TET-重亚硫酸盐测序(TAB-seq)

案例分析：人脑中全基因组5hmC和5mC单碱基分辨率研究

Whole-genome analysis of 5-hydroxymethylcytosine and 5-methylcytosine at base resolution in the human brain. Genome Biol. 2014;4;15(3):R49.

一、研究背景

5-甲基胞嘧啶(5mC)可被Tet家族的酶氧化成5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)，它是5mC脱甲基的中间体，也是影响染色质结构稳定的表观遗传修饰。5hmC在哺乳动物大脑中特别丰富，但其功能目前尚不清楚。为了全面了解5hmC在人脑中的功能，需要一个高分辨率的羟甲基图。

二、方法流程

取材：1个成年和1个胎儿脑前额皮质

测序：TET-全基因组亚硫酸盐测序(TAB-WGBS)

           TET-简化基因组亚硫酸盐测序(TAB-RRBS)

            全基因组甲基化测序(WGBS)

            转录组测序(RNA-Seq)

验证：HPLC-MS/MS: 整体羟甲基化水平

三、研究结果

1、通过联合应用Tet辅助亚硫酸氢盐测序和亚硫酸氢盐测序，获得了人脑中5hmC和5mC的全基因组单碱基分辨率图;

2、5hmC从胎儿期到成年期明显增加，并且在成人脑中13%的CpG高度羟甲基化，在遗传区域和远端调节元件富集;

3、5hmC峰分布在外显子-内含子边界的剪接位点，表明5hmC与剪接之间存在联系；

4、转录相关5hmC对基因body正义链的偏向和5mC对反义链的偏向；

5、5hmC与H3K27me3和H3K9me3标记的抑制性基因组区域呈负相关，且在稳定增强子处富集程度高于活性增强子。

四、研究结论

提供单碱基分辨率的人脑5hmC和5mC图谱，分析结果暗示5hmC在调节剪接和基因表达方面具有新的作用。羟甲基化大部分位于稳定增强子和主动转录区的CpG位点，表明其在这些区域的表观遗传调控中的作用。

人脑中的碱基分辨羟甲基化和甲基化谱