低输入和单细胞方法用于Infinium DNA甲基化BeadChips芯片

科学领域:

• 表观遗传学 在表观遗传学中,表观遗传学是指表观遗传学.
• 基因组学就是基因组学.
• 分子生物学分子生物学

背景情况:

• 该Infinium BeadChip是DNA甲基组分析的标准,但需要大量的DNA输入 (>200 ng).
• 这种高输入要求限制了其在细胞数量低的样本中使用,例如原始生殖细胞.
• 需要优化工作流程,以便在有限的DNA数量上进行DNA甲基化分析.

研究的目的:

• 开发和验证用于DNA甲基组分析的实验和计算工作流程,使用次优和超低DNA输入.
• 将Infinium BeadChip技术的应用扩展到单细胞和小细胞数量样本.
• 用优化的低输入工作流来研究小鼠原始生殖细胞中的DNA脱甲基化动态.

主要方法:

• 实现了DNA预放大和优化了低输入DNA的酶转化.
• 开发了一种计算方法来建模背景信号的影响,并修改了检测p值计算.
• 在超过10万个公共表观基因组数据集上验证了优化的工作流.
• 应用工作流来分析小鼠原始生殖细胞中的脱甲基化.

主要成果:

• 在五细胞样本中,DNA预放大提高了检测率,达到50%以上,在单细胞样本中增加了约25%.
• 优化的酶转换和计算方法大大提高了低输入样本的数据质量和灵敏度.
• 经过修改的p值计算表明,对各种甲基化概况的灵敏度更高.
• 对小鼠原始生殖细胞的分析揭示了微妙的染色质状态,性别差异和可转移元素调节.

结论:

• 开发了全面的实验和计算解决方案,以使有限的DNA输入能够进行DNA甲基组分析.
• 优化的工作流显著扩大了Infinium BeadChip技术的实用性,用于人口规模的表观基因组研究,涉及稀缺的生物样本.
• 这一进步使得以前由于DNA数量限制而无法获得的细胞类型的详细表观遗传学研究更加容易.