导读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...

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。

如何寻找一个基因的甲基化调控位点

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。

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