新型 DNA 定序法,更早檢測癌症預兆

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美國賓夕凡尼亞大學佩雷爾曼醫學院(the Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania)的研究人員近日成功開發出一種新型定序技術,稱為直接甲基化定序(Direct Methylation Sequencing,DM-Seq)。這項開創性技術具有直接識別修飾胞嘧啶的能力,其異常模式被認為是癌症的特徵。

研究人員開發出具有成本效益的早期癌症檢測方法(基因線上國際版)

直接甲基化定序在表觀遺傳定序中的潛力

表觀遺傳學研究基因組成受到環境和行為影響的變化,其中 5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine,5mC)被認為是哺乳動物基因組中最重要的表觀遺傳標記。透過甲基轉移酶(Methyltransferse)添加甲基團在胞嘧啶上形成的 5mC,可在不改變 DNA 序列,僅改變結構的情況下調控基因,因此過量或缺乏 5mC 皆會導致基因表達異常。

過往全基因體亞硫酸鹽定序(Whole genome bisulfite sequencing,WGBS)為分析 DNA 甲基化的甲基化的常用的方式。其優點在於容易取得,並且能夠廣泛涵蓋包括全基因的甲基化胞嘧啶資訊。然而,全基因體 DNA 甲基化分析存在一些侷限:首先,需取得完整細胞群的 DNA 樣本,因此無法分析僅含少數細胞的情況,此外也無法判別和解析個別細胞的異質性(heterogeneity)。

賓夕凡尼亞大學的研究團隊於七月將一新型 DNA 定序法發表在《自然化學生物學》(Nature Chemical Biology)期刊。DM-Seq 利用新型 DNA 甲基轉移酶和 DNA 去氨酶,能夠精確區分胞嘧啶的修飾狀態,檢測出 5mC。研究團隊表明,相較於先前使用的亞硫酸鹽定序(Bisulfite sequencing),DM-Seq 僅需少量 DNA 作為樣本,並且在定序過程中 DNA 不會受到損害。更重要的是區分兩種常被混淆的修飾胞嘧啶:5mC 和 5-羥甲基胞嘧啶。該技術有潛力用於難以定序的細胞類型,並推動表觀遺傳定序在癌症預後中的應用。

原文:Revolutionary Sequencing Technique for Cancer Signature Detection
編譯:Stephanie Chen

延伸閱讀:狗狗多老,不再是乘 7 來判斷?DNA 甲基化來解密!

參考資料:
1.https://www.pennmedicine.org/news/news-releases/2023/june/new-dna-sequencing-method-may-lead-to-earlier-cancer-detection
2.https://www.nature.com/articles/s41589-023-01318-3.https://investigator.tw/7343/%E5%96%AE%E4%B8%80%E7%B4%B0%E8%83%9Edna-%E7%94%B2%E5%9F[…]%9B%A0%E9%AB%94%E4%BA%9E%E7%A1%AB%E9%85%B8%E9%B9%BD%E5%AE%9A/

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