全基因组甲基化测序


全基因组甲基化测序是将重亚硫酸盐处理方法和Illumina HiSeq高通量测序平台相结合,对有参考基因组的物种进行全基因组范围内的精确甲基化研究。用标准Bisulfite方法处理DNA后,未甲基化的胞嘧啶C会脱氨基形成尿嘧啶U。经过PCR扩增,尿嘧啶U替换为胸腺嘧啶T,而发生甲基化的胞嘧啶C保持不变。通过Bisulfite处理序列与参考序列的比对,可对全基因组甲基化情况进行定量分析。

技术流程


信息分析


1. 按标准流程进行base calling、raw data数据整理及数据质量评估。
2. 将Bisulfite处理样本与参考序列进行比对。
3. 统计C碱基的甲基化水平、覆盖度及在全基因组的分布趋势。
4. 全基因组甲基化图谱和甲基化差异区域分析(DMS,DMR和DMP)。
5. DMR及DMP的功能富集分析(GO,KEGG,InterPro)。

应用实例


伯基特淋巴瘤和滤泡淋巴瘤甲基化分析鉴定和体细胞突变、转录调控相关的差异甲基化区域

Kretzmer, H., et al., DNA methylome analysis in Burkitt and follicular lymphomas identifies differentially methylated regions linked to somatic mutation and transcriptional control. Nature genetics, 2015. 47(11): p. 1316-1325.

虽然伯基特淋巴瘤(Burkitt lymphomas)和滤泡淋巴瘤(follicular lymphomas)都具有生发中心B细胞的特征,但它们在生物学和临床上相当不同。本研究中,研究人员对13个IG-MYC易位阳性Burkitt淋巴瘤,9个BCL2易位阳性滤泡淋巴瘤和4个正常生发中心B细胞样本中进行全基因组亚硫酸氢盐、基因组和转录组测序。比较伯基特和滤泡淋巴瘤样本的结果显示,基因内区域的差异甲基化与相关基因的表达强烈相关,例如,在生发中心暗区和亮区B细胞中有活性的基因。在伯基特和滤泡淋巴瘤中差异甲基化的区域的整合通路分析结果显示DNA甲基化在大部分伯基特淋巴瘤中与磷酸鞘氨醇磷酸盐信号传导通路的体细胞突变以及TCF3-ID3和SWI/SNF复合物相互合作。总而言之,研究结果表明在Burkitt淋巴瘤和其他生发中心B细胞淋巴瘤中体细胞突变,DNA甲基化和关键B细胞通路中的转录调控之间紧密相关。

淋巴瘤细胞中的甲基化缺失