發布日期：2018-09-19

　　DNA甲基化是真核生物體內廣泛存在的一種表觀遺傳修飾，在基因轉錄調控、細胞分化、基因組印跡、X染色體失活等生物學過程中發揮著至關重要的作用。由于測序技術和計算方法的局限，以往研究者獲得的是一個細胞群體的平均DNA甲基化水平。平均化的甲基化水平雖然承載著一定的信息，卻丟失了諸如不同細胞之間存在的甲基化異質性等重要信息，而后者在胚胎發育、細胞分化過程中可能具有特殊的意義。

　　隨著單細胞測序技術的發展，已有研究者在小鼠胚胎干細胞中開展了單細胞的亞硫酸氫鹽測序（single-cell BS-seq）。中國科學院遺傳與發育生物學研究所錢文峰研究組以此數據為基礎，為單細胞DNA甲基化異質性建立了金標準。在此基礎上，他們優化了從細胞群體樣品亞硫酸氫鹽測序（bulk BS-seq）數據中估計單細胞DNA甲基化異質性的計算策略——在沒有獲得單細胞的亞硫酸氫鹽測序數據時，也可以利用細胞群體樣品亞硫酸氫鹽測序的數據準確地定量細胞間DNA甲基化異質性。利用這一算法，研究者成功搭建了HeteroMeth數據庫（鏈接）。該數據庫提供了來自人類、小鼠、擬南芥和水稻共141個樣品的DNA甲基化異質性數據，可以方便地進行查找、瀏覽和下載。該研究成果將推動DNA甲基化修飾異質性特征的系統識別，從而為細胞分化和胚胎發育過程中表觀調控機制的探索提供關鍵性支持。

　　上述研究發表于Genomics, Proteomics & Bioinformatics（DOI:10.1016/j.gpb.2018.07.002）。錢文峰研究組助理研究員郇慶和博士研究生張宇亮為該論文的共同第一作者。該研究得到中科院戰略性先導科技專項的資助。

　　圖：利用細胞群體樣品亞硫酸氫鹽測序的數據準確地定量細胞間DNA甲基化異質性。（A） 兩段DNA區域具有相似的DNA甲基化水平，但可能具有不同的細胞間DNA甲基化異質性。（B）利用細胞群體樣品亞硫酸氫鹽測序的數據定量細胞間DNA甲基化異質性。（C）HeteroMeth數據庫提供了來自人、小鼠、擬南芥和水稻共141個樣品的DNA甲基化異質性數據。

來源：中國科學院遺傳與發育生物學研究所