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全基因組甲基化測序(WGBS)

項目介紹


全基因組甲基化測序(Whole Genome Bisulfite Sequencing, WGBS)是將重亞硫酸鹽Bisulfite處理和高通量測序技術相結合,
對有參考基因組進行全基因組范圍的單堿基分辨率的甲基化測序,是DNA甲基化檢測的“金標準”。
WGBS滿足全基因組DNA甲基化圖譜及疾病關聯分析、基因調控分析、疾病的甲基化標志物篩選等探索性課題的研究。




技術優勢

DNA甲基化檢測最有力的工具

單堿基分辨率,檢測每個C堿基的甲基化狀態

全基因組范圍,最大限度地獲得甲基化信息

適合所有有參考基因組的物種

適合各種類型的樣本





科學方案設計

從項目背景了解、協助方案設計、實驗材料選取、建庫測序,到數據分析

每個項目有特定的科學問題;需要專業、有價值的建議;科學、縝密的設計

及時高效的溝通;以保障高質量研究成果

樣本要求:基因組DNA: >= 3ug;樣品濃度>30 ng/ul;無RNA和蛋白污染

建庫測序:測序策略:Illumina HiSeq, PE150;測序深度:>=30X

信息分析

基于全基因組范圍的甲基化分析,數據質控、5mC Calling,

5mC在基因組、染色體、功能元件上的分布,

多樣本甲基化差異聚類、差異甲基化DMR鑒定及相關基因的功能分析,

結合項目背景和科學問題的數據亮點挖掘。








用心服務每一個項目


已完成人(包含多種模型的雙胞胎)、小鼠、大鼠、猴、豬、牛、狗、牡蠣、旋毛蟲線蟲、
蜜蜂,擬南芥、水稻、玉米、梨、楊樹、牛耳草、土瓶草等幾十個物種進行全基因組甲基化測序分析,
助力客戶在
Genome BiologyNature CommunicationsCell ResearchEpigeneticsEpigenomics等權威雜志發表多篇高水平論文。

“專業的技術支持,嚴格的實驗把關,豐富的項目經驗,高效的溝通機制”,用心服務好每一個項目。




圖片 2.png


全基因組甲基化測序(WGBS)案例展示

案例分析一 (團隊成員發表)

獼猴早期著床前胚胎發育DNA甲基化譜

De novo DNA methylation during monkey pre-implantation embryogenesis. Cell Research. 2017;27:526-539. (IF=14.812)

一、研究背景

靈長類胚胎發生的關鍵表觀遺傳調控需要DNA系統發生變化。在本該研究中,我們首先建立了基于轉座酶的微量細胞全基因組DNA甲基化測序技術(T-WGBS),基于這一技術,我們詳細地研究了獼猴早期著床前胚胎的DNA甲基化動態變化過程。

二、方法流程

1、取材:獼猴(M. mulatta)胚胎植入前7個階段

SpermOocytesZygotes2-cell8-cellMorulaICM

2、測序:微量全基因組甲基化測序(T-WGBS)

單細胞轉錄組測序(scRNA-Seq)

3、驗證:qRT-PCR: 基因表達差異

4、功能:Knockdown敲低:dnmt3adnmt3b

三、研究結果

1) 在受精時,父本和母本基因組都經歷活躍的DNA去甲基化,并且全基因組的新DNA甲基化也在同一時期開始;

2) 8細胞階段,重新甲基化比去甲基化更加明顯,導致整體DNA甲基化水平增加;

3) CpG位點的甲基化變化在合子期及桑椹胚時期也呈現出了再甲基化的特點;

4) 與嚙齒動物不同,在猴子植入前的胚胎發育過程中沒有觀察到X染色體失活;

5) 再甲基化過程是在全基因組水平同時伴隨著DNA去甲基化過程,DNA甲基化酶和去甲基化酶的空間特異性表達是造成這一現象的潛在機制;

6) DNA甲基轉移酶功能缺失實驗表明DNA甲基化影響猴早期胚胎發育;

7) 通過與人早期著床前胚胎DNA甲基化數據比較,發現人早期胚胎發育的DNA去甲基化過程也伴隨著再甲基化的現象,揭示在靈長類早期胚胎發育中是一個保守的機制。

四、研究結論

研究首次全面闡明了DNA甲基化動力學的“盈與虧”階段特征。通過DNA甲基轉移酶功能缺失實驗表明DNA甲基化影響早期猴胚胎發育。


                            
         1. 猴子植入前胚胎發育過程中的DNA甲基化譜   圖2. 猴子的父源和母源基因組DNA發生積極的去甲基化過程圖  3. 通過不同時期成對比較揭示CpG甲基化的發展變化



 

                                    圖4.小鼠和猴在著床前胚胎發生過程中DNA甲基化動力學不同                              圖5. 胚胎植入前的發育過程伴隨著去甲基化和重新甲基化事件



 

案例分析二(團隊成員發表)

寄生線蟲生命周期DNA甲基化譜

Differential DNA methylation in discrete developmental stages of the parasitic nematode Trichinella spiralis. Genome biology. 2012; 13: R100.(IF=11.313)

一、研究背景

DNA甲基化在調節各種條件下的基因表達中起著重要作用,因此推測它是寄生線蟲生命周期階段之間轉變的基礎。鑒于高分辨率甲基化檢測方法的可用性,我們進行寄生線蟲生命周期甲基化的研究。

二、方法流程

1、取材:寄生線蟲(T. spiralis)的三個生命周期階段

性成熟成體(Sexually active adults, Ad)

新生幼蟲(New-born larvae, NBL)

包囊肌幼蟲(Encysted muscle larvae, ML)

2、測序:全基因組甲基化測序(WGBS)

轉錄組測序(RNA-Seq)

3、驗證:質譜(UPLC-MS/MS):整體甲基化水平差異

         BSP+克隆測序:差異甲基化基因

         RTqPCR: 驗證基因表達差異

4、功能:

三、研究結果

1) 系統進化樹分析發現寄生線蟲基因組存在Dnmt基因;

2) 利用WGBS首次證實了寄生線蟲DNA甲基化的存在;

3) DNA甲基化水平在從新生兒到成熟期的轉變過程中急劇增加;

4) 鑒定了生命周期階段之間DNA甲基化狀態變化的寄生相關基因.

四、研究結論

首次在寄生線蟲基因組中證實DNA甲基化的存在,并進一步觀察到從新生期到成熟期的線蟲DNA甲基化急劇增加,并且與寄生相關基因密切相關,表明DNA甲基化在寄生線蟲生命周期階段之間的變化。

   

                      圖1. Dnmt蛋白質的系統發育樹                       圖2.寄生線蟲3個生活階段的DNA甲基化模式         圖3. 寄生線蟲3個生命階段過程中基因區的平均甲基化水平


                        圖4. 寄生線蟲Ad及ML期DNA甲基化與基因表達的關系                                                   圖5. DNA甲基化與基因抑制和選擇性剪接的關系

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