
TAB-Seq技术揭示新DNA密码
当你看书时,突然意识到你的眼睛分不清字母g和q,你将作何感想?遗传学家目前也面临了一个相似的问题,因为他们发现了DNA的“第六感(苷----第六种核苷酸)”。胞嘧啶上的两种不同修饰,使得原本相似的两种核苷酸具有了不同的特性,然而科学家却没有手段在基因组上精确鉴别它们。而来自芝加哥大学、路德维希癌症研究中心、加州大学圣地亚哥分校以及埃默里大学的研究团队最近成功研发出了解决这一问题的新技术,并将研究成果发表在5月17日在线刊出的《细胞》杂志。
研究人员利用这项名为TAB-Seq的技术在单碱基水平检测了5甲基胞嘧啶(5-mC)以及5羟甲基化胞嘧啶(5-hmC)在人类及小鼠胚胎干细胞中的分布图谱,发现这两种核苷酸在细胞分化、癌症发生、神经功能等重要生物学功能中发挥了举足轻重的作用。“TAB-Seq是一项重大的技术突破,它使得我们可以利用二代DNA测序技术在基因组上精确定位5羟甲基化胞嘧啶。”萨克生物研究所的教授Joseph Ecker教授评论道,“为了了解这个功能未知的表观遗传调节元件,我们非常有必要了解这种修饰的精确定位。我真希望这项技术能尽快推广起来。”之前的研究显示,5羟甲基化胞嘧啶主要存在于处于激活状态的基因上,这与5甲基化胞嘧啶的分布大相径庭。通过这项高通量高分辨率的研究,研究人员发现5羟甲基化胞嘧啶主要分布在激活基因的增强子区域。另一个与5羟甲基化胞嘧啶不同的是,5甲基化胞嘧啶通常分布在DNA双链的其中一条上。而且,5羟甲基化胞嘧啶的丰度仅有5甲基化胞嘧的14分之一,即使是含量最丰富的区域也在5甲基化胞嘧的五分之一左右。由于5羟甲基化胞嘧啶在脑组织中的丰度是干细胞的十倍以上,研究小组又利用这一技术绘制了在脑发育过程中的5羟甲基化胞嘧啶图谱。“为了探究5羟甲基化胞嘧啶的功能,我们需要了解在生物学过程中,例如脑组织的发育,它是何时出现的又是何时消失的。这项技术使得我们可以得到高分辨率的数据。”埃默里大学遗传学系副教授Jin谈到。