NGSを使用したメチル化パターンの網羅的探索
メチル化シーケンシングは、遺伝子発現と細胞同一性を制御する重要なエピジェネティックなイベントであるDNAメチル化の高解像度マッピングを可能にします。次世代シーケンサー（NGS）を使用して、研究者はゲノム全体の単一塩基分解能でメチル化を検出し、CpG、CHH、およびCHGコンテキストのパターンを明らかにできます。*
*CpG：シトシンのすぐ後にグアニンが続くゲノム領域、CHHおよびCHG：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ます（H = A、T、またはC）
Dr Daniel Wiseが、直腸粘液分析を用いた大腸がん検出のための、形質転換メチル化シークエンシングに基づく研究アプローチを紹介します。
ご提供いただいた個人情報は、お客様へのサポート、サービス、および販売活動の目的にのみ使用させていただきます。
ゲノムメチル化シーケンシングにより、ゲノム全体にわたるシトシンのメチル化を検出 バイサルファイト変換などの従来の方法では、非メチル化シトシンをウラシルに化学的に修飾し、シーケンス中にチミンとして読み取られます。バイサルファイト処理は、効果的ですが、DNAを分解しシーケンスの複雑さを低減する可能性があります。
酵素変換などの革新的なアプローチにより、より穏やかで効率的な代替手段が生まれました。例えば、イルミナ5塩基ソリューションでは、5-メチルシトシン（5mC）をチミンに変換する独自の酵素法を用いることで、DNAの完全性とヌクレオチドの多様性を維持します。これにより、1つのアッセイで遺伝的バリアントとメチル化マークを同時に検出可能となるため、ワークフローを合理化し、データ品質を向上させます。
全ゲノムメチル化シーケンシングは、単一塩基分解能でゲノム全体のメチル化を包括的にカバーし、発見研究、エピゲノムワイド関連解析、複雑な疾患モデリングに最適です。このアプローチでは、既知のメチル化部位と新規のメチル化部位の両方を捕捉ｓることで、より完全なエピジェネティックランドスケープが得られます。
ターゲットメチル化シーケンシングでは、プロモーター、エンハンサー、CpGアイランドなどの特定の関心のあるゲノム領域に焦点を当てます。この方法は費用対効果が高く、がん研究アプリケーション、微小残存病変（MRD）検出研究、循環腫瘍DNA（ctDNA）モニタリング研究などに適しています。ターゲットパネルは、ハイスループットスクリーニングまたは焦点を絞ったバイオマーカー検証研究用にカスタマイズ可能です。
メチル化シーケンシングは通常、化学変換法または酵素変換法を用いて行われます。これらの方法は、全ゲノムまたはターゲットシーケンスアプローチのいずれかで実行可能です。お客様の研究ニーズに最適なこれらの手法の特徴については、以下の表をご覧ください。
| バイサルファイトシーケンシング 亜硫酸水素ナトリウムは非メチル化シトシンをウラシルに変換しますが、メチル化シトシンは変化しません |
イルミナ5塩基ソリューション イルミナが設計した酵素は、メチル化シトシン（5mC）をチミンに変換し、非メチル化シトシンを保持します |
C-to-T酵素シーケンス 酵素を用いて、強力な化学物質を使用せずに非メチル化シトシンをチミンに変換します |
|
|---|---|---|---|
| DNA損傷 | 高（重亜硫酸塩の変換により断片化が生じる） | 最小（穏やかな単一ステップで酵素変換） | 低（穏やかな酵素変換） |
| ヌクレオチドの多様性 | 低 | 高 | 低 |
| ワークフローの複雑さ | 高 | 低 | 高 |
| リードアウト | CからTへの変換は非メチル化シトシンを示します | 5mCからTへの変換により、メチル化とDNAバリアントの同時検出が可能 | CからTへの変換は非メチル化シトシンを示します |
| メチル化検出の精度 | 高 | 高 | 高 |
| DNAバリアント検出精度 | 低 | 高 | 低 |
| インプットDNA要件 | 高 | 低 | 低 |
| 長所 | 広く使用されている確立された方法 | 簡単なワークフロー、メチル化とDNAバリアントのデュアル検出、5mCからTへの変換は無害であり、ライブラリーの多様性を高い精度で維持します | 重亜硫酸塩よりも損傷が少なく、分解サンプルでも機能します |
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、遺伝子変異とDNAメチル化を併せてシーケンシングすることの意義を学べます。
合理化された5塩基ワークフローには、DNAからシーケンスシステムまで最長1日かかる最適化された全ゲノムライブラリー調製が含まれており、デュアルDNAおよびメチル化アノテーションと可視化に向けた使いやすい解析を実現します。
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。
優れたシーケンス性能を引き出す強力なハイスループットシーケンス研究。データ出力と時間をプロジェクトのニーズにマッチング。
進化したケミストリー、光学、インフォマティクスを融合させ、卓越したシーケンシング速度とデータ品質、優れたスループットとスケーラビリティをお届けします。
NGSデータを精確、包括的かつ効率的に二次解析します。
クラウドベースのマルチオミクス解析および解釈ソフトウェアにより、視覚化、スケーラビリティ、安全なデータ管理、サンプルから洞察までのワークフロー等が可能となります。
5塩基ワークフローには、ターゲットエンリッチメントライブラリー調製の最適化、デュアルDNAとメチル化アノテーションのための使いやすい解析、ターゲット遺伝子の可視化が含まれます。
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つの洞察が得られます。
幅広いアプリケーション、運用の簡素化、高い柔軟性と拡張性で、実績のあるシーケンス性能を発揮します。
優れたシーケンス性能を実現する強力なハイスループットシーケンス研究。データ出力と時間をプロジェクトのニーズにマッチング。
進化したケミストリー、光学、インフォマティクスを融合させ、卓越したシーケンシング速度とデータ品質、優れたスループットとスケーラビリティをお届けします。
NGSデータを精確、包括的かつ効率的に二次解析します。
クラウドベースのマルチオミクス解析および解釈ソフトウェアにより、視覚化、スケーラビリティ、安全なデータ管理、サンプルから洞察までのワークフロー等が可能となります。
シーケンス後、メチル化を考慮したアルゴリズムを用いてリードをリファレンスゲノムにアライメントします。イルミナのDRAGEN二次解析は、亜硫酸水素塩、酵素、5塩基ワークフロー用に最適化されたパイプラインを通じてこのステップを加速します。DRAGENでは、シングルパスアライメントとメチル化コールをシングルベース解像度で実行することで、Bismark互換タグ（XR、XG、XM）を用いて標準形式で出力が生成され、下流のツールとシームレスを統合することができます。各レポートには、ゲノムワイドなシトシンメチル化メトリクスや品質評価が含まれます。
生物学的に関連する変化を明らかにするために、差異的メチル化解析では、実験群（例：健康と疾患）全体のCpGサイトまたは領域を比較します。Illumina Connected Softwareにより、直感的に三次解析を行うことが可能となり、ロバストな統計モデルを用いて、関連するp値と誤検出率にある差異的メチル化座位（DML）と領域（DMR）を同定することができます。インタラクティブな可視化とパスウェイエンリッチメントツールは、遺伝子制御やマルチオミクスデータにおけるメチル化の変化を解釈するンタラクティブな可視化とパスウェイエンリッチメントツールは、遺伝子制御やマルチオミクスデータにおけるメチル化の変化を解釈する上で有用です。
DRAGENおよびConnected Softwareは、イルミナのエコシステム内で生のリードから二次解析まで、エンドツーエンドのソリューションを提供します。
メチル化異常や転写因子の結合の変化などにおける、エピジェネティクスの変化の研究は、重要な腫瘍パスウェイにおける洞察をもたらすことがあります。
ゲノムワイドなメチル化シーケンシングは、複雑な神経疾患や免疫疾患、その他の疾患における機能的なメカニズムの理解につながります。
細胞および分子生物学研究が、タンパク質の相互作用や単一遺伝子の機能解析といった従来の手法を超えて広がります。
DNAメチル化と遺伝子発現研究の進歩
このeBookは、遺伝子発現と制御の研究に関するものです。サイエンティストらがメチル化シーケンシングとアレイを用いて研究を迅速化する方法をご覧ください。
ご提供いただいた個人情報は、お客様へのサポート、サービス、および販売活動の目的にのみ使用させていただきます。
本ウェビナーでは、Dr Gelareh ZadehとDr Farshad Nassiriが、DNAメチル化技術とメチルームベースの予測因子を用いた変革的な研究について解説します。
一般に、DNAメチル化は遺伝子発現の低下をもたらします。プロモーターとエンハンサーのメチル化は通常、転写装置の結合を阻害します。1ただし、コード領域内のメチル化は転写活性を高めることができます。2
主なターゲットには、CpGアイランド、プロモーター領域、miRNAプロモーター領域、エンハンサー、およびDNase過敏症部位が挙げられます。詳細については、DNAメチル化インフォグラフィックをダウンロードしてください。
バイサルファイトや酵素メチル化シーケンシング（EM-Seq）などの方法はバイアスをもたらし、シーケンスの複雑さを低減するほか、アライメントやバリアントコーリングをより困難にします。イルミナ5塩基ソリューションなどの新しい方法は、ヌクレオチドの多様性を維持し、メチル化とバリアント解析を同時に行うとともに、全体的なデータ品質を向上させます。DRAGEN Germline、DRAGEN Somatic、DRAGEN Enrichmentパイプラインなどのイルミナソフトウェア解析ソリューションを用いた場合、メチル化レポート機能をチェックボックスで簡単に有効化できます。
主な考慮事項には、メチル化検出の精度、DNAインプット要件、ワークフロー時間、既存のシーケンスプラットフォームとの互換性などが挙げられます。イルミナのシステムをすでに使用しているラボでは、変異体とメチル化の検出機能を単一のStandardワークフローとリードアウトに統合するため、イルミナ5塩基ソリューションが特に効率的なオプションになる可能性があります。
はい、メチル化シーケンシングはスケールアップできます。従来の方法の中には時間を要するものもありますが、イルミナ5塩基ソリューションのような新しいテクノロジーは拡張性を重視して設計されており、ハイスループットプロジェクトのための迅速なライブラリー調製と合理化された解析が可能となります。
メチル化シーケンシングの手法について、より詳しい情報をご希望の場合は、お気軽にお問い合わせください。
ご提供いただいた個人情報は、お客様へのサポート、サービス、および販売活動の目的にのみ使用させていただきます。
参考文献