在fascioscapulohumeral肌肉发育不良症中解读D4Z4CpG甲基化梯度,使用纳米孔测序
Russell J Butterfield1,2, Diane M Dunn3, Brett Duval3
1Department of Pediatrics, University of Utah, Salt Lake City, Utah 84108, USA; russell.butterfield@hsc.utah.edu.
Genome research
|October 5, 2023
概括
Fascioscapulohumeral肌肉发育不良 (FSHD) 基因分析通过纳米孔测序得到了改进. 这种方法精确地测量了D4Z4阵列长度和甲基化,有助于理解FSHD.
科学领域:
- 遗传学 遗传学 是一个
- 分子生物学分子生物学
- 表观遗传学 在表观遗传学中,表观遗传学是指表观遗传学.
背景情况:
- 肌肌 (Fascioscapulohumeral muscular dystrophy,FSHD) 源于一种独特的遗传机制,涉及D4Z4宏卫星阵列收缩和4q染色体上的低甲基化,导致骨肌肉中的异胎DUX4基因表达.
- 对FSHD的遗传分析具有挑战性,因为D4Z4阵列的大小,重复性,在染色体10q上存在类似阵列,以及分散的类似序列.
- 目前用于分析D4Z4阵列的现有方法在分辨率和全面的遗传和表观遗传分析方面存在局限性.
研究的目的:
- 开发一种用于FSHD的综合基因分析方法,使用纳米孔长读测序与Cas9向丰富相结合.
- 为了实现基对分辨率来确定4q和10q D4Z4数组的长度.
- 为了能够精确区分4q和10q端粒序列,A/B单元型确定,识别相似的D4Z4序列,以及对数组内的所有CpG进行定量甲基化分析.
主要方法:
- 使用纳米孔长读数测序.
- 使用Cas9向缩来隔离4q和10q D4Z4阵列.
- 开发了一种全面的测试方法来分析数组长度,序列标识,哈普类型,相似序列和CpG甲基化.
主要成果:
- 在4q和10q D4Z4数组中观察到不对称的,长度依赖的甲基化梯度,高甲基化发生在10个重复单位左右,与致病性收缩值一致.
- 高分辨率分析显示了个别D4Z4重复中的甲基化模式,包括在CTCF/绝缘体区域附近的低甲基化和在DUX4转录起点之前的高甲基化.
- 在DUX4外显子中发现了一个独特的增长/减少甲基化模式,其周期性为180个核酸,与阶段核细胞相对应.
结论:
- 向纳米孔测序为FSHD遗传分析提供了精确和全面的方法,补充了诸如分子理和光学映射等现有技术.
- 这种方法为长度测量和定量甲基化分析提供了基对分辨率,这对于理解FSHD病原体至关重要.
- 这些发现增强了我们诊断FSHD的能力,并研究了DUX4表达的表观遗传调节.
