深圳子科生物報(bào)道：11月17日Cell雜志SnapShot專欄介紹了表觀遺傳研究的檢測(cè)方法，這四種方法包括：亞硫酸氫鈉測(cè)序法（bisulfite sequencing）、染色質(zhì)免疫沉淀測(cè)序技術(shù)（chromatin immunoprecipiation sequencing）、開放染色質(zhì)測(cè)定（determination of open chromatin），以及3D染色質(zhì)捕獲分析（3D chromatin capture）。

染色質(zhì)免疫沉淀測(cè)序技術(shù)新突破

ChIP-Seq方法是現(xiàn)代測(cè)序技術(shù)用于闡述轉(zhuǎn)錄調(diào)控和表觀遺傳學(xué)研究的重要手段。通過有針對(duì)性地俘獲和富集特定蛋白，可以獲取與這些蛋白結(jié)合的DNA片段，將其進(jìn)行純化后可以用于高通量測(cè)序，獲取特定DNA-蛋白相互作用和結(jié)合位點(diǎn)的完整信息。

北大的一組研究人員發(fā)展了一種基于微流控芯片的微量細(xì)胞樣品處理與核酸俘獲方法，成功實(shí)現(xiàn)了針對(duì)1000個(gè)細(xì)胞的染色質(zhì)免疫沉淀測(cè)序（ChIP-Seq），大幅減少了這類實(shí)驗(yàn)中對(duì)樣品起始量的要求，并利用這一方法研究了組蛋白H3第4位賴氨酸的3甲基化修飾（H3K4me3）在小鼠胚胎發(fā)育過程中的修飾模式，發(fā)現(xiàn)與小鼠胚胎干細(xì)胞相比，小鼠表皮干細(xì)胞與小鼠胚胎發(fā)育至6.5天的外胚層細(xì)胞在該修飾模式上更為相似，表明小鼠表皮干細(xì)胞是體內(nèi)植入后外胚層細(xì)胞的一個(gè)可靠的體外模型。

研究人員利用這一方法，研究了H3K4me3在小鼠胚胎干細(xì)胞、小鼠表皮干細(xì)胞以及小鼠胚胎發(fā)育至6.5天的外胚層細(xì)胞中的修飾模式。1000個(gè)細(xì)胞的ChIP-Seq實(shí)驗(yàn)富集了一萬(wàn)兩千個(gè)到二萬(wàn)個(gè)基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，其中96%以上與大量細(xì)胞的結(jié)果重合，說明這一方法具有高靈敏度與低假陽(yáng)性；并且兩組生物學(xué)重復(fù)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)系數(shù)均大于0.97，平行性好。

而且小鼠表皮干細(xì)胞與小鼠胚胎發(fā)育至6.5天的外胚層細(xì)胞中均出現(xiàn)神經(jīng)管發(fā)育和神經(jīng)元分化等外胚層分化相關(guān)的明顯特征。與已有的技術(shù)相比，這一工作展示了目前細(xì)胞總起始需求量zui少的無需測(cè)序建庫(kù)前進(jìn)行核酸擴(kuò)增的微量細(xì)胞ChIP－Seq實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

利用亞硫酸氫鈉測(cè)序法繪制大腦甲基化圖譜

來自Salk生物研究所的研究人員應(yīng)用全基因組甲基化測(cè)序技術(shù)繪制出小鼠和人類大腦幾種甲基化類型的廣泛圖譜。研究人員通過采用全基因組亞硫酸氫鈉測(cè)序法繪制小鼠額葉皮質(zhì)胞嘧啶核苷酸甲基化圖譜，發(fā)現(xiàn)了一些不尋常的東西。成年哺乳動(dòng)物大多數(shù)的甲基化作用都發(fā)生在DNA分子彼此相鄰的胞嘧啶以及鳥嘌呤上。這種常見的修飾類型就叫做CG甲基化。

與其他核苷酸相鄰的胞嘧啶也可以發(fā)生甲基化，但在身體的大多數(shù)部位的分化細(xì)胞中很少可以看到了這種非CG甲基化。但隨著它們的年齡增長(zhǎng)和大腦發(fā)育非CG甲基化迅速累積。

研究人員在人類大腦中發(fā)現(xiàn)了相似的非CG甲基化累積模式，并發(fā)現(xiàn)該修飾在生命的頭兩年尤其迅速地累積，這正是突觸快速形成的時(shí)間。在整個(gè)青春期非CG甲基化繼續(xù)累積，而年長(zhǎng)受試者的非CG甲基化略有下降。研究人員還指出，受試者的基因非CG甲基化與其基因的低表達(dá)水平相關(guān)。