无需重亚硫酸盐转化的5hmC精确定位法

　　

生物通报道：基因组是所有生物的遗传蓝图，基因组DNA不仅携带着基本的遗传信息，还含有表观遗传学的修饰信息。表观遗传修饰存在于几乎所有生物体内，大大扩展了DNA的结构复杂性和信息含量。

在高等真核生物中，最常见的表观遗传标记是5-甲基胞嘧啶（5mC）。5mC能影响基因表达、基因组印迹、转座因子抑制和X染色体失活，是生长和发育所必须的，与多种疾病（包括自闭症和结肠癌）有关。不过，核苷酸的许多其他化学修饰也控制着基本生命功能。

近几年，科学家们的研究重心逐渐从4种基本碱基转移到其他经过修饰的碱基，从5-甲基胞嘧啶（5mC）、5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）、5-甲酰基胞嘧啶（5fC）到5-羧基胞嘧啶（5caC）。这四种经过修饰的碱基也被称为“新四大碱基”。

获得单碱基分辨率的5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）和5-甲酰基胞嘧啶（5fC）全基因组图谱，对于理解这些修饰的生物学功能非常重要。NEB(New England Biolabs, Inc.)公司的研究团队日前开发了一种低成本的酶学分析方法，能够获得单碱基分辨率的5hmC和5fC全基因组图谱。这项研究发表在近日的Molecular Cell杂志上，文章的通讯作者是NEB的Shengxi Guan 和Zhenyu Zhu。

 

研究人员将5hmC限制性内切酶PvuRts1I和一个5hmC化学标记富集法结合起来，能够检的到低丰度的5hmC位点。与现有的重亚硫酸盐转化法相比，这种方法能够提供更加完整的5hmC景观图。（延伸阅读：何川、任兵、徐国良Cell子刊发表表观遗传学新成果）

平行分析显示，与CpG环境相比，非CpG环境中5hmC 和5fC丰度更低，动态变化更大。在基因区域，5hmCpG 和5fCpG的分布与5hmCH和5fCH (H = A, T, C)不同。研究人员还发现，5hmC和5fC主要位于调控蛋白与DNA结合的位点（集中在活跃和准备启动的增强子处），消耗了可用的转录因子结合位点。

这项研究展示了一种无需重亚硫酸盐转化的灵敏方法，适合在样本量少或者胞嘧啶修饰丰度低的情况下使用。这种技术无疑将为表观遗传学研究者们提供很大的帮助。

 

生物通编辑：叶予

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