發(fā)布日期：2018-09-19

　　DNA甲基化是真核生物體內廣泛存在的一種表觀遺傳修飾，在基因轉錄調控、細胞分化、基因組印跡、X染色體失活等生物學過程中發(fā)揮著至關重要的作用。由于測序技術和計算方法的局限，以往研究者獲得的是一個細胞群體的平均DNA甲基化水平。平均化的甲基化水平雖然承載著一定的信息，卻丟失了諸如不同細胞之間存在的甲基化異質性等重要信息，而后者在胚胎發(fā)育、細胞分化過程中可能具有特殊的意義。

　　隨著單細胞測序技術的發(fā)展，已有研究者在小鼠胚胎干細胞中開展了單細胞的亞硫酸氫鹽測序（single-cell BS-seq）。中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所錢文峰研究組以此數(shù)據(jù)為基礎，為單細胞DNA甲基化異質性建立了金標準。在此基礎上，他們優(yōu)化了從細胞群體樣品亞硫酸氫鹽測序（bulk BS-seq）數(shù)據(jù)中估計單細胞DNA甲基化異質性的計算策略——在沒有獲得單細胞的亞硫酸氫鹽測序數(shù)據(jù)時，也可以利用細胞群體樣品亞硫酸氫鹽測序的數(shù)據(jù)準確地定量細胞間DNA甲基化異質性。利用這一算法，研究者成功搭建了HeteroMeth數(shù)據(jù)庫（鏈接）。該數(shù)據(jù)庫提供了來自人類、小鼠、擬南芥和水稻共141個樣品的DNA甲基化異質性數(shù)據(jù)，可以方便地進行查找、瀏覽和下載。該研究成果將推動DNA甲基化修飾異質性特征的系統(tǒng)識別，從而為細胞分化和胚胎發(fā)育過程中表觀調控機制的探索提供關鍵性支持。

　　上述研究發(fā)表于Genomics, Proteomics & Bioinformatics（DOI:10.1016/j.gpb.2018.07.002）。錢文峰研究組助理研究員郇慶和博士研究生張宇亮為該論文的共同第一作者。該研究得到中科院戰(zhàn)略性先導科技專項的資助。

　　圖：利用細胞群體樣品亞硫酸氫鹽測序的數(shù)據(jù)準確地定量細胞間DNA甲基化異質性。（A） 兩段DNA區(qū)域具有相似的DNA甲基化水平，但可能具有不同的細胞間DNA甲基化異質性。（B）利用細胞群體樣品亞硫酸氫鹽測序的數(shù)據(jù)定量細胞間DNA甲基化異質性。（C）HeteroMeth數(shù)據(jù)庫提供了來自人、小鼠、擬南芥和水稻共141個樣品的DNA甲基化異質性數(shù)據(jù)。

來源：中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所