持不变。这种转化是关键步骤,因为它允许区分甲基化和未甲基化的胞嘧啶。

文库制备:然后使用经亚硫酸氢盐处理的DNA制备测序文库。在此阶段,DNA被分解成小片段,并将独特的接头连接到每个片段的末端。

测序:使用测序仪对创建的文库进行高通量测序。当DNA片段被测序时,由于亚硫酸氢盐的转化,未甲基化的胞嘧啶显示为T,而甲基化的胞嘧啶被识别为C。

数据分析:使用生物信息学工具评估测序后的数据。该软件通过将测序读数与参考基因组进行比较来评估基因组中每个胞嘧啶的甲基化状态。

甲基化分析:然后查看和分析甲基化数据,以发现整个基因组的DNA甲基化模式。研究人员可以通过测量特定基因组位置(如基因增强子或启动子)的甲基化量来检查DNA甲基化与基因表达和不同生物过程的关系。

有关更详细的信息,请参阅文章“全基因组亚硫酸氢盐测序的原理和工作流程”。

服务规格

样品要求和制备
  • 样品来源包括人类、动物、植物和微生物
  • 组织样品(1mg至5mg)
  • 基因组DNA(DNA ≥ 5 µg;浓度 ≥ 50 ng/µl;OD260/280=1.8~2.0)
  • 样品制备方案可能包括基因组DNA提取、纯化、定量、质控等。
测序
  • HiSeq平台,双端150 bp
  • 超过80%的碱基质量得分≥Q30
  • 测序深度 > 20X
数据分析
我们提供多种定制的生物信息学分析:
  • 与参考基因组的比对
  • 序列深度和覆盖度分析
  • mC检出
  • 甲基化水平分析
  • 甲基化组的全局趋势
  • 甲基化密度分析
  • 差异甲基化区域(DMR)分析
  • DMR注释和富集分析(GO/KEGG)
  • 聚类分析

分析流程

得益于尖端的下一代测序平台和丰富的经验,我们保证为您提供高质量的数据和综合的生物信息学分析。如果您对CD Genomics在全基因组亚硫酸氢盐测序方面的能力感兴趣,请随时与我们联系。我们期待着推动您的项目前进。

参考文献:
Huang, K., & Fan, G. (2010). 细胞分化和重编程中的DNA甲基化:一个新兴的系统观。再生���学,5(4),531-544。

1. 哪些物种适合进行全基因组亚硫酸氢盐测序?

进行基因组亚硫酸氢盐测序的物种应满足以下三个条件:
a. 真核生物。
b. 其参考基因组至少已组装到支架水平。
c. 相对完整的基因组注释。

2. 全基因组亚硫酸氢盐测序有哪些优势?

全基因组亚硫酸氢盐测序技术使得在单碱基水平上进行全基因组甲基化分析成为可能。WGBS的主要优势在于能够评估几乎每个CpG位点的甲基化状态,包括低CpG密度区域,如基因间“基因沙漠”、部分甲基化结构域和远端调控元件。此外,WGBS可以揭示绝对的DNA甲基化水平和甲基化序列背景。

对于对CpG岛以外区域感兴趣的研究,靶向方法如RRBS和MeDIP不适用,最合适的选择可能是WGBS。

3. 全基因组亚硫酸氢盐测序有哪些应用?

WGBS为细胞命运承诺和重编程、基因调控以及为疾病鉴定新的表观遗传标记和靶点提供了见解。

WGBS已成为一些主要表观基因组联盟的标准方法,例如NIH路线图(NIH路线图表观基因组学图谱联盟)、ENCODE(人类基因组中DNA元件的综合百科全书)、Blueprint(解码血液中书写的表观遗传特征)和IHEC(国际人类表观基因组联盟)。

不同水稻品种中与基因表达相关的差异DNA甲基化模式及其对干旱和盐胁迫的响应

期刊:Scientific Reports
影响因子:4.259
发表日期:2015年10月9日

背景

DNA甲基化在响应环境条件的基因活性和染色质结构调控中起着核心作用。对全基因组DNA甲基化的理解为非生物���迫响应/适应的调控机制提供了见解。

材料:三种水稻(水稻)品种,IR64(对干旱和盐分敏感)、Pokkali(耐盐)和Nagina 22(耐旱)。

结果

研究人员调查了三种栽培稻在DNA甲基化模式、差异甲基化区域(DMRs)和基因表达方面的差异,并进一步探究了其潜在的相关性。

1. 不同栽培稻中差异甲基化与差异基因表达耦合。

与所有基因相比,邻近高甲基化DMRs的基因表现出较低的转录丰度水平(下调)。与整个基因组相比,邻近低甲基化DMRs的基因表现出相似或中等较高的转录丰度水平(上调)。对于DMRs,DNA甲基化似乎也与基因表达的开/关状态相关(N22/IR64为14.5%,PK/IR64为7.2%)。

差异甲基化与蛋白编码基因转录丰度之间的关系。

2. 与胁迫响应和基因表达表观���传调控相关的基因的差异甲基化。

N22/IR64和PK/IR64中水稻基因的差异甲基化水平和相应的差异基因表达如下图(a)所示。对N22/IR64和PK/IR64中DMR相关基因的GO分析显示,参与胁迫响应的基因显著富集。

蛋白编码基因的差异甲基化、转录丰度和GO富集。

3. TEs的甲基化状态与邻近蛋白编码基因的转录相关。

与非DEGs相比,DMR相关DEGs的TEs富集程度显著更高,N22/IR64(P值1.49e-05)和PK/IR64(P值5.26e-05)均如此(a)。与蛋白编码基因相比,与TEs相关的DMRs的甲基化水平差异显著更高,PK/IR64如此(b)。

差异表达与TEs频率/甲基化水平之间的相关性。

讨论

结果表明,栽培稻特异性DNA甲基化模式作为一种关键的调控机制,通过调节胁迫响应基因的表达来感知和响应���迫条件。研究表明,水稻种质对干旱或盐胁迫的变异性依赖于DNA甲基化的程度和模式。证据表明,DNA甲基化通过调节水稻中一系列胁迫响应基因的表达,主要通过邻近TEs的甲基化或去甲基化,在非生物胁迫响应中起着重要作用。

参考文献:
Garg R, Chevala V V S N, Shankar R, et al. 具有不同干旱和盐胁迫响应的水稻栽培品种中与基因表达相关的不同DNA甲基化模式[J]. Scientific reports, 2015, 5.

仅供研究使用。不用于诊断程序。
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