がんにおけるエピジェネティックな変化を研究

腫瘍パスウェイとがん進行に洞察をもたらすがんエピジェネティクス手法

がん研究におけるエピジェネティクスの重要性

がんはゲノム疾患ですが、遺伝子変異は1つの要因にすぎません。非遺伝子的な変化も表現型に影響します。がんのエピジェネティックな構造を理解することは、がんの発生、進行、治療奏功のモデル化においてますます重要になっています。がんエピジェネティクス研究では、DNAメチル化などのプロセスを通じて、細胞が遺伝子活性をどのように制御するかを解明できます。

エピゲノムテクノロジーにより、がん遺伝子または薬剤耐性の制御に関連する細胞バイオマーカーを同定することができます。

  • メチル化などのDNA修飾
  • クロマチンアクセシビリティ
  • クロマチン相互作用
  • DNA-タンパク質相互作用
Diagram of epigenetics

がんにおけるエピジェネティックな変化の研究手法

エピジェネティックパターンを解明するメチル化シーケンス

メチル化シーケンスは、がんにおけるエピジェネティック変化を研究するための強力なアプローチであり、遺伝子制御や腫瘍進展に影響を与えるDNAメチル化パターンを、1塩基レベルの解像度で解析することができます。次世代シーケンサー(NGS)を用いて、研究者は腫瘍形成に関連するメチル化イベントをプロファイリングすることができます。特定の手法によって1つのワークフローで遺伝的バリアントとメチル化パターンの両方を検出できるため、体細胞変異と異常なメチル化シグネチャの同定に不可欠なゲノムとエピゲノムの洞察を同時に得ることが可能です。

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メチル化シーケンシングの利点

ゲノムメチル化シーケンスにより、ゲノム全体にわたるシトシンのメチル化を検出

エンハンサーや転写因子結合部位など、新たに注目されている関心領域を捕捉

最小限のDNAインプットで、リキッドバイオプシーなどのがんサンプルに適した手法

非侵襲的ながん検出とモニタリング研究のためのセルフリーDNA(cfDNA)サンプルの解析が可能

ハイスループットDNAメチル化研究のためのメチル化アレイ

メチル化アレイは、がん細胞のエピゲノム全体にわたるメチル化状態を、単一部位レベルで定量的に解析できる手法です。アレイベースのメチル化プロファイリングは、CpGアイランド、特定のCHH部位、エンハンサー、オープンクロマチン領域、転写因子結合部位の高精度なターゲット解析を実現します*。ハイスループットの研究手法として、アレイは代替品と比較してサンプルあたりのコストが低くなります。

メチル化アレイのプロトコールは、98%を超えるアッセイ再現性とホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE) サンプルのサポートにより、ユーザーフレンドリーで合理化されたワークフローを備えており、バイオバンク組織へのメチル化アレイの適用性を高めます。

*CpG:シトシンのすぐ後にグアニンが続くゲノム領域、CHH:メチル化が起こりうるその他のゲノム領域であり、直後にグアニン以外のヌクレオチドが続くシトシンによって定義される(H = A、T、またはC)

メチル化アレイの主な利点

費用対効果の高いメチル化プロファイリングを提供

ターゲット部位で高精度なメチル化測定を実現

高度にスケーラブルなサンプル処理が可能

計算負荷の少ないシンプルなデータ解析が可能

クロマチンアクセシビリティを評価するATAC-Seq

がん研究者は、トランスポザーゼアクセス可能クロマチンアッセイ(ATAC-Seq)を用いて、制御エレメントの事前知識なしにゲノム全体のエピジェネティックな特徴を研究することができます。ATAC-Seqでは、活性の高いトランスポザーゼであるTn5をゲノムDNAに作用させます。Tn5はオープンクロマチン領域に優先的に挿入され、同時にシーケンス用プライマーを付加します。ゲノムプロファイリングまたはトランスクリプトームプロファイリングを含むその後のNGS解析により、ゲノム全体のクロマチンアクセシビリティに関する洞察が得られます。

ATAC-Seqの主な利点

事前にターゲットを定義せず、ゲノム全体のオープンクロマチン領域を網羅的に解明し、偏りのない発見を実現

FAIRE-SeqおよびDNase-Seqよりも少ないサンプルインプットで貴重ながんサンプルを解析

合理化されたワークフローで迅速な結果を取得

オープンクロマチンの領域が発現しているかどうかを直接判定できるRNA-Seq研究を補完

DNA-タンパク質相互作用研究のためのクロマチン免疫沈降シーケンス(ChIP-Seq)

クロマチン免疫沈降シーケンス(ChIP-Seq)は、転写因子やその他のタンパク質のゲノムワイドなDNA結合部位を同定するための強力な手法です。この手法では、一部のがんの発生と進行に重要な役割を果たす遺伝子制御イベントや生物学的パスウェイに関する洞察を得ることができます。イルミナは、ChIP-Seqを用いてゲノムワイドな遺伝子制御調査を実施できる効率的なワークフローソリューションを提供します。

ChIPシーケンスの主な利点

ゲノム全体にわたり、転写因子やヒストン修飾のターゲットとなるDNAをキャプチャー

転写因子結合部位を定義

RNA-Seqとメチル化解析との組み合わせで、遺伝子制御ネットワークを解明

様々な入力DNAサンプルとの互換性

エピジェネティクスの詳細についてのリソースはこちら

がん研究メソッドガイド

このメソッドガイドには、Illuminaシーケンスの概要と、定評のあるがん研究手法のワークフローの推奨事項が示されています。

マルチオミクスでの知見のための5塩基解析による複雑なパスウェイのデコード

このeBookでは、遺伝性疾患、がん、その他の複雑な疾患のメカニズムを解明するために、メチロームとゲノムを併せて研究することの意義を学ぶことができます。

リキッドバイオプシーeBook

この20ページ以上にわたるeBookでは、NGSおよびマイクロアレイを使用したリキッドバイオプシーサンプルの詳細な特性評価のための発表済みの包括的なワークフローを紹介しています。

がん研究用エピジェネティックな解析製品

Infinium MethylationEPIC v2.0 Kit

広範囲のCpGアイランド、遺伝子、エンハンサーをカバーするロバストなメチル化プロファイルマイクロアレイ。遺伝性疾患や希少疾患の研究、がん研究、分類に最適です。

Illumina 5-Base DNA Prep

単一アッセイで5塩基ゲノム(A、T、G、C、および5mC)を包括的に探索し、全ゲノムおよびメチロームの2つの洞察を提供します。

Illumina 5-Base DNA Prep with Enrichment

5つのDNA塩基(A、T、G、C、および5mC)のターゲット検出のための単一アッセイで、ゲノムバリアントとメチル化イベントの2つの洞察を提供します。

がんエピジェネティック解析の主なリソース

サムネール

メチル化マイクロアレイによるがん生物学の理解

この動画では、がん生物学の専門家が、生物医学研究にメチル化マイクロアレイを活用する多くの利点について語ります。

サムネール

マルチオミクスでがん研究を加速

この動画では、マルチオミクスを通じて複雑な表現型の原因と結果を結び付け、これまで不可能だった探索を可能にする方法を学びましょう。

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