最新綜述:超越5種堿基的DNA測序(二)
日期:2012-06-21 08:27:52
研究顯示自動化末端染色的Sanger測序方法能檢測常見的三種細菌表觀遺傳學標記4-mC, 5-mC和6-mA。DNA模板中的甲基會影響雙脫氧終止法的核苷酸編入,與無修飾的對照DNA樣品數(shù)據(jù)比較時,會引起熒光示蹤色譜圖的峰值變化。當模板含6-mA時T信號較高,含5-mC時G信號較低,而含4-mC時G信號較高,以此可以區(qū)分不同的胞嘧啶修飾形式。該方法已用于檢測幽門螺桿菌、E. coli和腦膜炎奈瑟氏菌中的甲基轉(zhuǎn)移酶。不過就我們所知,這一方法并沒有廣泛應(yīng)用于細菌基因組甲基化檢測。可能是由于該方法得到的信號量級較小,且Sanger測序本身通量相對較低。我們也沒有發(fā)現(xiàn)應(yīng)用這種方法檢測其他DNA堿基修飾的嘗試。
第二代DNA測序技術(shù)依賴樣品制備階段的DNA擴增,這會造成堿基修飾的損失,并且阻礙了測序手段在檢測堿基修飾上的應(yīng)用。因此,堿基修飾位點研究主要集中在應(yīng)用各種樣品前處理技術(shù),間接推測堿基修飾的存在。通過重亞硫酸鹽測序,第二代測序被廣泛用于檢測5-mC的豐度和動態(tài)調(diào)控。此外有文獻描述了一種應(yīng)用MspJI家族限制性內(nèi)切酶的方法。這種酶識別DNA中的5-mC或5- hmC,并在堿基修飾的上游12個堿基和下游16個堿基處切割一個短DNA片段。提取這些片段進行第二代測序,就能確定基因組中堿基修飾的位點。這種酶對于胞嘧啶修飾側(cè)面的不同堿基有偏好,因此在建立全基因組修飾圖譜時會造成偏頗。重亞硫酸鹽和MspJI介導的測序目前都無法區(qū)分5-mC 和5-hmC。
科學家為了檢測其他堿基修飾,采用了針對特定修飾的富集方法。Pull-down方法利用抗體或修飾特異性結(jié)合蛋白選擇性富集含堿基修飾的DNA片段,并進行高通量的DNA第二代測序,在測序片段上至少存在一個堿基修飾就能被檢測到。然而,這種方法并不能得到確切修飾位點和哪條DNA鏈被修飾的信息。有文獻描述了5-hmC DNA的不同富集方法,以及用于檢測堿基J在基因組分布的anti-J抗體富集方法。
檢測DNA修飾的新興測序方法
將DNA測序靈敏度推至分析極限,并能得到單個DNA分子序列的新技術(shù)引起了科學家的廣泛興趣。開發(fā)這種新技術(shù)的動力之一,就是希望應(yīng)用測序技術(shù)讀取DNA堿基修飾信息。研究人員已采用了多種不同技術(shù)進行這方面的研究,有些技術(shù)已經(jīng)商業(yè)化。
Helicos Biosciences的商業(yè)化技術(shù)采用在第二代測序基礎(chǔ)上產(chǎn)生的gated sequencing-by-synthesis進行單分子測序。該技術(shù)結(jié)合DNA聚合酶和熒光標記技術(shù),單獨的DNA分子在一次一個堿基的延伸過程中能同時被檢測到,檢測步驟后末端基團被移除。該技術(shù)并不需要目標DNA的擴增,測序的成功依賴于在成像前DNA鏈上核苷酸的完全編入,所以可能難以找到一種方法能使該技術(shù)直接對DNA模板中的堿基修飾敏感。有文獻報道科學家結(jié)合一種5-hmC特異性富集方法,應(yīng)用該技術(shù)對胚胎干細胞中5-hmC DNA片段成功進行了全基因組作圖。不過很可惜,Helicos Biosciences目前面臨關(guān)閉,能否過關(guān)尚未可知。
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