MeDIP甲基化测序的应用

背景及概述^[1-2]

甲基化就是人体内新陈代谢产生的“甲基分子集团”贴到了蛋白质、脱氧核糖核酸(DNA)和其他分子上。它是遗传基因调控生命活动的重要化学反应，参与胚胎发育、衰老、肿瘤发生等诸多生理、病理过程，是身体正常运转保持自然健康状态所必需的。MeDIP-Seq（Methylated DNA Immunoprecipitation Sequencing）测序即MeDIP甲基化测序是基于抗体富集原理进行测序的全基因组甲基化检测技术，采用甲基化DNA免疫共沉淀技术，通过5'-甲基胞嘧啶抗体特异性富集基因组上发生甲基化的DNA片段，然后通过高通量测序可以在全基因组水平上进行高精度的CpG密集的高甲基化区域研究。研究人员可以利用MeDIP-Seq技术快速有效地寻找基因组上的甲基化区域，从而比较不同细胞、组织或疾病样本间的DNA甲基化修饰模式的差异。

技术路线^[2]

技术优势^[2]

精确度高：基因组位点定位精确性可达± 50bp。

可靠性高：直接对甲基化片段进行测序和定量，无交叉反应和背景噪音。

检测范围广：全基因组范围内甲基化区域研究。

高性价比：通过抗体富集高甲基化区域进行测序，有效降低测序费用。

MeDIP-seq生物信息学分析

将测序结果与参考基因组比对，比对上唯一位置的序列用于后续标准信息分析及个性化分析。信息分析流程如下：

生物信息分析流程图，首先要对测序数据进行去接头去低值处理，然后进行比对分析，采用唯一比对的reads进行下一步分析。之后对唯一比对reads在基 因组，基因元件的分布进行分析。检测到唯一比对的reads的富集区（Peak），并对Peak进行分析。最后进行差异Peak的分析。

应用^[2]

MeDIP-Seq发现种子发育过程中重复元件广泛的去甲基化是基因印记的基础：在植物中，基因印记现象往往发生在胚乳中。研究人员以两个拟南芥品种Col- gl和Ler各自的胚和胚乳为材料，利用medIP测序的手段对全基因组的甲基化谱进行研究。发现伴随着胚乳的发育以及胚乳特异的一些基因的表达发生了大 规模甲基化的变化。胚乳中重复元件发生了广泛的去甲基化。并且，通过将胚乳中甲基化程度降低的区域与胚乳表达偏好性(preferential expression in endosperm)关联起来作为候选印记基因的方式，寻找到了新的印记基因。所有的结果说明植物中印记的发生来源于在基因调控元件附近插入重复元件的甲基化以及之后的正向选择的原因。

参考文献

[1] 新编老年学词典

[2] MeDIP甲基化测序技术说明书