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全基因组甲基化测序(WGBS)

项目介绍


全基因组甲基化测序(Whole Genome Bisulfite Sequencing, WGBS)是将重亚硫酸盐Bisulfite处理和高通量测序技术相结合,
对有参考基因组进行全基因组范围的单碱基分辨率的甲基化测序,是DNA甲基化检测的“金标准”。
WGBS满足全基因组DNA甲基化图谱及疾病关联分析、基因调控分析、疾病的甲基化标志物筛选等探索性课题的研究。




技术优势

DNA甲基化检测最有力的工具

单碱基分辨率,检测每个C碱基的甲基化状态

全基因组范围,最大限度地获得甲基化信息

适合所有有参考基因组的物种

适合各种类型的样本





科学方案设计

从项目背景了解、协助方案设计、实验材料选取、建库测序,到数据分析

每个项目有特定的科学问题;需要专业、有价值的建议;科学、缜密的设计

及时高效的沟通;以保障高质量研究成果

样本要求:基因组DNA: >= 3ug;样品浓度>30 ng/ul;无RNA和蛋白污染

建库测序:测序策略:Illumina HiSeq, PE150;测序深度:>=30X

信息分析

基于全基因组范围的甲基化分析,数据质控、5mC Calling,

5mC在基因组、染色体、功能元件上的分布,

多样本甲基化差异聚类、差异甲基化DMR鉴定及相关基因的功能分析,

结合项目背景和科学问题的数据亮点挖掘。








用心服务每一个项目


已完成人(包含多种模型的双胞胎)、小鼠、大鼠、猴、猪、牛、狗、牡蛎、旋毛虫线虫、
蜜蜂,拟南芥、水稻、玉米、梨、杨树、牛耳草、土瓶草等几十个物种进行全基因组甲基化测序分析,
助力客户在
Genome BiologyNature CommunicationsCell ResearchEpigeneticsEpigenomics等权威杂志发表多篇高水平论文。

“专业的技术支持,严格的实验把关,丰富的项目经验,高效的沟通机制”,用心服务好每一个项目。




图片 2.png


全基因组甲基化测序(WGBS)案例展示

案例分析一 (团队成员发表)

猕猴早期着床前胚胎发育DNA甲基化谱

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

一、研究背景

灵长类胚胎发生的关键表观遗传调控需要DNA系统发生变化。在本该研究中,我们首先建立了基于转座酶的微量细胞全基因组DNA甲基化测序技术(T-WGBS),基于这一技术,我们详细地研究了猕猴早期着床前胚胎的DNA甲基化动态变化过程。

二、方法流程

1、取材:猕猴(M. mulatta)胚胎植入前7个阶段

SpermOocytesZygotes2-cell8-cellMorulaICM

2、测序:微量全基因组甲基化测序(T-WGBS)

单细胞转录组测序(scRNA-Seq)

3、验证:qRT-PCR: 基因表达差异

4、功能:Knockdown敲低:dnmt3adnmt3b

三、研究结果

1) 在受精时,父本和母本基因组都经历活跃的DNA去甲基化,并且全基因组的新DNA甲基化也在同一时期开始;

2) 8细胞阶段,重新甲基化比去甲基化更加明显,导致整体DNA甲基化水平增加;

3) CpG位点的甲基化变化在合子期及桑椹胚时期也呈现出了再甲基化的特点;

4) 与啮齿动物不同,在猴子植入前的胚胎发育过程中没有观察到X染色体失活;

5) 再甲基化过程是在全基因组水平同时伴随着DNA去甲基化过程,DNA甲基化酶和去甲基化酶的空间特异性表达是造成这一现象的潜在机制;

6) DNA甲基转移酶功能缺失实验表明DNA甲基化影响猴早期胚胎发育;

7) 通过与人早期着床前胚胎DNA甲基化数据比较,发现人早期胚胎发育的DNA去甲基化过程也伴随着再甲基化的现象,揭示在灵长类早期胚胎发育中是一个保守的机制。

四、研究结论

研究首次全面阐明了DNA甲基化动力学的“盈与亏”阶段特征。通过DNA甲基转移酶功能缺失实验表明DNA甲基化影响早期猴胚胎发育。


                            
         1. 猴子植入前胚胎发育过程中的DNA甲基化谱   图2. 猴子的父源和母源基因组DNA发生积极的去甲基化过程图  3. 通过不同时期成对比较揭示CpG甲基化的发展变化



 

                                    图4.小鼠和猴在着床前胚胎发生过程中DNA甲基化动力学不同                              图5. 胚胎植入前的发育过程伴随着去甲基化和重新甲基化事件



 

案例分析二(团队成员发表)

寄生线虫生命周期DNA甲基化谱

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甲基化在调节各种条件下的基因表达中起着重要作用,因此推测它是寄生线虫生命周期阶段之间转变的基础。鉴于高分辨率甲基化检测方法的可用性,我们进行寄生线虫生命周期甲基化的研究。

二、方法流程

1、取材:寄生线虫(T. spiralis)的三个生命周期阶段

性成熟成体(Sexually active adults, Ad)

新生幼虫(New-born larvae, NBL)

包囊肌幼虫(Encysted muscle larvae, ML)

2、测序:全基因组甲基化测序(WGBS)

转录组测序(RNA-Seq)

3、验证:质谱(UPLC-MS/MS):整体甲基化水平差异

         BSP+克隆测序:差异甲基化基因

         RTqPCR: 验证基因表达差异

4、功能:

三、研究结果

1) 系统进化树分析发现寄生线虫基因组存在Dnmt基因;

2) 利用WGBS首次证实了寄生线虫DNA甲基化的存在;

3) DNA甲基化水平在从新生儿到成熟期的转变过程中急剧增加;

4) 鉴定了生命周期阶段之间DNA甲基化状态变化的寄生相关基因.

四、研究结论

首次在寄生线虫基因组中证实DNA甲基化的存在,并进一步观察到从新生期到成熟期的线虫DNA甲基化急剧增加,并且与寄生相关基因密切相关,表明DNA甲基化在寄生线虫生命周期阶段之间的变化。

   

                      图1. Dnmt蛋白质的系统发育树                       图2.寄生线虫3个生活阶段的DNA甲基化模式         图3. 寄生线虫3个生命阶段过程中基因区的平均甲基化水平


                        图4. 寄生线虫Ad及ML期DNA甲基化与基因表达的关系                                                   图5. DNA甲基化与基因抑制和选择性剪接的关系

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