5月31日，中國(guó)科學(xué)院北京生命科學(xué)研究院研究員孫中生團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院合作，在Briefings in Bioinformatics上，發(fā)表了題為A new approach to decode DNA methylome and genomic variants simultaneously from double strand bisulfite sequencing的最新研究成果。該研究開(kāi)發(fā)出可以同時(shí)精準(zhǔn)分析全基因組DNA甲基化、半甲基化與遺傳突變的新方法，為從遺傳和表觀遺傳角度解析疾病及生命現(xiàn)象的發(fā)生發(fā)展過(guò)程提供了一個(gè)有效且可靠的工具。

遺傳及表觀遺傳變異能夠交互作用，在疾病及生命現(xiàn)象的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用。DNA甲基化作為一種主要的表觀遺傳修飾形式，具有抑制轉(zhuǎn)座子活性、控制基因組印跡及調(diào)控基因表達(dá)等多種生物學(xué)功能。全基因組亞硫酸鹽測(cè)序利用亞硫酸鹽反轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的C>T轉(zhuǎn)變來(lái)定量單個(gè)位點(diǎn)的甲基化水平，是檢測(cè)DNA甲基化組的經(jīng)典方法?；诖?，一些研究開(kāi)發(fā)了從亞硫酸鹽測(cè)序數(shù)據(jù)中識(shí)別單核苷酸突變的軟件。然而，因?yàn)镃>T突變是群體中最廣泛存在的遺傳變異（如人類(lèi)dbSNP數(shù)據(jù)庫(kù)中35%的單核苷酸變異是C>T），所以這些軟件并不能從現(xiàn)有的全基因組甲基化測(cè)序數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確識(shí)別C>T突變，也無(wú)法解決亞硫酸鹽翻轉(zhuǎn)失敗以及比對(duì)錯(cuò)誤所造成的假陽(yáng)性問(wèn)題。群體中這些廣泛存在的C>T突變?yōu)榇祟?lèi)位點(diǎn)甲基化水平的精確測(cè)量也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

針對(duì)現(xiàn)有全基因組DNA甲基化分析存在的缺點(diǎn)，孫中生團(tuán)隊(duì)在長(zhǎng)期從事表觀基因組新技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用的工作基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了一種有效且可靠的在全基因組中解析DNA甲基化和遺傳變異的新方法——DSBS。該方法通過(guò)利用發(fā)夾狀的接頭將亞硫酸鹽處理后的DNA兩條鏈連接在一起，高通量測(cè)序后，通過(guò)生物信息分析流程（https://github.com/tianguolangzi/DSBS）可以同時(shí)檢測(cè)來(lái)自于同一條雙鏈DNA的兩條DNA鏈，實(shí)現(xiàn)從一套測(cè)序數(shù)據(jù)中同時(shí)精準(zhǔn)分析DNA甲基化水平和單核苷酸變異。相對(duì)于目前表現(xiàn)最好的從全基因組甲基化測(cè)序數(shù)據(jù)中檢測(cè)單核苷酸變異的分析軟件BS-SNPer，DSBS將單核苷酸變異的檢測(cè)靈敏度從75.2%提升至92.4%，將準(zhǔn)確度從77.7%提升至92.7%。在DNA甲基化檢測(cè)的準(zhǔn)確性方面，DSBS與目前DNA甲基化檢測(cè)“金標(biāo)準(zhǔn)”MethylC-seq檢測(cè)DNA甲基化水平的相關(guān)性達(dá)到0.95，且具有較高的技術(shù)重復(fù)性。為從遺傳和表觀遺傳角度解析生命現(xiàn)象及疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程提供了有效的工具，表明了在群體表觀基因組學(xué)研究中考慮遺傳背景的重要性。

該研究由孫中生組已畢業(yè)研究生梁加龍和張坤共同完成，孫中生和北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院副研究員滕花景為論文的共同通訊作者。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金及廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的資助。

論文鏈接

DSBS技術(shù)建庫(kù)策略及其識(shí)別單核苷酸遺傳變異和DNA甲基化水平的準(zhǔn)確性

來(lái)源： 北京生命科學(xué)研究院