研究特定基因的甲基化状态,可采用亚硫酸氢盐转化法或甲基化DNA富集法。
1. 亚硫酸氢盐转化
为了评估特定基因的甲基化状态,亚硫酸氢盐转化通常是第一步,然后进行多种下游应用。在亚硫酸氢盐转化过程中,DNA经亚硫酸氢钠处理,未甲基化的胞嘧啶被转化为尿嘧啶,而甲基化的胞嘧啶对这种处理不敏感,仍保持为胞嘧啶。在DNA扩增过程中,尿嘧啶被识别为胸腺嘧啶,而甲基化的胞嘧啶仍保持为胞嘧啶。这使得可以区分胞嘧啶的甲基化状态。
在亚硫酸氢盐处理后,用于特定基因DNA甲基化分析的常见下游方法包括亚硫酸氢盐测序和甲基化特异性PCR(MS-PCR)。根据下游应用的不同,可以确定最适合的亚硫酸氢盐转化方法,尤其是由于转化后片段大小的差异。DNA修饰试剂盒(货号P-1026)专门针对实时MS-PCR,而 DNA修饰试剂盒(货号P-1001)则设计为与Illumina工作流程和下一代测序(NGS)兼容。对于含有低量DNA的样本,建议使用全细胞亚硫酸氢盐修饰试剂盒(货号P-1016),因为它可以直接从细胞、组织、血液和其他起始材料进行转化。在处理大规模亚硫酸氢盐转化实验时,高通量选项至关重要,以节省时间和降低成本,在这种情况下,DNA亚硫酸氢盐转化磁珠-96试剂盒(货号P-1008)专门针对高通量,采用基于磁珠的96孔格式。
1.1 亚硫酸氢盐测序(甲基化测序)
亚硫酸氢盐DNA转化与测序相结合(亚硫酸氢盐测序)是DNA甲基化研究的金标准,因为它可以提供特定基因的单碱基分辨率信息,明确每个单独胞嘧啶的甲基化状态。在测序过程中,未甲基化的胞嘧啶会被读作胸腺嘧啶,而甲基化的胞嘧啶则被读作胞嘧啶,从而能够区分胞嘧啶的甲基化状态。亚硫酸氢盐测序可以在全基因组范围内进行,也可以更有针对性地针对特定基因开展。
使用亚硫酸氢盐处理后DNA文库制备试剂盒(货号P-1055),可以直接从亚硫酸氢盐处理后的DNA构建与Illumina兼容的文库,用于甲基化测序。在成功完成亚硫酸氢盐转化后,为基于各种Illumina平台的亚硫酸氢盐测序(亚硫酸氢盐测序)检测准备DNA文库,例如全基因组亚硫酸氢盐测序(WGBS)、氧化亚硫酸氢盐测序(oxBs-seq)、简化表示亚硫酸氢盐测序(RRBS)以及其他基于亚硫酸氢盐的下一代测序应用。
对于从低输入量DNA进行简化流程的亚硫酸氢盐测序NGS文库制备,可以使用高灵敏度亚硫酸氢盐测序试剂盒(货号P-1056A)。该试剂盒旨在将DNA进行亚硫酸氢盐转化,并为基于Illumina的亚硫酸氢盐测序准备文库,所有步骤都包含在一个试剂盒中。
1.2 甲基化特异性PCR(MSP)
亚硫酸氢盐DNA转化与定量PCR相结合(甲基化特异性PCR)能够对特定DNA区域的甲基化状态进行特定基因的评估。然而,它无法提供正在检测区域内每个单独胞嘧啶位点的信息。通常情况下,这是一种有力的技术,用于验证通过亚硫酸氢盐测序获得的甲基化结果,也是一种较为省力且成本效益较高的技术,可用于同时评估多个样本中感兴趣基因的甲基化状态。可使用MS-qPCR快速试剂盒(货号P-1028)进行快速、特异且灵敏的甲基化特异性定量PCR
2. 富集甲基化DNA(meDIP或MBD)
基于亲和力的富集甲基化DNA的方法,如甲基化DNA免疫沉淀(meDIP)或甲基化CpG结合域(MBD),是不依赖于DNA亚硫酸氢盐处理的替代技术。
2.1 甲基化DNA免疫沉淀(meDIP)
通过使用针对5-甲基胞嘧啶(5-mC)特异性的抗体进行免疫沉淀来富集甲基化DNA,从而评估基因组中特定基因或区域的甲基化状态(meDIP)。该技术无需通过亚硫酸氢盐处理对DNA进行修饰。获得的甲基化DNA随后可以通过NGS进行测序(meDIP-Seq),或者通过qPCR进行分析(meDIP-PCR)。MeDIP试剂盒(货号P-1052)可用于高效富集和捕获甲基化DNA片段。与无法区分5-mC和5-羟甲基胞嘧啶(5-hmC)的亚硫酸氢盐测序不同,该技术还可用于5-hmC的免疫沉淀,hMeDIP试剂盒(货号P-1038)。
2.2甲基化CpG结合域蛋白(MBD)
甲基化DNA还可以通过MBD蛋白进行捕获富集。MBD蛋白能够结合甲基化DNA,尤其偏好CpG二核苷酸,并通过招募额外的蛋白复合体来介导基因沉默。EpiGentek提供用于细胞系样本的甲基-CpG结合域蛋白2(MBD2 ) ChIP试剂盒(货号P-2017),基于使用针对MBD2特异性的抗体进行MBD捕获,以实现甲基化DNA的染色质免疫沉淀。