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多重检测平台在表观遗传修饰的应用

多重检测平台在表观遗传修饰的应用 路明克斯
2023-05-19
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表观遗传学是近年来基因研究的热点之一,常见可藉不同的修饰改变基因的产物,致使基因沉默或活化。需要一次针对不同的位点或是修饰进行侦测?xMAP 微球平台的多重能力肯定可以帮到您! 






表观遗传学

基因序列与健康有关,但是在不改变基因序列的情况下,亦可以对生物体的基因表达造成影响。

”表观遗传学epigenetics)“就是研究行为、环境和表型如何改变基因活性和表达的科学。与基因变异不同,表观遗传修饰变化通常是可逆的,而且不会改变 DNA 序列[1]

常见的变化包括 DNA 甲基化,和组蛋白的甲基化、乙酰化、磷酸化等修饰,这些修饰可以影响结构染色质,进而影响基因转录活性。













DNA 甲基化检测

DNA 甲基化经常通过亚硫酸氢盐法Bisulfite)进行检测,将亚硫酸氢盐 PCR  Luminex 微球技术相结合,便可形成了一种高通量、高分辨率 DNA 甲基化分析方法,用于快速分析 DNA 甲基化[2-4]

实验设计如下:在 PCR 扩增时在引物的 5‘ 端加上生物素修饰,并且对相应位点合成检测的寡核酸探针,将探针偶联在微球的表面,同时侦测多个位点的甲基化状态。

  • Bisulfite conversion

    用亚硫酸氢钠处理,将未甲基化的胞嘧啶转化为尿嘧啶,而甲基化的胞嘧啶不受影响。 

  • MIP

    PCR 扩增时其中一个引物在 5' 端生物素化。
  • Hybridization reaction

微球上偶联针对特异位点设计的无甲基化(U 探针)或甲基化(M 探针)探针,PCR 产物进行杂交捕捉。
  • SAPE incubation

杂交后与荧光蛋白 SAPE 孵育,藉由链霉亲和素与生物素结合标记杂交捕捉的 PCR 产物。 再根据微球上的荧光信号确定甲基化状态

检测流程示意图[4]


组蛋白修饰检测

除了 DNA 甲基化之外,另一个表观遗传调控较为成熟的标志就是组蛋白的翻译后修饰 (post-translational modification, PTM)组蛋白尾部特定氨基酸残基的磷酸化、乙酰化和甲基化可致使染色质结构的空间发生变化,从而调节包括转录、复制和 DNA 修复等过程

组蛋白的 PTM 组合模式指示特定染色体区域的状态,藉由侦测组蛋白的各项 PTM 有助了解基因的调控,但是以往组蛋白修饰的研究多基于蛋白质印迹、免疫组织化学和全基因组图谱等方法,不仅耗时,费用也高;通过微球双抗夹心法,仅需要少量样本(纳克),便可以灵敏且高通量检测多种组蛋白修饰变化。

  • Capture

    样本与磁珠上偶联侦测组蛋白的各项 PTM 的抗体孵育结合。 

  • Detection

    加入侦测 PTM 生物素化抗体,以及荧光蛋白 SAPE,藉由链霉亲和素与生物素结合标记微球上的复合物,再依据荧光信号确定组蛋白修饰变化

双抗夹心法示意图[5]












总结


  • 表观遗传学在不改变基因的情况下调节基因表现
  • 在微球上搭建检测法,可灵敏且高通量对 DNA 甲基化及组蛋白修饰进行多靶点侦测



点击 ”阅读原文“ 下载表观遗传修饰应用白皮书
 


考文献

[1] https://www.cdc.gov/genomics/disease/epigenetics.htm
[2] Sato A, et al. Fertil Steril 2011;95(1):129-134, 134 e121-124. Assessing loss of imprint methylation in sperm from subfertile men using novel methylation polymerase chain reaction Luminex analysis. 
[3] Hiura H, et al. BMC Med Genomics 2012;5:8. High-throughput detection of aberrant imprint methylation in the ovarian cancer by the bisulphite PCR-Luminex method. 
[4] Suzanne Snellenberg, et al.  Virology. 2012; 422(2):357-365. Methylation status of the E2 binding sites of HPV16 in cervical lesions determined with the Luminex® xMAP™ system.
[5] https://www.activemotif.com/documents/1928.pdf


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Luminex公司总部位于美国奥斯汀,是全球知名的医疗科技公司之一。本号将介绍公司世界领先的液相芯片平台相关产品、先进的全自动分子生物学体外诊断产品,并提供相关技术知识、报道最新进展,构架与客户之间的桥梁。
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