北京大学Nature子刊开发甲基化分析新技术

　　来自北京大学的研究人员称他们开发出了一种单细胞简化代表性重亚硫酸盐测序（single-cell reduced-representation bisulfite sequencing，scRRBS），并利用它绘制哺乳动物细胞的DNA甲基化组景观图。这一重要的成果发布在4月2日的《Nature Protocols》杂志上。 北京大学生命科学学院的汤富酬（Fuchou Tang）研究员和文路（Lu Wen）助理研究员是这篇文章的共同通讯作者。

　　DNA甲基化是最早发现的基因表观修饰方式之一，真核生物中的甲基化仅发生于胞嘧啶，即在DNA甲基化转移酶（DNMTs）的作用下使CpG二核苷 酸5’-端的胞嘧啶（C）转变为5’-甲基胞嘧啶(5mC),其参与调控了基因表达。在哺乳动物体内，DNA甲基化在分化细胞中相对稳定；相比之下，在早 期胚胎发育和原始生殖细胞发育过程中会发生基因组范围的去甲基化和DNA甲基化谱式的再建立(remethylation)。

　　全基因组亚硫酸盐测序可让研究人员全面地查看DNA甲基化组视图，但由于它是对整个基因组进行深度测试价格非常昂贵。简化代表性重亚硫酸盐测序 （RRBS）技术为我们提供了一种准确、高效、经济的DNA甲基化替代研究方法。这种方法首先采用特异性限制性核酸内切酶（通常是MspI酶）来消化基因 组DNA，然后通过片段选择进行启动子及CpG岛区域的特异性富集，随后进行重亚硫酸盐处理并测序。

　　通过测序大约10%的小鼠或人类基因组，RRBS可有效覆盖基因组大部分信息量丰富的CpG位点，包括>70%的启动子，>80%的 CpG岛和大量的CpG岛岸(CpG island shore)、增强子、外显子、3′UTRs和重复元件。但传统的RRBS技术需要毫微克量的基因组DNA作为原始材料，且不适用于单细胞。

　　在这篇文章中研究人员报告称，他们开发出了一种叫做scRRBS的新技术。这一技术改良了原始的RRBS的方法，在PCR扩增之前将所有实验步骤整 合到单管反应中完成。这样的改良使得scRRBS能够以单碱基分辨率提供单个二倍体小鼠或人类细胞内约100万CpG位点的数字化甲基化信息。相比于单细 胞重亚硫酸盐测序(scBS)技术，scRRB覆盖的CpG位点少一些，但它更好地覆盖了CpG岛——这种DNA甲基化信息量可能最丰富的元件。

　　这整个程序需要大约3周时间，并且要求具备较强的分子生物学技能。