5月31日，中國科學(xué)院北京生命科學(xué)研究院研究員孫中生團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院合作，在Briefings in Bioinformatics上，發(fā)表了題為A new approach to decode DNA methylome and genomic variants simultaneously from double strand bisulfite sequencing的最新研究成果。該研究開發(fā)出可以同時精準(zhǔn)分析全基因組DNA甲基化、半甲基化與遺傳突變的新方法，為從遺傳和表觀遺傳角度解析疾病及生命現(xiàn)象的發(fā)生發(fā)展過程提供了一個有效且可靠的工具。

遺傳及表觀遺傳變異能夠交互作用，在疾病及生命現(xiàn)象的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。DNA甲基化作為一種主要的表觀遺傳修飾形式，具有抑制轉(zhuǎn)座子活性、控制基因組印跡及調(diào)控基因表達(dá)等多種生物學(xué)功能。全基因組亞硫酸鹽測序利用亞硫酸鹽反轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的C>T轉(zhuǎn)變來定量單個位點(diǎn)的甲基化水平，是檢測DNA甲基化組的經(jīng)典方法?；诖?，一些研究開發(fā)了從亞硫酸鹽測序數(shù)據(jù)中識別單核苷酸突變的軟件。然而，因?yàn)镃>T突變是群體中最廣泛存在的遺傳變異（如人類dbSNP數(shù)據(jù)庫中35%的單核苷酸變異是C>T），所以這些軟件并不能從現(xiàn)有的全基因組甲基化測序數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確識別C>T突變，也無法解決亞硫酸鹽翻轉(zhuǎn)失敗以及比對錯誤所造成的假陽性問題。群體中這些廣泛存在的C>T突變?yōu)榇祟愇稽c(diǎn)甲基化水平的精確測量也帶來了挑戰(zhàn)。

針對現(xiàn)有全基因組DNA甲基化分析存在的缺點(diǎn)，孫中生團(tuán)隊(duì)在長期從事表觀基因組新技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用的工作基礎(chǔ)上，開發(fā)了一種有效且可靠的在全基因組中解析DNA甲基化和遺傳變異的新方法——DSBS。該方法通過利用發(fā)夾狀的接頭將亞硫酸鹽處理后的DNA兩條鏈連接在一起，高通量測序后，通過生物信息分析流程（https://github.com/tianguolangzi/DSBS）可以同時檢測來自于同一條雙鏈DNA的兩條DNA鏈，實(shí)現(xiàn)從一套測序數(shù)據(jù)中同時精準(zhǔn)分析DNA甲基化水平和單核苷酸變異。相對于目前表現(xiàn)最好的從全基因組甲基化測序數(shù)據(jù)中檢測單核苷酸變異的分析軟件BS-SNPer，DSBS將單核苷酸變異的檢測靈敏度從75.2%提升至92.4%，將準(zhǔn)確度從77.7%提升至92.7%。在DNA甲基化檢測的準(zhǔn)確性方面，DSBS與目前DNA甲基化檢測“金標(biāo)準(zhǔn)”MethylC-seq檢測DNA甲基化水平的相關(guān)性達(dá)到0.95，且具有較高的技術(shù)重復(fù)性。為從遺傳和表觀遺傳角度解析生命現(xiàn)象及疾病的發(fā)生發(fā)展過程提供了有效的工具，表明了在群體表觀基因組學(xué)研究中考慮遺傳背景的重要性。

該研究由孫中生組已畢業(yè)研究生梁加龍和張坤共同完成，孫中生和北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院副研究員滕花景為論文的共同通訊作者。研究工作得到國家自然科學(xué)基金及廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的資助。

論文鏈接

DSBS技術(shù)建庫策略及其識別單核苷酸遺傳變異和DNA甲基化水平的準(zhǔn)確性

來源： 北京生命科學(xué)研究院