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表观遗传学成为癌症研究的新发展方向

来源/作者:Genelibs   发表时间:2016-06-29 15:20:42  
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  伦敦大学学院UCL的科学家们对表观遗传学测序的分析技术进行了重要改良。现在,他们能从测序数据中挖掘到更准确的高质量信息。

       表观遗传学修饰可以在不改变DNA序列的情况下调控基因的活性,对于人类发育和人类疾病有深远的意义。在许多癌症中,表观遗传学变异比基因变异还要频繁。人们普遍认为,癌症表观遗传学研究可以揭示癌症发展的关键信息。

     表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下,基因表达的可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多,已知的有(DNA methylation),基因组印记(genomic imprinting),母体效应(maternal effects),基因沉默(gene silencing),核仁显性,休眠转座子激活和RNA编辑(RNA editing)等。

      DNA甲基化是最常见的一种表观遗传学修饰,广泛参与了细胞对基因表达的控制,在细胞生长、细胞分化、细胞增殖和疾病状态中起到了关键性的作用。2010年以来,全基因组重亚硫酸盐测序(WGBS)被广泛用于生成参考甲基化组,这一技术已经成为基础和临床研究必不可少的一部分。由于WGBS成本比较高,人们一直在努力挖掘尽可能更多的信息。

       研究人员用自己开发的分析工具将WGBS甲基化组动态分割成COMET段落,然后从中提取之前丢失的信息(比如差异 性甲基化位点DMP)。研究显示,这种分析工具用于低覆盖度的甲基化组,提取的信息量显著多于标准分析方法。这种工具能够用更少的数据提取更多的信息,可 以帮助人们进一步理解人类健康和疾病。

       重亚硫酸盐测序本质上就是重亚硫酸盐转化与二代测序(NGS)的结合。这一技术是在全基因组范围内分析DNA甲基化 的基础工具,也是是甲基化研究中最受欢迎的技术。Nature Methods杂志曾发布一种单细胞重亚硫酸盐测序(scBS-seq)技术。该技术可以对单个细胞的所有DNA甲基化进行全基因组分析,帮助人们进一步 理解胚胎的发育机制,更好的进行癌症和不孕不育的治疗。

       单细胞DNA甲基化分析逐渐成为了表观遗传学研究的热点。新加坡A*STAR的研究人员开发了一种能在单细胞内检测 多个DNA甲基化位点的方法,并将其命名为单细胞甲基化限制酶切分析(single-cell restriction analysis of methylation,SCRAM)。

      表观遗传学是癌症研究的新发展方向,现在这类研究已经取得了很大的进展。

推荐原文:Saturation analysis for whole-genome bisulfite sequencing data. Nature Biotechnology

Information recovery from low coverage whole-genome bisulfite sequencing. Nature Communications

 

 


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