單細(xì)胞及微量樣本的DNA甲基化組學(xué)研究很大程度上受制于建庫(kù)測(cè)序技術(shù)。傳統(tǒng)的文庫(kù)構(gòu)建方法或類(lèi)似于基因組DNA的單細(xì)胞擴(kuò)增技術(shù)很難應(yīng)用到甲基化實(shí)驗(yàn)過(guò)程中。易基因建立了基于線性擴(kuò)增和單管建庫(kù)的技術(shù)，可充分降低文庫(kù)偏好性，準(zhǔn)確的完成珍貴樣本的全基因組甲基化研究。

單細(xì)胞及微量珍稀樣本的甲基化研究主要應(yīng)用于腫瘤發(fā)生機(jī)制，癌癥研究，胚胎植入前診斷，胚胎早期發(fā)育，生殖細(xì)胞重組，干細(xì)胞及細(xì)胞異質(zhì)性等研究領(lǐng)域。應(yīng)用的樣本包括單細(xì)胞、微量細(xì)胞等。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1.超低起始量：?jiǎn)渭?xì)胞或超低的建庫(kù)DNA起始量；

2. 測(cè)序覆蓋度高：最大限度地獲取完整的全基因組甲基化信息，精確繪制甲基化圖譜；

3. 單堿基分辨率：可精確分析每一個(gè)C堿基的甲基化狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)策略

信息分析

技術(shù)參數(shù)

樣本要求：

細(xì)胞分離：由合作方完成單細(xì)胞分離

樣本要求：?jiǎn)蝹€(gè)細(xì)胞，少量細(xì)胞等稀有樣本或者5 pg以上的基因組DNA

擴(kuò)增技術(shù)：隨機(jī)引物擴(kuò)增技術(shù)

測(cè)序深度：≥ 30x

項(xiàng)目周期：

15個(gè)樣本以下標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)轉(zhuǎn)周期約為33個(gè)工作日。由于不同的物種所需的數(shù)據(jù)量不同，所需的建庫(kù)數(shù)量差別很大，因此遇樣品數(shù)較多時(shí)，項(xiàng)目周期需要與技術(shù)支持人員確定。

研究案例

人類(lèi)植入前胚胎發(fā)育的單細(xì)胞DNA甲基化組圖譜

Zhu, P., et al. (2018). "Single-cell DNA methylome sequencing of human preimplantation embryos." Nat Genet 50(1):

1、背景：

在哺乳動(dòng)物基因組上，胞嘧啶（主要是CpG二連體中的胞嘧啶）在DNA甲基化酶的催化下會(huì)發(fā)生甲基化。研究顯示，DNA甲基化對(duì)多個(gè)生物學(xué)過(guò)程都至關(guān)重要，如基因表達(dá)抑制、轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)錄活性調(diào)節(jié)、X染色體的失活，以及基因組印記的維持等。此前研究顯示在著床前的早期胚胎發(fā)育過(guò)程中只有大規(guī)模的DNA去甲基化。而此次研究數(shù)據(jù)顯示，精子和卵細(xì)胞結(jié)合受精之后，在人類(lèi)早期胚胎大規(guī)模DNA去甲基化的同時(shí)，也在大量高度特異的DNA從頭加甲基化，這表明在人類(lèi)早期胚胎第一輪DNA甲基化組重編程過(guò)程中，全局的DNA去甲基化'凈結(jié)果’實(shí)際上是高度有序的大規(guī)模DNA去甲基化和局部DNA加甲基化兩種分子過(guò)程相互拮抗產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果。

2、方法：

利用單細(xì)胞DNA甲基化組高通量測(cè)序方法，首次在單細(xì)胞分辨率對(duì)人類(lèi)植入前胚胎發(fā)育過(guò)程進(jìn)行了更加深入的分析。

3、結(jié)論：

在這篇文章中，為了進(jìn)一步在單細(xì)胞水平研究DNA甲基化重編程過(guò)程的動(dòng)態(tài)特征，利用單細(xì)胞全基因組DNA甲基化組高通量測(cè)序技術(shù)，對(duì)人類(lèi)植入前胚胎發(fā)育的各個(gè)關(guān)鍵階段進(jìn)行了單細(xì)胞、單堿基分辨率的系統(tǒng)研究，主要發(fā)現(xiàn)有： （1）首次發(fā)現(xiàn)了人類(lèi)植入前胚胎發(fā)育過(guò)程中存在大量特異性的DNA從頭加甲基。（2）首次發(fā)現(xiàn)從二細(xì)胞胚胎階段開(kāi)始父母本基因組上的剩余甲基化水平發(fā)生逆轉(zhuǎn)，在同一個(gè)單細(xì)胞中母本基因組上的剩余甲基化水平顯著高于父本基因組上的剩余甲基化水平。（3）首次發(fā)現(xiàn)DNA甲基化在早期胚胎卵裂過(guò)程中的不對(duì)稱分配可以用來(lái)追溯同一個(gè)胚胎中每個(gè)細(xì)胞的遺傳譜系。

原文解讀：

表觀技術(shù) | 單細(xì)胞及微量細(xì)胞全基因組重亞硫酸鹽甲基化測(cè)序(scWGBS)