表观遗传领域研究

甲基化芯片检测

来源:小博发布时间:2017-05-15

      Illumina在原450K芯片巨大成功的基础上,推出了新一代的DNA甲基化芯片Illumina Infinium Methylation EPIC BeadChip芯片(下文中以850K芯片代称),为研究者提供了一个可靠且经济高效的甲基化分析平台。850K芯片可检测人全基因组约853,307个CpG位点的甲基化状态,其中包含了原450K芯片91%的位点,并增加了413,745个位点。850K芯片不但保持了对CpG岛基因启动子区的全面覆盖,还特别加强了增强子区(新增了333,265个探针覆盖来自ENCODE及FANTOM5计划的增强子)以及基因编码区的探针覆盖。广泛应用于干细胞研究、肿瘤和其他复杂疾病研究,是目前最适合表观基因组全关联分析研究的全基因组DNA甲基化芯片。以上设计不但可从泛-增强子及编码区域角度分析甲基化组,还在全基因组表观遗传关联研究(EWAS)中发挥重要作用。

850K芯片检测位点

1. CpG岛以外的CpG位点
2. 人类肝细胞中的非CpG甲基化位点(CHH位点)
3. 肿瘤(多种类型的癌症)VS正常样本中的不同甲基化位点,可以检测多种样本类型
4. FANTOM5增强子
5. ENCODE开放染色质和增强子
6. 脱氧核糖核酸酶超敏位点
7. miRNA启动子区域
8. 涵盖Infinium Methylation 450 BeadChip芯片中的>90%的内容



850K芯片特点
  覆盖全面:检测853,307个CpG位点;全面覆盖CpG岛、启动子、编码区及增强子
  操作简单: 无需“甲基化DNA免疫共沉淀”,亚硫酸氢盐处理基因组DNA即可进行芯片实验; Infinium探针设计,直接识别甲基化位点;
  重复性高: 技术重复重现率>98%
  样品广泛: 适用于多种类型样品,包括FFPE样品
无须PCR扩增,模板量可低至250ng

850K芯片表现出非常完美的重复相关系数(r2>0.98)


850K芯片原理
    850K芯片沿用了在450K芯片的Illumina BeadArrayTM Infinium技术,其中,Infinium II探针对目的CpG位点采用单个探针且序列中包含简并碱基设计,即使序列中有多达三个CpG位点的甲基化状态影响也不会对目的位点的结果造成影响。同时,采用了Infinium Ⅰ 和Infinium Ⅱ 探针设计,从而使得检测范围最大化。

1. Infinium Ⅰ 探针设计
          在InfiniumI设计中对于每个甲基化位点,都对应设计有两种探针:M型磁珠、U型磁珠。M型磁珠尾部为G,用来检测甲基化位点(C)。U型磁珠尾部为A,用来检测未甲基化位点(T)。根据单碱基延伸的原理,仅当探针最后一个碱基与模板配对时,荧光标记的核苷酸才能掺入并被检测到荧光信号。通过分析M型与U型磁珠荧光信号的结果计算甲基化值。



 

2. Infinium Ⅱ 探针设计
     Infinium Ⅱ 探针只使用一种磁珠,探针末端为C,与目的位点的前一个碱基配对,只延伸一个碱基( ddNTP-BioT, ddNTP-DNP)分别与非甲基化或甲基化位点配对。根据两种荧光类型及计算目的位点的甲基化程度。


 


Illumina 850k甲基化芯片实验流程:



 


 

Illumina 850k甲基化芯片分析流程:




甲基化芯片样品要求:
样品类型:组织、细胞、基因组DNA
样品纯度:OD 260/280值应在1.7~2.0 之间;RNA 应该去除干净;不得有其它个体或其它物种的DNA污染。
样品浓度:浓度不低于50ng/μl;
样品总量:每个样品总量不少于2μg 。
样品溶剂:溶解在TE中。
样品运输: DNA低温运输(-20℃);在运输过程中请用parafilm将管口密封好,以防出现污染。

备注:样品数量需是12的倍数,否则需要和别的项目拼样。