简化甲基化
发布时间 2017-09-20
Reduced Representation Bisulfite Sequencing（RRBS）是一种准确、高效、经济的DNA甲基化研究方法，通过酶切富集启动子及CpG岛区域，并进行Bisulfite测序，同时实现DNA甲基化状态检测的高分辨率和测序数据的高利用率。DNA甲基化研究一直是疾病研究的热点，与基因表达、表型性状息息相关。RRBS作为一种高性价比的甲基化研究方法，在大规模临床样本的研究中具有广泛的应用前景。
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样本要求
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测序策略
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交付周期
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样品类型: DNA样品
样品浓度: ≥50ng/μl
样品总量: ≥5ug
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测序模式：Hiseq3000/4000(PE150)
测序深度：30X
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60天
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高灵敏度: 可以确定甲基化位点，单碱基分辨率；
高精确率: 数字化信号，直接测定每个转录本片段的序列；
重复性好: 深度测序保证了检测随机性，可不需技术重复。
番茄果实成熟甲基化研究
研究背景：
在自然界中，生物可以在DNA序列不变的情况下，通过表观遗传使基因表达发生可遗传的改变，从而使生物产生可遗传的表型变异。番茄（Solanum lycopersicum）是一种重要的蔬菜作物，其基因组大小为900 Mb，可做为研究果实成熟的理想材料。番茄果实成熟是由植物激素乙烯触发，但是果实成熟的发育途径尚不明确。
为了探索番茄果实成熟过程中是否存在表观调控，本研究对番茄进行了甲基转移酶抑制剂处理，结果发现果实提前成熟了。后续研究对番茄成熟四个时期的果实进行了全基因组甲基化测序，揭示了甲基化在果实发育的动态过程中起到了重要作用。同时也提示作物改良不仅可以通过DNA序列变异，也可以考虑表观信息。
研究结果：
甲基化对果实成熟的影响
野生番茄开花后用甲基化抑制剂5-azacytidine处理，能够影响果实的发育，从而促进果实的成熟，造成甲基转移酶抑制剂诱导出的番茄果实表型上过早呈现不完全的成熟红色（图1）。选择其种子种植，发现甲基化抑制剂能够影响果实种子的质量，导致种子的萌发率大幅降低。
图1. 不同成色的番茄果实
甲基化水平分析
选取成熟和不成熟的组织，分析不同功能元件上的甲基化水平，研究发现成熟和不成熟的组织中，甲基化水平发生显著变化；通过对基因5’端甲基化水平的分析得出，在野生型果实发育过程中表现为低甲基化现象，而对于有成熟缺陷的突变体果实品种Cnr和rin中，表现为高表达的甲基化现象。
RIN结合位点甲基化分析
研究发现转录因子RIN在番茄的成熟过程中起重要的调控作用，分析RIN功能缺失植株和正常植株中甲基化水平的差异。在正常植株中，RIN结合位点区域是低甲基化的，但是RIN功能缺失的突变体植株中，该位点却表现为超甲基化。
图2. 西红柿的表观基因组分布
研究结论：
在自然界中，生物可以在DNA序列不变的情况下，通过表观遗传使基因表达发生可遗传的改变，从而使生物产生可遗传的表型变异。番茄（Solanum lycopersicum）是一种重要的蔬菜作物，利用高通量测序对正常发育和甲基化酶抑制剂处理后的番茄果实表观组学进行研究，揭示了甲基化在果实发育的动态过程中起到重要作用。
1. Zhong S, Fei Z, Chen Y R, et al. Single-base resolution methylomes of tomato fruit development reveal epigenome modifications associated with ripening[J]. Nature Biotechnology, 2013, 31(2):154-159.
