Nature子刊4篇同聚焦，表观遗传学突破性成果

作者：解螺旋·子非鱼

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导语

生命中存在的各种各样的因果关系其实都可以简单粗暴的认为是基因作用的结果。那么是否拥有相同遗传背景，就能够拥有平等的人生了？too young too naive！表观遗传学带来的“获得性遗传”使得一切成为可能，且它可作为传递遗传信息的重要补充，近年来也引起科学家们的研究热潮。最近Nature发表了四篇有关表观遗传学里程碑成果，预示了表观遗传分析用于临床诊断和精准医学的可行性。

1.Nature Biotechnology: 临床上DNA甲基化检测方法的比较

在许多疾病中，DNA甲基化的模式都会发生改变，并且与临床上疾病的亚型、预后和药物反应密切相关。研究人员通过合适的分析方法和大规模的实验验证，发现可利用这种联系进行临床诊断和个性化治疗。

 

本文的研究小组比较了用于临床上分析DNA甲基化的所有有前景的方法，并将32个参考样品运送至7个不同国家的18个实验室中。这些实验室的研究人员通过10种技术针对大约27个已知基因区域进行研究后，共同贡献了21个特异性位点分析及6个全球分析。

 

同时，他们评估了10种检测方法应用在小量样品中的灵敏度和其在区分不同细胞类型的能力强弱，并最终确定了扩增子亚硫酸盐测序和焦磷酸测序是最为精确的方法，证实了基于DNA甲基化的一些表观遗传检测是已准备好供广泛临床使用的一项成熟技术。

 

参考文献：Quantitative comparison of DNA methylation assays for biomarker development and clinical applications

2.Nature Biotechnology: 全基因组DNA甲基化测序分析

伦敦大学学院的研究小组验证了全基因组DNA甲基化测序技术，评估了甲基化的五个重要区域的识别覆盖效果：CpG岛、差异甲基化位点（DMPs）、差异甲基化区域（DMRs）、共甲基化位点（COMETs）和差异性甲基化COMETs（DMCs），证实了该技术在鉴别样本和疾病亚型之间DNA甲基化差异方面的实用价值。

 

参考文献：Saturation analysis for whole-genome bisulfite sequencing data

3.Nature Communication: 提供一种挖掘WGBS数据信息的新工具

全基因组测序（WGBS）的成本仍然是许多研究的一个瓶颈，这就需要从有限的数据集提取出尽可能多的信息。

 

因此，伦敦大学学院研究小组扩展了他们的分析，进一步提供了一些新的生物信息方法，使得动态的片段WGBS甲基化在形成COMETs时所丢失的信息可通过DMCs的形式进行恢复，进而可被用于在经济有效的低覆盖度DNA甲基化测序数据中发现疾病特异性的甲基化模式。

 

另外，本文的研究小组还探讨了COMETs和非洲&欧洲来源的淋巴母细胞系的单倍型之间的联系。通过最佳拟合分析发现，COMETs与特定人群的特定方式有关，这也表明了COMETs可能对以后集成(epi)的全基因组关联研究起着非常重要的作用。

 

参考文献：Information recovery from low coverage whole-genome bisulfite sequencing

4.Nature Communication：染色质作图可鉴别慢性淋巴细胞白血病亚型

慢性淋巴细胞白血病(CLL)患者尽管有相对较少的基因改变，但是在临床上仍有大量的异质性。目前，本文的研究人员通过ATAC-seq法分析了来自55个患者的88个CLL样品，进而展示了全基因组染色质图。同时，他们还通过ChIP芯片技术和 RNA-seq具体分析了十个典型样本。

 

为了分析由此获得大量的实验数据，研究人员设计和应用生物信息学方法对染色质的表观修饰进行临床注释，并证实了染色质作图（chromatin mapping）对于鉴别慢性淋巴细胞白血病亚型和估计预后的使用价值。这项研究强调了表观遗传生物标记物对于在个体患者间具有广泛异质性的疾病尤其具有临床应用价值。

 

参考文献：Chromatin accessibility maps of chronic lymphocytic leukaemia identify subtype-specific epigenome signatures and transcription regulatory networks

想了解表观遗传学更多内容，请看本期第四条《周四有约—表观遗传如何才能新瓶装老酒》。