直接甲基化测序区分病原菌表观遗传学差异

在2012年7月美国微生物学会（ASM）大会上，美国农业部的研究团队发布了他们的*新研究，利用PacBio RS测序技术比较了两次大肠杆菌疫情中爆发株的基因组，揭示了这种重要食源性致病菌的基因组多样性和毒力演化。研究显示单分子测序技术可以直接进行甲基化测序，帮助研究人员同时进行结构变异和表观遗传学研究。

在2012年7月的美国微生物学会（ASM）大会上，美国农业部农产品安全与微生物研究中心的Robert Mandrell团队发布了他们的*新研究，他们利用PacBio RS测序技术对导致2007年比利时冰淇淋大肠杆菌疫情和2010年美国生菜大肠杆菌疫情的爆发株进行了研究，比较了这两个分离株的基因组，揭示了这种重要食源性致病菌的基因组多样性和毒力演化。

研究人员将PacBio的长片段测序数据与454、illumina的短片段测序数据进行混合，极大的降低了所生成的contig，关上了90%以上的基因组缺口gap。基因组比对分析显示，两个爆发株的基因组结构中存在3处大片段倒位差异（超过150kb）。更重要的是，研究人员利用单分子测序技术，在测序的同时得到了两个菌株的表观遗传学信息。

PacBio系统独特的聚合酶动力学分析能够直接检测碱基修饰，不需要进行甲基化测序或重亚硫酸盐测序等额外实验步骤，就能够直接进行表观遗传学分析。这是因为如果序列中存在碱基修饰（如甲基化和羟甲基化），PacBio系统的聚合酶在加入核苷酸时就会出现可检出的停顿，而这种动力学信号能揭示碱基修饰的存在。此外，PacBio公司发布的新软件还能在测序数据中标出碱基修饰事件。

研究人员正是借助了这一独特技术，在此次测序研究中直接获得了两个爆发株的甲基化数据。众多文献证明甲基化在微生物生长的基本功能中扮演着重要角色，甲基化能影响微生物的致病力，甲基化类型还可能与病菌在人体内的适应性和毒力有关。研究人员发现，在甲基化水平上，两个爆发株的6-mA修饰水平有着明显的差异，而且2010年美国生菜大肠杆菌爆发株的Stx2噬菌体插入序列上有着特异性的BsuBI/PstI限制性碱基修饰系统。

研究显示，PacBio单分子实时测序技术不仅能帮助研究者获得大范围的基因组结构变异信息，而且可以直接进行甲基化测序，帮助研究人员同时进行结构变异和表观遗传学研究，在不同水平上获得*真实的基因组信息。