如何寻找一个基因的甲基化调控位点
今天运困体育就给我们广大朋友来聊聊江西甲基化筛选,希望能帮助到您找到想要的答案。
- 1、如何寻找一个基因的甲基化调控位点
- 2、[甲基化问题锦集]
- 3、冯景的南方医科大学教授
- 4、甲基化套路
- 5、差异甲基化分析R包methylkit、DSS和dmrseq的比较
- 6、易基因|一文读懂:十大DNA甲基化研究核心问题
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如何寻找一个基因的甲基化调控位点
优质回答找甲基化位点也就CpG岛一般是有以下几个方法:
1. MSP,亚硫酸氢盐转化后,将你想测的基因区域(如启动子区)转入细菌质粒中,进行测序(金标准)。挑克隆7/10是甲基化的克隆认为这个位点70%甲基化。大概可以测400+片段,但是问题是没有办法太精确,因为测得越多越精确,测太多太贵。
2. 焦磷酸测序,这里指的是Qiagen的PyroMark焦磷酸测序,亚硫酸氢盐转化后,对于启动子片段进行PCR扩增,测序,测出甲基化程度,仪器中Q24有FDA的认证,可以合作开发开发试剂盒。大概可以测60-70bp片段,胜在快速和稳定,但是引物设计成功率不高50%左右,适合小样本。
3. MassARRAY平台进行甲基化检测,用的是质谱法,也是亚硫酸氢盐转化,针对目标片段可以最多到500bp,但是问题是要求样本量一般比较大,位点数*样本数要等于384才好做,至少大于300因为那东西一张片子384,用两次就废了,一周不用完也废了。
4. 甲基化芯片如果你一还没有找到基因那你用这个做个初筛不错。
5. 甲基化测序,这个比较高端,也比较贵,25000一个,一般来说是去筛选未知的一些甲基化位点的方式,全基因组范畴,效果拔群。
[甲基化问题锦集]
优质回答今天和大家聊聊甲基化。
问:什么是表观遗传修饰?
答:基因组表观遗传修饰主要包括DNA甲基化修饰与核小体中组蛋白的修饰等,使得被修饰DNA的空间结构发生改变或使染色体结构发生改变,导致基因的沉默或过度表达。这两种修饰都是在不改变DNA碱基种类与数量的前提下使生物体表型呈现出多样化。
问:什么是DNA甲基化?
答:DNA甲基化是指在DNA 甲基化转移酶的作用下,将甲基选择性地添加到胞嘧啶上形成5’-甲基胞嘧啶的过程。
问:DNA甲基化修饰有什么作用?
答:DNA甲基化是最早发现的一种表观遗传修饰,可能存在于所有高等生物中, 它并不改变基因的碱基序列, 而是通过改变基因的表达影响细胞的功能,与基因沉默、X染色体失活、基因组印记、RNA i以及肿瘤等生物事件密切相关,它们的共同作用机制是调节基因的表达。
问:不同生物,DNA甲基化类型是一样的吗?
答:当然不一样啦。原核生物中甲基化多发生在CCA/TGG和GATC序列,而真核生物中DNA甲基化一般只发生在CpG位点上,哺乳动物DNA甲基化只发生在CpG岛的胞嘧啶,植物甲基化发生在CpG和CpNpG。
问:什么是CpG岛?
答:CpG双核苷酸在人类基因组中的分布很不均一,而在基因组的某些区段CpG序列密度很高,可达到均值5倍即所谓的CpG岛。CpG岛主要位于基因的启动子(promotor)和第一外显子区域,约有60%基因的启动子含有CpG岛。CpG岛的GC含量大于50%,经常出现在真核生物的编码基因的调控区。
问:CpG岛为什么要有个"p",而不叫CG岛?p有什么特殊含意?
答:CpG是胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤的缩写,p代表磷酸。
问:如何预测CpG岛?
答:由于CpG 岛区域较小,研究起来更为方便,因此,众多的研究热点集中在CpG 岛甲基化状态的研究上。而研究CpG岛甲基化的前提条件是确认最合适的CpG 岛区域。
目前有一些网站可以进行CpG岛的预测,我推荐几个比较好用的:
CpG Island( )
CpGfinder( )
CpG islands revealing( )
CpGPlot/CpGReport/Isochore( )
然后用实验证实,可以用bisulfite sequencing来比较处理前后的不同,找到甲基化位点。
问:验证特定甲基化位点,并进行甲基化程度分析有哪些方法?
答:采用对照组和实验组样本进行甲基化验证。
(1) MSP方法:可进行特定位点甲基化验证,适用于甲基化芯片后的结果,无法进行甲基化程度分析;
(2) BSP克隆测序法:验证某些相关基因的甲基化位点,并精确计算出甲基化程度百分比;
(3) HRM法:适用于大批量样本甲基化验证,并能计算出甲基化程度范围。
(4) 焦磷酸测序:测序有效长度不超过60bp,精确定量每一个CpG位点。
(5) MassARRAY® 平台:用于单个基因启动子区域的甲基化检测;每个反应覆盖长达500 bp的多个CpG位点; 精准定量每一个CpG位点。
问:刚刚开始研究甲基化,如何寻找甲基化位点?
答:甲基化的研究是近年来较为火热的研究领域之一,您是不是也对它垂涎已久,却苦于无从下手?其实甲基化的研究并没那么难,一句话,还是套路!
首先,甲基化位点的筛选,可以使用全基因组Bisulfite测序(WGBS)、简化基因组甲基化测序(MethylRAD技术)或者甲基化芯片进行基因组整体水平甲基化检测,每种方法各有利弊,要根据实际的研究方向选择不同的方法。对于样品间差异甲基化位点的筛选,可以采用WGBS和MethylRAD技术,其中MethylRAD技术可以应用于无参考基因组的物种,Illumina Methylation EPIC芯片只能用于人类的DNA甲基化水平检测。当然也可以根据一些相关研究显示某些基因存在表达量降低的现象,预测该基因是否存在CpG岛;或者根据文献寻找相关基因的甲基化位点。
其次,对选择的特异位点进行甲基化验证,并进行甲基化程度分析。
最后,根据对照组和实验组样本的检测结果,分析甲基化位点与研究的相关性。
问:只知道基因名称,如何做甲基化检测?
答:只需要将物种及基因信息告知相应或测序公司,会为您提供全方位的检测服务。
原文: 甲基化问题锦集
冯景的南方医科大学教授
优质回答性别:男
出生年月:1970.7
专业技术职务:副教授
专业:临床检验诊断学
导师层次:硕士生导师
导师类别:专业学位型
最后学历:贵阳医学院检验系硕士研究生学历,华中科技大学同济医学院检验系博士学位
工作单位:南方医科大学附属奉贤医院检验科 主要研究方向:
肿瘤发生的表观遗传学学术任职:郧阳医学院学报编委
代表学术专著:医学微生物学,人民军医出版社,2009,12月。
主要获奖情况:
抑癌基因异常甲基化的检测及其在散发性乳腺癌中的应用,湖北省科技进步三等奖,2007
科研课题:
1、乳腺癌多抑癌基因启动子异常甲基化谱的高通量筛选及特异应用,湖北省科技厅杰出青年人才基金,2009-2011年,8万元
2、乳腺癌多抑癌基因启动子CpG岛异常甲基化谱的高通量筛选及特异应用,湖北省教育厅,2009-2011年,3万元
3、DNA甲基化作为乳腺癌标志物的研究,郧阳医学院创新团队项目,,2008-2011,6万元。可支配总经费:25万元。
甲基化套路
优质回答和甲基化有关的。
可以先了解下甲基化:
450k甲基化基础
450K甲基化芯片数据处理传送门
450k甲基化芯片常用工具包:ChAMP和minfi等。
甲基化的一些预备知识
甲基化程度的量化
DMP(或DML,差异甲基化位点)与 DMR(差异甲基化区域)的关系。如何定义DMR?
一般来说,DMR是通过统计bump来计算出来的,可以参考: ChAMP 分析甲基化芯片数据-差异分析下篇
一般来说,我们还会关注两个方面的信息:DMR与CpG岛的关系,DMR与基因的关系。
DMR与CpG岛的关系:图片来自 ShengXinRen
关于DMR或DMP与基因的关系(笔者特别关注甲基化位点的功能注释),简要总结如下。
一般而言,启动子区域的甲基化程度影响基因的转录(但也有报道说第一外显子等位置的甲基化也与基因的转录相关)。如何描述一个基因的转录相关的甲基化程度呢?
有个论坛上是这么说的( ShengXinRen ):
也有人总结如下:
以及这种说法( ):
另外,补充一个知识( “启动子预测”技能 ):
感觉暂时并没有统一的标准。
可以自己尝试各种界定标准:
1、 TSS上游1500bp、2000bp、5000bp内的甲基化位点的平均值;
2、 TSS上游及下游1500bp、2000bp、5000bp内的甲基化位点的平均值;
3、 TSS上游1500bp、2000bp、5000bp内或5-UTR或第一外显子的甲基化位点平均值。
考虑5000是因为CpG岛的加上两边的Shore一般可达到6kb左右。注意到,5-UTR是第一外显子的一部分。有时候甚至还可以加上是否为CpG岛(或Shore)这个限定。
下图来自: 彻底搞清楚promoter, exon, intron, and UTR
3.4分,简单的肠癌甲基化分析。主要涉及差异分析、关联分析、功能注释。
解读: 如何从甲基化入手,轻松整篇预后标志物的文章
1、 数据质控 :共485,577个基因座的DNA甲基化数据,在预处理数据和质量控制后,保留了467,971个探针。
2、 差异筛选 :minfi包筛选DMR(差异化甲基化区域),这一步类似于RNA-Seq的筛选差异基因。结果:最终得到675个差异甲基化区域,其中654个上调。
3、 注释和功能
3-1 DMR的注释 :这些DMR区域与基因的关系是什么呢?我们利用这些差异甲基化区域的位置与基因的各个元件位置的关系,观察这些差异甲基化区域主要分布在基因的哪些位置上。结果:上调的甲基化区域大多数位于基因的第一外显子,5'UTR,TSS200,TSS150和基因体中,而只有少数UMR位于基因间和3'UTR中区域,同样的下调的甲基化区域也有相同的现象。
3-2 DMR与CpG岛的关系 :差异甲基化区域与CpG岛的关系如图,从中可以看出上调的差异甲基化区域主要聚集在CpG岛区域,而下调的差异甲基化区域主要聚集在低CpG岛密度区域。
总结:
在本研究中,在大量COAD样品中进行了DNA甲基化谱的综合分析,以研究COAD中存在的改变的DNA甲基化模式。COAD样品和邻近组织样品之间的DNA甲基化谱的比较揭示了COAD样品中异常的DNA甲基化变化,并导致675个DMR的鉴定,包括654个高甲基化和21个低甲基化DMR。这些结果与先前的研究结果一致,即DNA高甲基化是结直肠癌的常见特征。
此外,这些DMR可用于有效区分COAD样品和相邻组织样品,这表明DMR可能在COAD的形成中具有致病作用。基因组分析显示,DMR主要位于启动子区域(包括第1 外显子,5'UTR和TSS)和体区,这与之前在其他类型癌症中的观察结果一致。在基因间和 3'UTR 区域中仅发现了一小部分DMR。此外,大多数高甲基化DMR位于CpG岛中,而大多数低甲基化DMR不位于CpG岛或注释基因中。
差异甲基化分析R包methylkit、DSS和dmrseq的比较
优质回答首先,对3个R包进行简单介绍。
methylkit:用于高通量亚硫酸氢盐测序的DNA甲基化分析和注释的R包。该包的目的是处理RRBS以及WGBS的测序数据。此外,也可以处理从Tab-seq或oxBS-seq获得的5hmC的碱基对分辨率数据。
DSS:该软件包专为高通量测序数据的差异分析而设计,依赖于bsseq包。它提供了用于分析RNA-seq 差异表达和亚硫酸氢盐测序 (BS-seq) 差异甲基化的功能。DSS 的核心是一个基于分层贝叶斯模型的程序,用于估计和缩小基因或 CpG 位点特异性分散,然后进行 Wald 检验以检测差异表达/甲基化。
dmrseq:这个包建立在bsseq包的基础上,bsseq包提供了亚硫酸氢盐测序数据的有效存储和操作以及对差异甲基化cpg的推断。dmrseq的主要目的是检测差异甲基化区域或CpGs。
methylkit没有生物学重复时使用fisher精确回归,有生物学重复时使用逻辑回归。
methylkit的可视化比较丰富且好看,其他两个的可视化不多还不好看。
3款R包的差异甲基化区域的筛选结果都可用于后续注释,注释一般用chipseerker包或者genomation包。methylkit注释用的是genomation包。
比较推荐chipseerker包,注释结果的输出和可视化都很好,但是无法对cpg岛进行注释。genomation包可注释cpg岛。
易基因|一文读懂:十大DNA甲基化研究核心问题
优质回答DNA甲基化是最早被发现、也是研究最深入的表观遗传调控机制之一,近年来关于DNA甲基化的研究成果屡屡见刊。我翻阅各类文献,为大家总结了十大DNA甲基化研究核心问题,包括什么是DNA甲基化,DNA甲基化的主要形式、DNA甲基化与去甲基化、植物中的DNA甲基化、DNA甲基化的主要功能、DNA甲基化作为生物标志物的潜力、DNA甲基化的主要研究方向、DNA甲基化检测方法、样本不同如何选择DNA甲基化检测技术、DNA甲基化数据挖掘等,让您一文读懂DNA甲基化。
1、什么是DNA甲基化
DNA甲基化(DNA methylation)为DNA化学修饰的一种形式,是指DNA分子在DNA甲基转移酶的作用下将甲基选择性地添加到特定碱基上的过程。DNA甲基化能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现,是最重要的表观遗传调控方式之一。
2、DNA甲基化的主要形式
5-甲基胞嘧啶(5-mC):最重要的一种DNA甲基化修饰,广泛存在于植物、动物等真核生物基因组中, 称誉为“第五碱基”。
5-羟甲基胞嘧啶(5-hmC):哺乳动物的“第六碱基”。
N6-甲基腺嘌呤(N6-mA):在细菌、藻类及动植物基因组中存在。
7-甲基鸟嘌呤(7-mG)
3、DNA甲基化与去甲基化(5mC):
DNA甲基化反应分为2种类型:一种是2条链均未甲基化的DNA被甲基化,称为从头甲基化(denovo methylation);另一种是双链DNA的其中一条链已存在甲基化,另一条未甲基化的链被甲基化,这种类型称为保留甲基化(maintenance methylation)。
甲基化的DNA可以发生去甲基化。DNA的去甲基化由基因内部的片段及与其结合的因子所调控,包括:
主动去甲基化(Active demethyaltion):哺乳动物TET酶主动去甲基化,5mC经过TET作用转化成5hmC。
被动物甲基化(Passive demethylation):DNA通过不断复制丢失/稀释甲基化。
4、植物中的DNA甲基化
对于植物而言,面对生长环境的改变,表观遗传的变异会改变植物DNA的构象,从而改变染色质和蛋白质的结构,达到调节基因组的作用。研究发现,当植物面临生物胁迫和非生物胁迫时,植物基因组中DNA甲基化会发生改变,并且这些改变会遗传给后代。所以DNA甲基化的改变能够丰富植物物种的多样性,加强植物的环境适应性。
不同于哺乳动物基因组只有CG甲基化,植物基因组甲基化有CG,CHG,CHH(H代表任何非G的碱基)甲基化。而维持这三种不同的DNA甲基化的分子机制非常复杂。
5、DNA甲基化的主要功能
DNA甲基化能引起染色体结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式改变,从而控制基因的表达。
保持基因组遗传物质的稳定性(TE的高甲基化)
调控基因的表达(顺式作用元件的动态甲基化,如Promoter/Enhancer等)
DNA甲基化参与基因转录调控、细胞分化、胚胎发育、X染色体失活、基因印记和肿瘤的发生等过程。
6、DNA甲基化作为生物标志物的潜力
相比基因组,DNA甲基化能够反应环境的影响
DNA甲基化不像基因组那么一成不变,也不像转录组和蛋白组那么不稳定。
DNA甲基化处于动态变化中,能够像年轮一样记录环境因素的影响。
DNA甲基化标志物是最有应用前景的表观遗传标志物 。
7、DNA甲基化的主要研究方向
8、DNA甲基化检测方法
目前研究中常用的DNA甲基化测序方法包括全基因组(WGBS、oxWGBS等)、简化基因组(dRRBS、RRBS、XRBS等)、靶向基因组(液相捕获)、靶向基因(TBS)和850K芯片等,适用于多种不同应用场景。
WGBS和RRBS用于基因组范围内研究探索,并筛选目标基因(候选DNA甲基化标记物)
TBS用于后续目标基因的甲基化验证
9、样本不同,如何选择DNA甲基化检测技术
易基因结合十余年DNA甲基化研究经验,全面总结了不同样本类型对于不同DNA甲基化检测工具选择的不同,技术推荐标准可以分为三点:
最有力方案(金标准):WGBS/微量WGBS/scWGBS
最具性价比方案:RRBS/dRRBS/XRBS(动物)
大规模临床转化/目标区域甲基化验证:TBS
10、DNA甲基化数据挖掘
DNA甲基化一般遵循三个步骤进行数据挖掘。首先,进行整体全基因组甲基化变化的分析,包括平均甲基化水平变化、甲基化水平分布变化、降维分析、聚类分析、相关性分析等。其次,进行甲基化差异水平分析,筛选具体差异基因,包括DMC/DMR/DMG鉴定、DMC/DMR在基因组元件上的分布、DMC/DMR的TF结合分析、时序甲基化数据的分析策略、DMG的功能分析等。最后,将甲基化组学&转录组学关联分析,包括Meta genes整体关联、DMG-DEG对应关联、网络关联等。
今天的内容先分享到这里了,读完本文《如何寻找一个基因的甲基化调控位点》之后,是否是您想找的答案呢?想要了解更多,敬请关注www.zuqiumeng.cn,您的关注是给小编最大的鼓励。
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