納米孔測序技術可同時分析人類細胞的染色質可及性和甲基化

2020-12-26 科學網

納米孔測序技術可同時分析人類細胞的染色質可及性和甲基化

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/11/26 11:40:11

美國約翰霍普金斯大學Winston Timp課題組利用納米孔測序實現對人類細胞系染色質可及性和甲基化的同時檢測。相關論文於2020年11月23日在線發表在《自然—方法學》雜誌上。

通過應用GpC甲基轉移酶外源性標記開放染色質，研究人員使用納米孔測序來同時評估了長鏈DNA上的CpG甲基化和染色質可及性。研究人員對四種人類細胞系（GM12878、MCF-10A、MCF-7和MDA-MB-231）進行了核小體佔有率和甲基化組（nanoNOMe）的納米孔測序。單分子拆分可實現蛋白質和核小體結合的印跡，並確定了單個分子上的組合啟動子表觀遺傳學特徵。

長讀測序使將讀段穩固地分配給單倍型成為可能，從而能夠生成完全分階段的人類表觀基因組，這由染色體水平的等位基因特異性CpG甲基化和染色質可及性組成。研究人員進一步將其應用於乳腺癌模型，從而評估了差異性甲基化和癌細胞之間的可及性。

據了解，在DNA上探測表觀遺傳學特徵具有巨大的潛力，可以增進人們對分階段表觀基因組的了解。

附：英文原文

Title: Simultaneous profiling of chromatin accessibility and methylation on human cell lines with nanopore sequencing

Author: Isac Lee, Roham Razaghi, Timothy Gilpatrick, Michael Molnar, Ariel Gershman, Norah Sadowski, Fritz J. Sedlazeck, Kasper D. Hansen, Jared T. Simpson, Winston Timp

Issue&Volume: 2020-11-23

Abstract: Probing epigenetic features on DNA has tremendous potential to advance our understanding of the phased epigenome. In this study, we use nanopore sequencing to evaluate CpG methylation and chromatin accessibility simultaneously on long strands of DNA by applying GpC methyltransferase to exogenously label open chromatin. We performed nanopore sequencing of nucleosome occupancy and methylome (nanoNOMe) on four human cell lines (GM12878, MCF-10A, MCF-7 and MDA-MB-231). The single-molecule resolution allows footprinting of protein and nucleosome binding, and determination of the combinatorial promoter epigenetic signature on individual molecules. Long-read sequencing makes it possible to robustly assign reads to haplotypes, allowing us to generate a fully phased human epigenome, consisting of chromosome-level allele-specific profiles of CpG methylation and chromatin accessibility. We further apply this to a breast cancer model to evaluate differential methylation and accessibility between cancerous and noncancerous cells.

DOI: 10.1038/s41592-020-01000-7

Source: https://www.nature.com/articles/s41592-020-01000-7

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