循环核细胞体的基因组修饰与无细胞DNA碎片化模式的变化有关

科学领域:

• 分子生物学分子生物学
• 基因组学就是基因组学.
• 生物化学 生物化学

背景情况:

• 分析非细胞DNA (cfDNA) 源组织对于研究和诊断至关重要.
• 现有的方法,如双硫酸盐治疗或免疫沉,往往导致DNA损失.
• cfDNA碎片组学提供了一个有希望的途径,但需要评估组织贡献的工具.

研究的目的:

• 开发一种新的方法来分析cfDNA组织贡献,使用碎片的特征.
• 为了确定与特定的基因素修饰相关的特征性碎片化模式.
• 建立基于FRAGmentomics的基因组修饰分析 (FRAGHA) 以改善液体活检.

主要方法:

• 开发了基于FRAGmentomics的基因组修饰分析 (FRAGHA) 来分析cfDNA碎片化模式.
• 识别了特定组织的素H3素27乙化 (H3K27ac) 和H3素4三甲基化 (H3K4me3) 相关信号.
• 利用具有碎片化模式的机器学习算法来增强疾病检测.

主要成果:

• FRAGHA显示,胎盘特异的H3K27ac信号与胎儿DNA分数 (r=0.96) 之间存在很强的相关性.
• 肝脏特异性的H3K27ac信号与移植受体的供体DNA相关 (r=0.92),并且在肝细胞癌 (HCC) 中升高.
• 在 β-thalassemia主要和结肠直肠癌中分别观察到红细胞和结肠特异性H3K27ac信号的升高.
• 使用H3K27ac模式的机器学习模型实现了HCC检测的AUC为0.97.
• 对于来自H3K27ac和H3K4me3区域的cfDNA,观察到明显的片段性模式.

结论:

• 通过将碎片组学与基因组修饰联系起来,FRAGHA有效地分析cfDNA组织贡献.
• 这种方法表明了在各种疾病中进行非侵入性诊断的潜力,包括癌症和移植.
• 这项研究扩大了cfDNA碎片学和基因组修饰分析在液体活检应用中的实用性.