下一代测序 (NGS) / 表观遗传学

表观遗传学

表观遗传学是研究非普通序列信息传递的遗传性状的科学。NGS 可以评估特定的非标准表观遗传学效应，即发生在胞嘧啶上的甲基化量。这种甲基化在生物学上很重要，因为它可能会影响染色质包装的程度，从而影响整个基因组区域的转录效率。胞嘧啶甲基化是可逆的，但在体细胞和生殖细胞中是可遗传的。

基因组 DNA 可以用亚硫酸氢盐处理，该方案将仅将未甲基化的胞嘧啶转化为胸腺嘧啶。甲基化的胞嘧啶不受影响，并将继续作为此类序列进行测序。表观遗传学中一种常见的 NGS 应用是将来自已知生物体的亚硫酸氢盐处理后的读段与参考基因组比对，以评估特定区域的甲基化程度。但是，比对的复杂性会更高，同时读段的复杂性也会降低（几个 C 会变成 T）。因此，对基因组 DNA 样本进行有和没有亚硫酸氢盐处理的测序，该操作允许评估和标准化读段最初在特定区域上的比对。

针对此任务存在特定短读比对器，仅举几例

• erne-bs5
• Bismark
• brat-bw

典型工作流程

染色质免疫沉淀测序 (Chip-seq)

染色质免疫沉淀测序是一种有效的技术，它利用染色质免疫沉淀来研究基因组中的 DNA-蛋白质或蛋白质-蛋白质相互作用，并使用更准确、更高通量的测序方法。尽管 ChIP-chip 可用于确定蛋白质-DNA 相互作用，但 ChIP-seq 正在迅速成为全基因组定位表观遗传学、转录调控和转录后调控的首选方法。

ChIP-Seq 方法的目标是识别感兴趣蛋白质的全基因组结合模式。涉及 ChIP-seq 管道的主要步骤将是交联、剪切、免疫沉淀和测序。甲醛是 ChIP 方法中广泛使用的 DNA-蛋白质交联剂。为了执行 ChIP，用甲醛处理细胞，导致蛋白质与其相关的 DNA 序列共价交联。然后，通过超声处理或 MNase 消化对 DNA 进行剪切。DNA 被分解成大约 0.2 到 1.0 kb 的片段。使用免疫沉淀来纯化片段化的 DNA，免疫沉淀是结合针对与 DNA 相关的蛋白质的特异性抗体的过程。纯化的 DNA-蛋白质复合物被加热，从而将蛋白质与 DNA 分离。分离片段化的 DNA，并使用下一代测序方法进行测序。基于方便性，可以分别使用 454、Solexa 或 Solid 进行测序。