內(nèi)容簡(jiǎn)介:本文深入探討了 DNA 甲基化在生命科學(xué)領(lǐng)域的重要性以及傳統(tǒng)重亞硫酸鹽測(cè)序的局限性。重點(diǎn)介紹了 NEB 推出的 EM-seq™和 E5hmC-seq™技術(shù),包括其原理、特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)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(jí)改進(jìn),展現(xiàn) NEB 在甲基化測(cè)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(xiàng)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(xué)
在生命科學(xué)領(lǐng)域,DNA 甲基化作為關(guān)鍵的表觀遺傳修飾之一,對(duì)基因表達(dá)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(tuán)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(dá)活性。在正常細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中,DNA 甲基化模式精確調(diào)控著基因的時(shí)空表達(dá),確保細(xì)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(guò)程中,DNA 甲基化模式會(huì)發(fā)生異常改變,一些抑癌基因的啟動(dòng)子區(qū)域可能會(huì)發(fā)生高甲基化,導(dǎo)致基因表達(dá)沉默,無(wú)法發(fā)揮抑制腫瘤的作用;同時(shí),一些癌基因的甲基化水平可能降低,使其表達(dá)異?;钴S,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。因此,深入研究 DNA 甲基化對(duì)于理解生命過(guò)程和攻克疾病具有重要意義。
然而,傳統(tǒng)的重亞硫酸鹽測(cè)序(WGBS)因其對(duì) DNA 的破壞性處理、GC 偏好性以及覆蓋度不均等問(wèn)題,限制了研究的準(zhǔn)確性和效率。重亞硫酸鹽處理會(huì)使 DNA 中的未甲基化胞嘧啶脫氨基轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏?,而甲基化的胞嘧啶則保持不變。但這種處理過(guò)程會(huì)導(dǎo)致 DNA 斷裂和降解,尤其是對(duì)于珍貴的微量樣本,如單細(xì)胞或游離 DNA(cfDNA),樣本損失嚴(yán)重。同時(shí),由于重亞硫酸鹽對(duì)不同 GC 含量區(qū)域的處理效率不同,會(huì)產(chǎn)生 GC 偏好性,使得測(cè)序數(shù)據(jù)在 GC 含量高的區(qū)域覆蓋度過(guò)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(zhǔn)確性。
為了更精準(zhǔn)地解析甲基化圖譜,NEB(New England Biolabs)的科學(xué)家們憑借深厚的酶學(xué)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和不懈努力,于 2019 年正式推出了 NEBNext® 酶學(xué)轉(zhuǎn)化法甲基化建庫(kù)試劑盒(EM-seq™),成為個(gè)商業(yè)化酶法甲基化檢測(cè)方案,為甲基化研究帶來(lái)了變革。
EM-seq™:酶法甲基化測(cè)序
EM-seq™是 NEB 的酶法甲基化測(cè)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(shí)現(xiàn)了對(duì) 5mC(5 - 甲基胞嘧啶)和 5hmC(5 - 羥甲基胞嘧啶)的高靈敏度、高準(zhǔn)確性檢測(cè)。自 2019 年推出以來(lái),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(jìn)展,其引用文獻(xiàn)數(shù)量已達(dá) 500+,充分體現(xiàn)了該技術(shù)在學(xué)術(shù)界的影響力和認(rèn)可度。