內(nèi)容簡介:本文深入探討了 DNA 甲基化在生命科學領(lǐng)域的重要性以及傳統(tǒng)重亞硫酸鹽測序的局限性。重點介紹了 NEB 推出的 EM-seq™和 E5hmC-seq™技術(shù),包括其原理、特點、優(yōu)勢以及在不同研究領(lǐng)域的應(yīng)用案例。闡述了 EM-seq™ v2 的升級改進,展現(xiàn) NEB 在甲基化測序領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新能力,為科研工作者提供全面了解這兩項技術(shù)的參考。
關(guān)鍵詞:DNA 甲基化;EM-seq™;E5hmC-seq™;酶法甲基化;表觀遺傳學
在生命科學領(lǐng)域,DNA 甲基化作為關(guān)鍵的表觀遺傳修飾之一,對基因表達調(diào)控、疾病發(fā)生發(fā)展等起著至關(guān)重要的作用。DNA 甲基化是在 DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶的作用下,將甲基基團添加到特定的 DNA 區(qū)域,通常是 CpG 島。這種修飾能夠在不改變 DNA 序列的情況下,影響基因的表達活性。在正常細胞發(fā)育過程中,DNA 甲基化模式精確調(diào)控著基因的時空表達,確保細胞的正常分化和功能維持。而在疾病狀態(tài)下,如腫瘤發(fā)生過程中,DNA 甲基化模式會發(fā)生異常改變,一些抑癌基因的啟動子區(qū)域可能會發(fā)生高甲基化,導致基因表達沉默,無法發(fā)揮抑制腫瘤的作用;同時,一些癌基因的甲基化水平可能降低,使其表達異常活躍,促進腫瘤細胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。因此,深入研究 DNA 甲基化對于理解生命過程和攻克疾病具有重要意義。
然而,傳統(tǒng)的重亞硫酸鹽測序(WGBS)因其對 DNA 的破壞性處理、GC 偏好性以及覆蓋度不均等問題,限制了研究的準確性和效率。重亞硫酸鹽處理會使 DNA 中的未甲基化胞嘧啶脫氨基轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏ぃ谆陌奏t保持不變。但這種處理過程會導致 DNA 斷裂和降解,尤其是對于珍貴的微量樣本,如單細胞或游離 DNA(cfDNA),樣本損失嚴重。同時,由于重亞硫酸鹽對不同 GC 含量區(qū)域的處理效率不同,會產(chǎn)生 GC 偏好性,使得測序數(shù)據(jù)在 GC 含量高的區(qū)域覆蓋度過高,而在 GC 含量低的區(qū)域覆蓋度不足,影響數(shù)據(jù)的均一性和準確性。
為了更精準地解析甲基化圖譜,NEB(New England Biolabs)的科學家們憑借深厚的酶學研發(fā)經(jīng)驗和不懈努力,于 2019 年正式推出了 NEBNext® 酶學轉(zhuǎn)化法甲基化建庫試劑盒(EM-seq™),成為個商業(yè)化酶法甲基化檢測方案,為甲基化研究帶來了變革。
EM-seq™:酶法甲基化測序
EM-seq™是 NEB 的酶法甲基化測序方法,它摒棄了傳統(tǒng)的重亞硫酸鹽處理,避免了 DNA 損傷和片段化,從而實現(xiàn)了對 5mC(5 - 甲基胞嘧啶)和 5hmC(5 - 羥甲基胞嘧啶)的高靈敏度、高準確性檢測。自 2019 年推出以來,EM-seq™系列產(chǎn)品已經(jīng)幫助全球眾多科研工作者在甲基化研究領(lǐng)域取得了突破性進展,其引用文獻數(shù)量已達 500+,充分體現(xiàn)了該技術(shù)在學術(shù)界的影響力和認可度。