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什么是表观遗传的知识星球,这就带你研究!

【字体: 时间:2021年06月01日 来源:Takara

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  在进行表观遗传学测序研究时,研发人员常面临多种挑战,需要更简便好用的解决方案。Takara提供多种表观遗传学研究的测序解决方案,助您更好更正确地进行相关研究。

首先看一个经典案例:或许大家会发现,一对同卵双胞胎姐妹,她们拥有相同基因,但长相却并非完全一样。这其中的奥秘,就可以用表观遗传学解释。

什么是表观遗传学?

表观遗传学(Epigenetics)指在基因的核苷酸序列不发生改变的情况下,基因表达的可遗传的变化的研究。例如,DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色体重塑和非编码RNA调控等等。表观遗传学涵盖的现象很广,比如同卵双胞胎的环境影响、植物叶片颜色的多样性、蜂王与工蜂的差异等。

备受瞩目的表观遗传学测序!

因为有了表观遗传修饰的不同,生命体呈现了更加千姿百态的变化。而NGS技术的出现,很大程度上促进了表观遗传学的研究。以NGS为基础的各种表观遗传学测序及研究方法的应用和推广,为生命科学以及医学的研究提供更多角度。

常见的表观遗传学测序方法

(一)DNA甲基化测序

DNA甲基化修饰现象广泛存在于多种有机体中,是表观遗传学的重要组成部分。大量研究表明,DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而在基因的表达及其调控、DNA的复制、细胞的生长、X染色体失活、衰老以及许多人类疾病发生过程中发挥重要作用。

Takara 甲基化测序文库构建解决方案

EpiXplore Meth-Seq DNA Enrichment Kit(Code No. 635023)

« 微量样本友好,可以25 ng-1 μg的剪切基因组DNA起始
« 采用His-tagged MBD2蛋白质结合甲基化DNA部分,并通过Capturem Nanoprep Columns将甲基化DNA快速浓缩
« 采用DNA SMART技术,无需接头连接即可构建测序文库。

(二)m6A RNA甲基化测序

近年来的研究发现,m6A(N6-甲基腺嘌呤,N6-methyladenosine)是真核生物mRNA上非常普遍的化学修饰。m6A在调控mRNA的稳定性、剪切、翻译等方面扮演重要角色。m6A RNA甲基化测序一般采用的方法通过m6A特异性抗体对具有m6A修饰的RNA片段进行免疫共沉淀,将富集下来的RNA片段进行文库构建,然后再上机测序。

Takara MeRIP-Seq文库构建解决方案

SMARTer Stranded Total RNA-Seq Kit v2 - Pico Input Mammalian(Code No. 634411)

▪ 支持250 pg-10 ng 人、大/小鼠total RNA,或5-50 ng FFPE RNA起始,即使珍贵的微量临床样本,也无需过于担心样本量不足。
▪ 专为低质量样本设计,兼容RIN2-10,或DV200≥25%的RNA起始,生成优质的文库。
▪ 引入了ZapR & R-probes探针加酶法的核糖体去除技术,可实现在建库过程中识别、切断核糖体来源的cDNA,您无需前处理rRNA,最终可在6h内完成链特异性Illumina文库的构建。

【文献案例】

Liu, J., Xu, YP., Li, K. et al. The m6A methylome of SARS-CoV-2 in host cells. Cell Res 31, 404–414 (2021).

军事科学院军事医学研究院秦成峰课题组与北京大学生命科学学院伊成器课题组合作,通过系统绘制了新冠病毒在不同宿主细胞中的m6A甲基化修饰图谱,揭示了m6A甲基化在新冠病毒感染和传播过程中的关键作用。其中,SMARTer Stranded Total RNA-Seq Kit v2- Pico Input Mammalian 用于构建RIP-Seq和m6A-miCLIP-seq测序文库。

另外Takara对产品进行了升级,推出了SMARTer Stranded Total RNA-Seq Kit v3 - Pico Input Mammalian(Code No. 634485),在保留前一代可靠性能的基础上,加入了UMI分子标签,大家如果对结果准确度有更高要求,不妨关注一下TA。

Takara提供多种表观遗传学研究的测序解决方案,欢迎索取资料>>

(三)ChIP-Seq

ChIP(染色质免疫共沉淀,Chromatin Immunoprecipitation)是研究活细胞的蛋白质与DNA相互作用的一种技术。它利用抗原抗体反应的特异性,可以真实地反映体内蛋白因子与基因组DNA结合的状况。ChIP-seq技术是将ChIP与NGS相结合,一次性获得与目的蛋白质相结合的DNA序列、确定蛋白质的结合分布和准确的结合位点等信息的技术。

Takara ChIP-Seq文库构建解决方案

ThruPLEX DNA-Seq Kit(Code No. R400674)

▪ 兼容50 pg -50 ng的gDNA起始,即使是少量细胞起始的ChIP-Seq分析,也可以轻松获得高质量的数据!
▪ 采用特别的茎环形接头,能够有效抑制二聚体的形成,提高与目的片段的连接效率,制备低背景的文库!
▪ 整个实验只需要两个小时三步的操作流程,省去更多繁琐的操作步骤,而且仅需在PCR反应后进行1次磁珠纯化,实现对珍贵的ChIP样本的有效分析!

【文献案例】

Liu, Y. et al. Transcriptional landscape of the human cell cycle. PNAS 114, 3473-78(2017).

本研究通过多组学联合分析,绘制了全面的细胞周期的转录和组蛋白修饰图谱,并揭示了整个细胞周期中转录组的动态变化特征。其中使用ThurPLEX DNA-Seq Kit制备ChIP-seq和DNase-seq的文库。

更多ChIP-Seq分析秘籍,推荐阅读:做ChIP-Seq分析,发高分文章,还可以这样!    

(四) CUT & RUN-Seq

CUT & RUN(cleavage under targets and release using nuclease)是最近几年兴起的一种蛋白质-DNA互作研究方法。CUT&RUN-Seq的过程包括:在完整的细胞或细胞核内,利用抗体靶向定位目的蛋白,再通过pAG-MNase(Protein A-Protein G-微球菌核酸酶)对目标蛋白两端的DNA进行切割,并将目标蛋白结合的序列释放到细胞外,之后再对获得的目的DNA片段进行文库构建和上机测序。相较于传统的ChIP-Seq技术,CUT & RUN-Seq因为无需免疫共沉淀操作、细胞起始量低等特点而受到越来越多的研究人员的青睐。

Takara CUT & RUN 测序文库构建解决方案

同样推荐ThruPLEX DNA-Seq Kit(Code No. R400674)

【文献案例】

Ernst, C. et al. Staged developmental mapping and X chromosome transcriptional dynamics during mouse spermatogenesis. Nat. Commun. 10, 1251 (2019).

本研究采用CUT&RUN-Seq检测X染色体的表观遗传调控。该研究聚焦X染色体在转录沉默后的失活和再激活,并为减数分裂后精子细胞X染色体再激活的表观遗传调控提供了见解。其中,实验测序文库制备使用ThurPLEX DNA-Seq Kit

(五)smRNA-Seq

在细胞调节过程中,small RNA (小RNA,长度为15至200个核苷酸)通过多种机制调控基因表达。smRNA-Seq是基于NGS技术,既可以用于检测特定组织在特定状态下的已知small RNA,也可以发现新的或特有的small RNA并预测其靶基因。

Takara smRNA-Seq文库构建解决方案

SMARTer smRNA-Seq Kit for Illumina(Code No. 635029)

▪ 采用PCR添加接头,避免常见的双端接头连接法产生较大的偏倚,更能对样品进行真实反映!
▪ 灵敏度高,可以1 ng- 2 ug Total RNA或纯化后的small RNA进行文库制备。
▪ 可分析多种small RNA(15-150 个碱基),比如miRNA/ piRNA/ siRNA/ snRNA/ snoRNA

【文献案例】

Dadonaite, B., et al. The structure of the influenza A virus genome. bioRxiv 236620 (2017). doi:10.1101/236620

在这项研究中,作者利用SMARTer smRNA-Seq Kit构建测序文库来研究流感病毒中的RNA-RNA相互作用。本研究提供了有关流感病毒如何调控其包装和生长过程以及不同病毒株之间基因组可能重组的机制等细节。并讨论了如何使用该数据来预测新大流行流感病毒株的出现。

写在最后,在进行表观遗传学测序研究时,研发人员常面临多种挑战,需要更简便好用的解决方案。Takara提供多种表观遗传学研究的测序解决方案,助您更好更正确地进行相关研究。

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