【5】腫瘤DNA甲基化數據分析原理及流程


導論

  • 表觀遺傳:非DNA決定的基因表達,或表型改變中可遺傳因素的研究
  • DNA水平:甲基化(胞嘧啶(二代測序為主)5mC,腺嘌呤(三代為主)6mA,羥甲基化
  • RNA水平:甲基化,ncRNA
  • 染色質水平:組蛋白修飾(甲基化/乙酰化/磷酸化/泛素化),核小體定位,染色質重塑和構象
  • DNA甲基化被廣泛的應用與表觀遺傳生物的標志

DNA甲基化基本概論

  • DNA甲基化廣泛存在:胚胎發育時期去甲基化——>重新甲基化,年輕——到年老,正常——腫瘤。受環境飲食等各種因素影響
  • 胞嘧啶甲基化5mC
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  • 目前已知的DNA共價修飾
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    DNA甲基化是可逆的(臨床應用要點)
  • 不同物種的甲基化pattern
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  • 不同物種甲基化水平
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檢測DNA甲基化的方法

  • 三種方法
    ①BS方法:Bisulfite-conversion(WGBS/RRBS/Beadchip)
    ②限制酶的方法
    ③富集的方法:MeDIP
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DNA甲基化數據分析流程及方法

DNA甲基化分析流程和軟件集錦

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BS方法可以得到單鹼基的甲基化信息

  • BS-seq分析流程
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比對步驟:
常規軟件需要進行轉換C-T,G-A;特異性軟件如BSMAP,已經轉換

  • 區域甲基化水平:相對,絕對

  • methylation profiling

  • DMR檢測(差異區域甲基化):
    基於基因區域的方法,基於滑動窗口的方法(用得多,准確性和靈敏性高),基於差異mCG位點,基於甲基化水平(PMD/LMR/UMR)

  • 功能分析:找到甲基化差異的基因,做功能注釋及富集。

  • 做和基因表達關系:比如做RNA表達與甲基化的關系(抑制/促進)

  • 實驗驗證

  • DMR分析工具及方法匯總
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DNA甲基化在腫瘤研究中的應用

  • 基因組與表觀基因組的關系:陰與陽
  • 環境因素對表觀遺傳的影響:如孕婦吃葉酸
  • DNA甲基化與癌症發生:如基因重復序列高甲基化重組變為低甲基化,使之基因組不穩定;又如CpG島低甲基化抑制基因表達,引起致癌。

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  • DNA甲基化異常是驅動癌症發生發展的重要機制,可作為液體活檢和早期診斷的理想標志物

  • 應用案例:
    ①通過找甲基化差異位點來研究預測疾病機制
    ②找敏感性甲基化位點——甲基化marker——驗證
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腫瘤基因組臨床應用專題:
【1】 腫瘤醫學研究前言進展
【2】腫瘤基因檢測相關技術原理
【3】腫瘤基因組數據分析方法概述
【4】腫瘤轉錄組測序分析流程及相關軟件
【5】腫瘤DNA甲基化數據分析原理及流程
【6】腫瘤胚系突變遺傳分析及數據庫使用
【7】基於NGS檢測體系變異解讀和數據庫介紹
【8】腫瘤臨床遺傳咨詢及案例分析


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