Các nhà nghiên cứu báo cáo sự phát triển của một phương pháp giải trình tự dựa trên hóa học để định lượng đồng thời các dấu hiệu biểu sinh khác nhau. Phương pháp của họ, được gọi là NT-seq, viết tắt của xử lý nitrit, sau đó là giải trình tự thế hệ tiếp theo, là một phương pháp giải trình tự để phát hiện nhiều loại DNA methyl hóa trên toàn bộ bộ gen.
Một cách các tế bào có thể kiểm soát hoạt động của các gen của chúng là bằng cách thêm các sửa đổi hóa học nhỏ vào ADN để xác định gen nào được bật hoặc tắt. Nhóm metyl là một trong những biến đổi hoặc thẻ hóa học này. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng sự methyl hóa DNA ở vi khuẩn đóng một vai trò trong việc điều chỉnh độc lực, sinh sản và biểu hiện gen. Ở các sinh vật khác, bao gồm cả con người, sự methyl hóa DNA là điều cần thiết trong việc điều chỉnh sự biểu hiện gen cụ thể của mô, xác định bản chất của một tế bào, ví dụ, cho dù đó là tế bào da hay tế bào não.
"Nghiên cứu về sự methyl hóa DNA là một phần của lĩnh vực di truyền biểu sinh. Nó rất quan trọng vì nó giúp chúng ta hiểu tại sao một loại vi khuẩn cụ thể lại gây ra một căn bệnh nghiêm trọng hơn một loại vi khuẩn khác hoặc làm thế nào một tế bào bình thường có thể thay đổi và phát sinh bệnh, chẳng hạn như ung thư, "tác giả tương ứng, Tiến sĩ Tao Wu, trợ lý giáo sư về di truyền học phân tử và con người tại Đại học Y khoa Baylor cho biết. Phòng thí nghiệm Wu là một phòng thí nghiệm di truyền học ung thư. Mục tiêu dài hạn của nó là khắc phục tình trạng kháng thuốc điều trị ung thư bằng cách hiểu rõ hơn về vai trò của biểu sinh trong căn bệnh này.
(adv)
Ở vi khuẩn, có ba hình thức methyl hóa DNA khác nhau. Phổ biến nhất là loại gắn thẻ cơ sở DNA hoặc khối xây dựng adenine (N6-methyladenine hoặc 6mA). Hai loại còn lại gắn thẻ cytosine gốc DNA (N4-methylcytosine hoặc 4mC và 5-methylcytosine hoặc 5mC). Wu giải thích: Mặc dù có nhiều phương pháp để nghiên cứu quá trình methyl hóa DNA, nhưng một số phương pháp có thể lập bản đồ hiệu quả đồng thời ba loại.
"Người ta cho rằng các sinh vật không phải vi khuẩn, bao gồm cả động vật có vú, hầu hết chỉ sử dụng thẻ methyl-cytosine - 5mC - để điều chỉnh hoạt động của gen. Nhưng vào năm 2016, khi tôi đang học tại Đại học Yale, chúng tôi đã báo cáo trên tạp chí Nature về việc phát hiện ra DNA Ông Wu nói, 6mA cũng có ở động vật có vú. "Phát hiện này đã mở ra một loạt khả năng hoàn toàn mới trong việc nghiên cứu biểu sinh bệnh ung thư."
Các phương pháp truyền thống để nghiên cứu 5mC không bắt được sự methyl hóa adenin trong các mô của động vật có vú. Wu nói: “Điều này thúc đẩy chúng tôi phát triển một phương pháp mới để định hình không chỉ 6mA mà còn cả 4mC và 5mC.
Trong nghiên cứu hiện tại, được công bố trên tạp chí Genome Biology , Wu và các đồng nghiệp của ông đã báo cáo sự phát triển của một phương pháp giải trình tự dựa trên hóa học để định lượng đồng thời các dấu hiệu biểu sinh khác nhau. Phương pháp của họ, được gọi là NT-seq, viết tắt của xử lý nitrit, sau đó là giải trình tự thế hệ tiếp theo, là một phương pháp giải trình tự để phát hiện nhiều loại DNA methyl hóa trên toàn bộ bộ gen. Phương pháp này cũng có thể khuếch đại các mẫu lâm sàng hạn chế, điều mà các phương pháp khác không thể làm được.
Wu nói: “Chúng tôi cho thấy rằng NT-seq có thể phát hiện 6mA, 4mC và 5mC cả trong tế bào vi khuẩn và không vi khuẩn, bao gồm cả tế bào động vật có vú. "So với các phương pháp khác, NT-seq hiệu quả, tiết kiệm chi phí, nhanh hơn và có độ phân giải cao. Một số hạn chế của nó là đặc trưng cho thành phần cụ thể của một số bộ gen. Chúng tôi có đề xuất trong bài báo về cách bù đắp hạn chế này. "
“Chúng tôi rất vui mừng về NT-seq,” Wu nói. "Nó có thể phát hiện ra các mẫu hoặc mô típ methyl hóa DNA mới, xác thực kết quả thu được bằng các phương pháp khác, tạo bộ dữ liệu để phát triển các công cụ học máy để phân tích methyl hóa và mở đường để tiếp tục nghiên cứu biểu sinh của DNA bộ gen 6mA ở các sinh vật không phải vi khuẩn, bao gồm cả các nghiên cứu về biểu sinh của bệnh ung thư. "
Nguồn Baylor College of Medicine
