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甲基化測序（5mC）

DNA甲(jia)(jia)基(ji)化（DNA Methylation）是(shi)一種重要的(de)表觀遺傳(chuan)學修飾，在(zai)細胞分化、增(zeng)殖、衰老等方面(mian)具有重要的(de)調控作用。5-甲(jia)(jia)基(ji)胞嘧(mi)啶（5mC）是(shi)最重要的(de)一種DNA甲(jia)(jia)基(ji)化修飾，廣泛存(cun)在(zai)于植(zhi)物、動物等真核生物基(ji)因(yin)組(zu)中，被(bei)稱為“第五堿基(ji)”

全基因組甲基化（WGBS）

全基(ji)(ji)因組甲(jia)(jia)基(ji)(ji)化測(ce)序（Whole Genome Bisulfite Sequencing，WGBS）是通(tong)過 Bisulfite處(chu)理將(jiang)基(ji)(ji)因組中未發(fa)生甲(jia)(jia)基(ji)(ji)化的C堿(jian)基(ji)(ji)進行轉換(huan)，用以區分具有甲(jia)(jia)基(ji)(ji)化修飾的C堿(jian)基(ji)(ji)，并結合二代高通(tong)量測(ce)序技術判斷CpG/CHG/CHH位(wei)(wei)點(dian)是否發(fa)生甲(jia)(jia)基(ji)(ji)化的一種方法(fa)。通(tong)過WGBS，可實現單(dan)堿(jian)基(ji)(ji)分辨率(lv)的甲(jia)(jia)基(ji)(ji)化位(wei)(wei)點(dian)精準、高效定位(wei)(wei)。

PacBio人全基因組甲基化

PacBio長(chang)讀長(chang)測序(xu)可直接對DNA分子進行測序(xu)而不(bu)進行擴增(zeng)，無需亞硫酸氫鹽(yan)處理或其他(ta)特(te)殊(shu)的文庫構建方(fang)法，即(ji)(ji)可從單(dan)個文庫中獲得高度準確的堿基(ji)(ji)（熒光）和甲基(ji)(ji)化(hua)（動(dong)力學）信(xin)息(xi)。堿基(ji)(ji)序(xu)列信(xin)息(xi)和甲基(ji)(ji)化(hua)信(xin)息(xi)同時(shi)獲取，一份數據即(ji)(ji)可同時(shi)用于(yu)SNP、InDel、SV、CNV、甲基(ji)(ji)化(hua)、基(ji)(ji)因組組裝等研究應用，并可識(shi)別單(dan)倍型層(ceng)面等位(wei)基(ji)(ji)因特(te)異性甲基(ji)(ji)化(hua)。

應用方向

【醫學領域】

  • 表觀遺傳學：研究不同細胞類型、組織或發育階段之間的DNA甲基化差異，幫助揭示表觀遺傳變化在生物學過程中的作用；
  • 個體差異和種群遺傳學：研究個體之間的DNA甲基化差異，有助于解析甲基化的遺傳基礎，以及它如何影響個體的健康和易感性；
  • 疾病發生機制：比較正常和疾病狀態下的DNA甲基化模式，挖掘與疾病發生和進展相關的甲基化變化，增進對疾病發生和發展過程的理解；
  • 環境影響研究：外部環境因素（如營養、毒素、藥物等）可以影響DNA甲基化，了解環境因素如何通過甲基化改變基因表達，從而影響個體的生理和疾病風險；

 

【農學領域】

  • 植物生長調控：研究不同生長階段或不同環境條件下植物組織的甲基化狀態，揭示DNA甲基化對基因表達的影響，進而了解其在植物生長發育中的作用機制；
  • 環境適應機制：研究植物在面對干旱、鹽堿、病蟲害等逆境時的甲基化模式變化，識別與抗逆相關的甲基化標記，從而為培育具有更強抗逆性的作物品種提供策略；
  • 品質形成和改良：分析影響農產品品質的基因甲基化情況，如糖分、蛋白質含量、色澤等，探索如何通過甲基化修飾來優化作物的營養成分和口感；
  • 進化研究：比較不同物種之間的DNA甲基化模式，揭示甲基化在進化中的角色，有助于理解甲基化在物種適應和多樣性產生中的貢獻；
產品優勢
大規模的測序平臺

18臺(tai)(tai)NoveSeq測(ce)序平臺(tai)(tai)+26臺(tai)(tai)PacBio測(ce)序平臺(tai)(tai)，通量(liang)高、周期快(kuai)、產(chan)出(chu)穩(wen)定(ding)

穩定的建庫流程

WGBS建庫重亞硫酸鹽轉化效(xiao)率99%以上，HiFi測序直接檢(jian)測甲基(ji)化，可(ke)實現全(quan)基(ji)因組層面(mian)單堿基(ji)分辨率的甲基(ji)化位點精準(zhun)、高(gao)效(xiao)定位

多樣化的分析內容

標準分(fen)析(xi)、多組學聯合(he)分(fen)析(xi)、定(ding)制(zhi)化分(fen)析(xi)等

豐富的項目經驗

上(shang)千個(ge)WGBS項目經驗(yan)，上(shang)萬個(ge)三代(dai)測序(xu)經驗(yan)，為項目執行提(ti)供保障

貼心的服務流程

從(cong)實驗設計、生(sheng)信分析到(dao)售后問(wen)題的(de)全面解答(da)，保證高質(zhi)量的(de)結果交付

案例解析

HiFi測序(xu)發現(xian)WGBS數據無法(fa)實現(xian)分型(xing)所以(yi)無法(fa)解(jie)釋hyper-mCpG事件

PacBio HiFi甲基化分析助力罕見病診斷

 

甲(jia)基(ji)化可調節(jie)基(ji)因(yin)的(de)(de)表達和關(guan)閉(bi)，與癌(ai)癥(zheng)、衰老、老年癡呆等(deng)許多疾病(bing)密切相關(guan)，是表觀遺傳學的(de)(de)重要研(yan)究內容之(zhi)一(yi)。本(ben)(ben)研(yan)究選取152個(ge)(ge)家(jia)族的(de)(de)276個(ge)(ge)罕(han)(han)(han)見(jian)(jian)病(bing)樣(yang)本(ben)(ben)生成(cheng)HiFi數(shu)據集(ji)，以(yi)識(shi)別(bie)基(ji)因(yin)組中罕(han)(han)(han)見(jian)(jian)的(de)(de)（~0.5%）多個(ge)(ge)甲(jia)基(ji)化CpG富集(ji)（hyper-mCpG）的(de)(de)事(shi)件。研(yan)究比較了WGBS（N = 1184）和HiFi-GS（N = 276）測得(de)的(de)(de)CpG島數(shu)據中共有(you)的(de)(de)93個(ge)(ge)樣(yang)本(ben)(ben)的(de)(de)相關(guan)性(xing)(xing)，顯示兩種方法之(zhi)間(jian)有(you)顯著一(yi)致(zhi)性(xing)(xing)，相關(guan)性(xing)(xing)為0.90。共識(shi)別(bie)出25,543個(ge)(ge)罕(han)(han)(han)見(jian)(jian)的(de)(de)hyper-mCpG，其中81%是等(deng)位(wei)(wei)基(ji)因(yin)特異性(xing)(xing)的(de)(de)，并預計可能會(hui)導致(zhi)調控元件的(de)(de)失活(huo)。每(mei)位(wei)(wei)患者平均有(you)30～40個(ge)(ge)hyper-mCpG與罕(han)(han)(han)見(jian)(jian)病(bing)基(ji)因(yin)重疊，基(ji)于hyper-mCpG的(de)(de)分(fen)析解(jie)析了更多罕(han)(han)(han)見(jian)(jian)病(bing)關(guan)鍵基(ji)因(yin)中先前被(bei)忽視的(de)(de)基(ji)因(yin)中的(de)(de)重復擴增事(shi)件，使得(de)更多的(de)(de)罕(han)(han)(han)見(jian)(jian)病(bing)病(bing)例得(de)以(yi)解(jie)釋。研(yan)究表明，HiFi測序可直(zhi)接檢測罕(han)(han)(han)見(jian)(jian)病(bing)患者基(ji)因(yin)組上(shang)的(de)(de)串聯重復和甲(jia)基(ji)化，還進一(yi)步實現分(fen)型，有(you)助于精準分(fen)析致(zhi)病(bing)原因(yin)。

參考文獻：Cheung WA, Johnson AF, Rowell WJ, et al. Direct haplotype-resolved 5-base HiFi sequencing for genome-wide profiling of hypermethylation outliers in a rare disease cohort. Nature Communications, 2023, 14(1): 3090.