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技术与服务

全基因组甲基化分析

全基因组甲基化分析

服务简介

      DNA甲基化(DNA methylation)是基因调控的手段之一,在维持细胞正常功能、传递基因组印记、胚胎发育、肿瘤发生等方面起着至关重要的作用,更是表观遗传学研究的热点。DNA甲基化是重要的表观遗传学标记信息,哺乳动物DNA甲基化主要为CG型,而富含CpG二核苷酸的CpG岛常位于转录调控区附近,与56%的人类基因组编码基因相关。获得全基因组范围内所有C位点的甲基化水平数据,对表观遗传学的时空特异性研究具有重要意义。

      全基因组DNA甲基化测序(Whole Genome Bisulfite Sequencing,WGBS),是将重亚硫酸盐处理方法和Illumina高通量测序平台相结合,对有参考基因组的物种在全基因组水平进行高精准甲基化研究。WGBS可以达到单碱基分辨率,精确分析每一个胞嘧啶的甲基化状态,从而构建精细的全基因组DNA甲基化图谱。

技术特点

      基于全基因组重亚硫酸盐转化的WGBS法,实现单碱基分辨率的甲基化位点精准、高效定位。精准获得全基因组甲基化的C位点,是甲基化测序的金标准;全面分析不同处理对全基因组甲基化水平的影响,快速准确地找到差异甲基化区域。

服务流程

      接收样品——DNA提取——Bisulfite转化——文库构建——PE150测序——信息分析

样本要求

      1、组织样品≥50mg

      2、DNA样品

               (1)请提供总量≥3μg/样本,浓度≥100ng/μL的DNA,OD260/280介于1.8-2.0之间;

               (2)电泳检测无明显RNA污染,基因组条带清晰、完整,无降解;

               (3)样品保存期间切忌反复冻融,送样时请使用干冰运输。

服务周期

     自收到样本到交付****自然日

信息分析

      WGBS是基于全基因组水平,实现单碱基分辨率的甲基化位点精准定位,快速准确地找到差异位点,实现高效分析DMR及相关基因的功能分析。

分析项目:

     1、测序数据质量评估,过滤掉低质量数据,保证数据质量

     2、与参考基因组比对,比对率和覆盖度分析

     3、甲基化位点calling,分析甲基化位点

     4、甲基化分布,甲基化在基因组,染色体,功能元件上的分布

     5、差异甲基化分析,寻找DMR

     6、相关基因分析,相关基因GO,KEGG富集分析

     7、多样本分析,PCA分析多样本甲基化变化规律

1、原始数据质量控制

      针对过短序列,污染序列,尾端低质量序列,进行下机原始数据(Raw Data)的过滤,并采用Fastp对于过滤前后的数据进行质控,得到碱基质量,GC含量,长度分布等分析结果。

2、序列比对(DNA Mapping)

      采用Bismark等软件将过滤后的数据链特异性地比对到参考基因组上,得到5mC的甲基化类型、状态、比例,用于后续甲基化水平、分布及差异甲基化分析。采用Samtools工具,对于基因组比对文件,进行排序并建立索引。

3、甲基化水平及分析

      采用Bismark算法对5mC鉴定分析结果进行甲基化类型、水平和分布的分析,得到在不同样本中的甲基化类型、水平及其基因组上的分布情况。

4、样本相关性、聚类、PCA分析

      以每一个样本的5mC鉴定分析结果为研究对象,采用PCA降维算法,Pearson相关性系数,K-Mean聚类等多种算法,对于每一个甲基化测序样本的甲基化程度以及样本相关性进行描述,得到样本的关联结果。

5、差异甲基化区域(DMR)筛选

      以每一个样本的5mC鉴定分析结果为研究对象,采用Methykit算法,对于差异甲基化区域进行分析,得到不同样本间差异的甲基化区域。

6、DMS/DMR相关基因分析

      依据DMR注释获取DMR相关的基因群,然后针对该基因群进行相关基因群的GO、KEGG Pathway和PPI分析。

7、差异甲基化区域(DMR)注释

      采用ChipSeeker算法,对于差异甲基化区域进行注释分析,得到DMR对应的基因以及所在的基因结构,包括启动子、外显子、内含子、基因间区等。


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