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(七) 甲基化检测

Mar 24, 2010 No Comments

17单分子测序技术能否直接读出甲基胞嘧啶?

除了A、T、G、C四种碱基,人们对第五种碱基——甲基化胞嘧啶的兴趣日益增加。甲基化修饰的存在对DNA转录的调控起了重要作用。异常的甲基化会严重影响基因调控过程,并会引起多种疾病的发生。考虑到它的重要性,系统地绘制甲基化组,即全基因组范围内的甲基胞嘧啶的方法开始蓬勃发展。

最近,美国Salk生物研究院的Joseph Ecker等人刚刚通过高通量测序的方法,展现了一张人胚胎干细胞中所有甲基胞嘧啶的完整图谱。这是第一张单碱基分辨率的哺乳动物甲基化图谱。尽管这些甲基化图谱的绘制方法略有不同,但都采用了亚硫酸氢盐转化,将未甲基化的胞嘧啶转化成尿嘧啶,并在随后的扩增步骤中转化成胸腺嘧啶。虽然很有效,但这种方法需要一些手工操作来确保转化的完全,并通过计算分析来绘制图谱。

今年年初,英国Oxford Nanopore Technologies公司科学家的报告指出,单分子纳米孔测序可替代这种劳动密集型的技术,测序仪能直接分辨出未修饰的胞嘧啶和甲基化胞嘧啶。当核酸外切酶消化单链DNA后,单个碱基落入孔中,它们瞬间与环式糊精相互作用,并阻碍了穿过孔中的电流。A、T、C、G以及甲基胞嘧啶都有自己特有的电流振幅,因此很容易转化成DNA序列。这样,纳米孔技术就能直接读出这第五种碱基。

目前,纳米孔测序仅限于短的寡核苷酸,离全基因组测序还有一段很长的路要走。此外,还有一些技术障碍需要克服,比如确保碱基以正确的顺序进入纳米孔,然后从另一侧离开。不过,一旦成功,第五种碱基的直接测序将会对生命科学研究产生重大影响。至于2010年会发生什么,让我们拭目以待吧。

 

原文检索:Nicole Rusk. (2010) A direct view of the fifth base. Nature Methods 7(1): 37.
 董云巧/编译

注:想了解更多关于纳米孔测序技术的内容,请查看《生命奥秘》第20期专题——新一代DNA测序技术的发展现状。

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