DNA甲基化的作用及检测方法

2018.11.06 11:34
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DNA甲基化是DNA化学修饰的一种形式,指在DNA甲基化转移酶的作用下,在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5'碳位共价键结合一个甲基基团,能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现。

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  一、DNA甲基化的生物学作用

  1、DNA甲基化与肿瘤

  甲基化状态的改变是引起肿瘤的一个重要因素,这种变化包括基因组整体甲基化水平降低和CpG岛局部甲基化水平的异常升高,从而导致基因组的不稳定(如染色体的不稳定、可移动遗传因子的激活、原癌基因的表达)和抑癌基因的不表达。如果抑癌基因中有活性的等位基因失活,则发生癌症的机率提高,例如:胰岛素样生长因子-2(IGF-2)基因印记丢失导致多种肿瘤。

  所以甲基化可以作为一个比较理想的肿瘤早期诊断的生物标志物和预后评估指标,对肿瘤的筛查和风险评估、早期诊断、分期分型、预后判断及治疗监测都具有重要的意义。

  2、DNA甲基化与遗传印记、胚胎发育

  DNA甲基化在维持正常细胞功能、遗传印记、胚胎发育过程中起着极其重要的作用。研究表明胚胎的正常发育得益于基因组DNA适当的甲基化。例如:缺少任何一种甲基转移酶对小鼠胚胎的发育都是致死性的。此外,等位基因的抑制(allelic repression)被印记控制区(imprinting control regions, ICRs)所调控,该区域在双亲中的一个等位基因是甲基化的。印记基因的异常表达可以引发伴有突变和表型缺陷的多种人类疾病。

  二、DNA甲基化的检测方法

  随着DNA甲基化研究的不断深入,其检测方法也层出不穷。这些方法针对不同研究目的,运用不同的处理方法,几乎涵盖了从基因到基因组各个层次水平的研究。据检测样本不同,可以分为DNA和mRNA。现有方法,绝大部分都是取样于细胞的DNA,方法总结如下:

  1、 基因组整体水平甲基化分析

  a) 高效液相色谱柱(HPLC)及相关方法

  b) SssI 甲基转移酶法

  c) 免疫化学法

  d) 氯乙醛法

  2、 动物血清elisa试剂盒特异性位点的DNA甲基化的检测

  a) 甲基化敏感性限制性内切酶(MS-RE)-PCR/Southern法

  b) 直接测序法

  c) 甲基化特异性的PCR

  d) 甲基化敏感性单核苷酸引物延伸(Ms-SnuPE)

  e) 结合重亚硫酸盐的限制性内切酶法(combined bisulfite restriction analysis,COBRA)

  f) 甲基化敏感性单链构象分析

  g) 甲基化敏感性变性梯度凝胶电泳

  h) 甲基化敏感性解链曲线分析(methylation-specific melting curve analysis,MS-MCA)

  i) 荧光法(Methylight)

  j) DNA微阵列法

  k) 甲基化敏感性斑点分析(methylation sensitive dot blotassay,MS-DBA)

  l) 甲基化特异性多连接依赖性探针扩

  3、甲基化新位点的寻找

  a) 限制性标记基因组扫描(restriction landmark genomic scanning,RLGS)

  b) MBD(Methyl-CpG binding domain column chromatography,甲基化结合区)柱层析法

  c) 动物血清elisa试剂盒联合甲基化敏感性限制性内切酶的MBD


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