DNAメチル化解析

DNAメチル化解析とは？

DNAメチル化解析により、サイエンティストは、遺伝子制御に関する貴重な洞察を得て、潜在的なバイオマーカーを同定することができます。DNAメチル化の異常は、がん、代謝機能不全、神経発達障害など、多くの疾患プロセスに関与しています。DNAメチル化解析は、農業や環境科学などの分野で理解を深めるためにも採用されています。

次世代シーケンサー（NGS）やマイクロアレイなどのハイスループットテクノロジーにより、ゲノムワイドなメチル化プロファイリング研究が可能になります。これらのテクノロジーにより、DNAメチル化の重要性を理解するための新たな方法が生まれることで、エピジェネティックな変異の機能的結果に関する新たな洞察をもたらします。

メチル化解析の仕組み

NGSベースの手法により、ゲノム全体または目的のターゲットエピジェネティックな領域における単一塩基分解能での包括的なメチル化解析が可能となりました。一方で、アレイによってゲノム全体にわたる選択されたメチル化部位の定量解析が可能となり、サンプルあたりのコストを最小限に抑えるハイスループット機能が備わりました。この方法によっては、検出のためのシトシンの化学的または酵素的な変換を伴う場合があります。

DNAメチル化の解析方法

イルミナは、メチル化マイクロアレイと次世代シーケンサー（NGS）ベースの手法という2つの主なアプローチを用いてDNAメチル化を探索するソリューションを提供しています。どちらのアプローチともイルミナのプラットフォームやバイオインフォマティクスツールとシームレスに統合され、エピジェネティックな研究、疾患研究、およびバイオマーカー探索に向けた高品質なデータを提供します。

メチル化マイクロアレイ

メチル化アレイは、ハイスループットメチル化プロファイリングのための信頼できるコスト効率の高いソリューションです。専門的にキュレーションされたコンテンツを用いれば、これらのアレイはゲノム全体の数十万ものCpG*サイトを優れた再現性で定量的に評価することが可能です。このアレイは、スケーラブルなサンプル処理が可能で、エピゲノムワイド関連解析（EWAS）に最適であり、FFPE（ホルマリン固定パラフィン包埋）サンプルでの使用に対応します。

*CpG:シトシンの後にグアニンが直接続くゲノム領域

メチル化シーケンシング

一塩基の分離と包括的な適用範囲に対応できるよう、NGSではゲノムワイドまたはターゲットメチル化解析が可能です。全ゲノムアプローチは、ゲノム全体のメチル化部位をほぼ完全にカバーするのに対して、ターゲットアプローチは、費用効率が高く、深いカバレッジのために特定の関心領域に焦点を当てます。イルミナ5塩基ソリューションは、メチル化されたシトシンを検出すると同時に、単一の合理化されたワークフローでDNAバリアントコールを可能にします。

メチル化解析法の比較

	メチル化マイクロアレイ既定のCpG部位でのメチル化のハイブリダイゼーションベースの検出	全ゲノムメチル化シーケンスゲノム全体のメチル化をNGSベースで検出	ターゲットメチル化シーケンス選択領域におけるNGSベースのメチル化検出
主な利点	費用対効果の高いハイスループットメチル化検出	包括的なメチロームカバレッジ	選択したゲノム領域での高感度検出
カバーされるCpGの数	500～100万CpG	約2,800万CpG	数万～数百万CpG
解像度	CpG部位における単一塩基分解能	ゲノム全体における単一塩基分解能	ターゲット領域における単一塩基分解能
柔軟性	完全にカスタマイズ可能なメチル化アレイのオプションを備えた固定コンテンツ	Whole genome	特定の遺伝子座用の固定パネルまたはカスタムパネル
DNAバリアント検出	限定	イルミナ5塩基ソリューションで実現	イルミナ5塩基ソリューションで実現
サンプルインプット	中（250～500 ng）	低（100 pg～200 ng）	低（100 pg～200 ng）
アプリケーション	バイオマーカーの同定とその検証	包括的なメチローム研究、探研究	疾患特異的パネル、検証研究
自動化	サンプル調製とスキャンに利用可能	ライブラリー調製の自動化に利用可能	ライブラリー調製の自動化に利用可能

メチル化解析ガイド

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。

DNAメチル化と疾患研究への応用

この包括的なeBookでは、イルミナの実績あるソリューションを用いた場合の、サンプル調製からデータ解釈まで、エピゲノムワイド関連解析（EWAS）のベストプラクティスについて解説します。

Infiniumメチル化マイクロアレイに関するガイド

このガイドをダウンロードして、メチル化データを他のオミクスデータセットと統合して、複雑な生物学的相互作用を明らかにし、疾患バイオマーカーを特定するとともに、ロバストでスケーラブルなワークフローを用いてトランスレーショナル研究を進める方法についてご覧ください。

主な製品

Illumina 5-Base DNA Prep

単一NGSベースアッセイにより、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つの洞察を得ることが可能です。

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NGSベースアッセイで、ゲノムバリアントとメチル化イベントの2つの洞察をえることが可能です。

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。エピゲノムワイド関連解析に使用します。

Infinium Methylation Screening Array-48 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。エピゲノムワイド関連解析に使用します。