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DNA修饰分析
DNA甲基化测序

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技术简介
DNA甲基化能控制基因表达,因而在动植物的生长发育过程中发挥着关键的调控作用,并且与包括癌症在内的多种人类疾病密切相关,是表观遗传学研究的热点。
云序生物提供的MeDIP测序服务,将甲基化DNA免疫共沉淀技术(MeDIP)和高通量测序相结合,能够帮助客户快速地获取全基因组范围内的DNA甲基化图谱,并比较不同样品中的甲基化分布差异。配合强大的生信分析实力,我们提供的不仅是海量的测序数据,而且是根据您的研究目的,有针对性地挖掘提炼出取之即可用的结果及出版级图片。
云序优势
一站式服务:
客户只需提供细胞、组织或基因组DNA,云序生物为您完成从MeDIP富集,文库制备,上机测序到数据分析整套服务流程
优化的实验流程:
MeDIP的富集效率是决定数据质量的关键,云序生物MeDIP实验采用预验证的商业化抗体和精心优化的实验流程,具有极高的效率和特异性
严格的质控:
云序生物对MeDIP实验的各个关键步骤进行严格的质控,全程监控实验质量,确保客户得到优质的数据
专业的生物信息学分析:
云序生物具有强大的生物信息学团队,能够满足客户的各类深入数据分析需求
样本要求
样品类型:
细胞、组织、体液、总gDNA或IP后DNA。其它类型样品请详询。
样品量:
a)细胞 5×108
b)组织 100 mg
c)IP后DNA 10ng
d)gDNA 3μg
样品运输及保存:
样品运输:样品置于1.5mL Eppendorf管中,封口膜封好,干冰运输,DNA可用冰袋运输。
样品保存:细胞样品或新鲜组织块切块,液氮冻存后-80℃保存;DNA样品短期内可-20℃,避免反复冻融。
数据分析
1、DNA甲基化富集峰的识别
通过高通量测序和生物信息分析,识别甲基化富集的基因组区域,默认p <= 1e-5(具体参数以报告为准,云序生物会根据数据,适当调整参数)的峰为统计上明显的甲基化区
注:每个样品组做一个Input,以去除基因组背景,降低假阳性率



2、DNA甲基化区域富集峰的注释
富集峰识别后,得到的是一堆基因组位置信息,通过生物信息分析利用邻近基因对富集峰进行注释,并根据峰中点相对于已知基因的位置,将富集峰为启动子峰、上游峰、内含子峰、外显子峰、基因间峰

3、DNA甲基化富集峰区域的在基因中的分布


        


4、差异DNA甲基化区域的鉴定(DMRs)与注释 

云序生物使用diffReps软件进行差异甲基化区(differentially methylated regions,DMRs)鉴定。默认p-value<0.0001,fold change >=2作为差异甲基化区的阈值

5、差异DNA甲基化区的GO(Gene Ontology)与信号通路分析
目的:对差异甲基化基因进行功能分类,并发现显著性富集的功能条目

       

6、DNA甲基化可视化


案例解析
案例1:小肠腺癌的特异性甲基化组图谱
Grimm, C., L. Chavez, et al. "DNA-methylome analysis of mouse intestinal adenoma identifies a tumour-specific signature that is partly conserved in human colon cancer." PLoS Genet 9(2): e1003250.
本文通过MeDIP测序研究了小鼠模型小肠腺癌起始过程中的甲基化变化,发现了13,000多个与小肠腺癌发生相关的差异甲基化区(DMRs)。进一步分析发现:组蛋白修饰复合物PRC2的靶基因在高甲基化DMRs中显著富集,说明组蛋白修饰与DNA甲基化密切相关。此外,在不同类型细胞中,通过重亚硫酸盐焦磷酸测序证实:这些DMRs是腺癌细胞中全新形成的,而不是通过小肠干细胞或未分化隐窝细胞中已有甲基化模式的扩展形成的。更为有趣的是,作者发现了一些核心DMRs,它们在小鼠腺癌和人类结肠癌间是保守的,并因此找到了一些在结肠癌中受表观遗传修饰的基因,揭示了甲基化修饰作为临床分子标志物的潜力。


图1   小肠腺癌中高甲基化DMR区域的图形化展示


案例2:良性和恶性外周神经鞘膜瘤的比较甲基化组分析
Feber, A., G. A. Wilson, et al. "Comparative methylome analysis of benign and malignant peripheral nerve sheath tumors." Genome Res 21(4): 515-24.
MeDIP测序可以对基因组中的甲基化区进行全面、无偏差的分析,而不仅仅局限于基因启动子和CpG岛。本文通过MeDIP测序对恶性外周神经鞘膜瘤、良性神经纤维瘤和正常雪旺细胞中的甲基化组进行了比较分析,找到了101,466个癌症特异性差异甲基化区(cDMRs)。数据表明:这些cDMRs在两类卫星重复序列(SATR1 和ARL a)中显著富集;此外,高甲基化cDMRs在CpG岛岸、非CpG岛相关启动子中明显富集,而低甲基化cDMRs在SINE重复序列中明显富集。通过与基因表达数据的联合分析发现:与CpG岛岸cDMRs相关的基因的表达模式可以区分疾病表型。



图2   基因组不同区域中的甲基化状况统计


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