YiGene|Lea un artículo: Diez cuestiones centrales en la investigación de la metilación del ADN
1. ¿Qué es la metilación del ADN?
La metilación del ADN es una forma de modificación química del ADN. Se refiere al proceso en el que las moléculas de ADN añaden selectivamente grupos metilo a bases específicas bajo la acción de la ADN metiltransferasa. La metilación del ADN puede cambiar la expresión genética sin cambiar la secuencia del ADN y es uno de los métodos de regulación epigenética más importantes.
2. La principal forma de metilación del ADN
5-metilcitosina (5-mC): la modificación de metilación del ADN más importante, ampliamente encontrada en plantas y animales en los genomas de organismos eucariotas. , se llama "quinta base".
5-hidroximetilcitosina (5-hmC): sexta base en los mamíferos.
N6-metiladenina (N6-mA): Se encuentra en los genomas de bacterias, algas, animales y plantas.
7-Metilguanina (7 mg)
3.Metilación y desmetilación del ADN (5mC):
Metilación del ADN Se puede dividir en dos tipos: uno es que dos hebras de ADN no metiladas están metiladas, lo que se llama metilación de novo, la otra es que una hebra de ADN bicatenario está metilada y la otra no está metilada. Este tipo se llama metilación de mantenimiento.
El ADN metilado se puede desmetilar. La desmetilación del ADN está regulada por los fragmentos dentro del gen y factores relacionados, que incluyen:
Desmetilación activa: la enzima TET en los mamíferos desmetila activamente, y la TET convierte 5 mC en 5 hmC.
Metilación pasiva en animales: el ADN se pierde/diluye debido a la replicación continua.
4. Metilación del ADN en plantas
Para las plantas, ante cambios en el entorno de crecimiento, los cambios epigenéticos cambiarán la conformación del ADN de la planta, cambiando así la cromatina y la estructura de las proteínas. para lograr la función de regular el genoma. Se descubrió que cuando las plantas enfrentan estrés biótico y abiótico, la metilación del ADN cambia en el genoma de la planta y estos cambios se heredan a las generaciones futuras. Por lo tanto, los cambios en la metilación del ADN pueden enriquecer la diversidad de especies de plantas y mejorar la adaptabilidad ambiental de las plantas.
A diferencia de los genomas de mamíferos, que solo tienen metilación CG, la metilación del genoma vegetal incluye metilación CG, CHG y CHH (H representa cualquier base no G). Los mecanismos moleculares que mantienen estos tres tipos diferentes de metilación del ADN son muy complejos.
5. La función principal de la metilación del ADN
La metilación del ADN puede cambiar la estructura cromosómica, la conformación del ADN, la estabilidad del ADN y la interacción entre el ADN y las proteínas, controlando así la expresión genética.
Mantener la estabilidad del material genético del genoma (hipermetilación de TE)
Regulación de la expresión genética (metilación dinámica de elementos que actúan en cis como promotores/potenciadores, etc.)
La metilación del ADN está implicada en la regulación de la transcripción genética, la diferenciación celular, el desarrollo embrionario, la inactivación del cromosoma X, la impronta genética y la tumorigénesis.
6. El potencial de la metilación del ADN como biomarcador.
En comparación con el genoma, la metilación del ADN puede reflejar mejor la influencia del medio ambiente.
La metilación del ADN no es tan estática como el genoma, ni tan inestable como el transcriptoma y el proteoma.
La metilación del ADN está en cambio dinámico y puede registrar el impacto de factores ambientales como los anillos de los árboles.
Las marcas de metilación del ADN son las marcas epigenéticas más prometedoras.
7. Principales direcciones de investigación de la metilación del ADN
8. Métodos de detección de la metilación del ADN
Métodos de secuenciación de la metilación del ADN comúnmente utilizados en la investigación actual. Existen genomas completos (WGBS). , oxWGBS, etc.), genomas simplificados (dRRBS, RRBS, XRBS, etc.), genomas específicos (captura en fase líquida), genes específicos (TBS) y chips de 850K, que son adecuados para muchos escenarios de aplicación diferentes.
WGBS y RRBS se utilizan para la investigación de todo el genoma y la detección de genes diana (marcadores candidatos de metilación del ADN).
TBS se utiliza para verificar la metilación de genes objetivo posteriores.
9 ¿Cómo elegir la tecnología de detección de metilación del ADN para diferentes muestras?
Basado en más de diez años de experiencia en investigación de metilación del ADN, Yigene resumió exhaustivamente las diferentes opciones de diferentes herramientas de detección de metilación del ADN para diferentes tipos de muestras y dividió los estándares de recomendación técnica en tres puntos:
La solución más poderosa (estándar de oro): ¿WGBS/trace WGBS/scWGBS?
La solución más rentable: RRBS/dRRBS/XRBS (animal)
Traducción clínica a gran escala/validación de metilación objetivo: ¿TBS?
10. Minería de datos de metilación del ADN
La metilación del ADN suele seguir tres pasos de la minería de datos. Primero, se analizaron los cambios de metilación en todo el genoma, incluidos los cambios promedio en el nivel de metilación, los cambios en la distribución del nivel de metilación, el análisis de reducción de dimensionalidad, el análisis de conglomerados, el análisis de correlación, etc. En segundo lugar, realice un análisis del nivel de diferencia de metilación para detectar genes diferenciales específicos, incluida la identificación de DMC/DMR/DMG, la distribución de DMC/DMR en elementos genómicos, el análisis de unión de TF de DMC/DMR y las estrategias de análisis para datos de metilación de series temporales. Análisis funcional de DMG. Finalmente, el análisis de asociación de metilómica y transcripción incluye la asociación global de metagenes, la asociación de correspondencia DMG-DEG, la asociación de red, etc.