MeDIP-Seq服務(wù)介紹
       
       DNA甲基化是表觀遺傳學(xué)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，在調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄、傳遞基因組印記、維持染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、調(diào)控胚胎發(fā)育以及腫瘤等疾病發(fā)生中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
甲基化DNA免疫共沉淀測序（Methylated DNA Immunoprecipitation Sequencing，MeDIP-Seq）通過5’-甲基胞嘧啶抗體富集高甲基化的DNA片段，然后將富集后的DNA進(jìn)行高通量測序。該技術(shù)不受物種和基因組區(qū)域的限制，是全面且深入理解表觀遺傳調(diào)控的重要工具。通過MeDIP-Seq快速有效地尋找基因組上的甲基化區(qū)域，從而比較不同細(xì)胞、組織、甚至疾病樣本間的DNA甲基化修飾模式的差異。

1、 實(shí)驗(yàn)方案
      測序策略：Illumina NextSeq 500  SE50
      數(shù)據(jù)量：20M clean data

2、技術(shù)優(yōu)勢
（1）精確度高：在其覆蓋范圍內(nèi)可達(dá)到單堿基分辨率；
（2）重復(fù)性好：多樣本的覆蓋區(qū)域重復(fù)性好，適用于多樣本間的差異分析；
（3）檢測范圍廣：覆蓋全基因組范圍內(nèi)超過百萬級CpG位點(diǎn)個數(shù)；
（4）高性價(jià)比：相比于WGBS，采用MeDIP-Seq通過抗體富集高甲基化區(qū)域進(jìn)行測序，有效降低測序費(fèi)用。

3、數(shù)據(jù)分析
3.1 標(biāo)準(zhǔn)信息分析
（1）MeDIP-Seq序列與參考序列比對；
（2）統(tǒng)計(jì)reads在全基因組的分布情況；
（3）統(tǒng)計(jì)reads在CpG區(qū)域的分布情況；
（4）統(tǒng)計(jì)reads在不同功能元件區(qū)域（Promoter，UTR，Exon，Intron）的分布情況；
（5）統(tǒng)計(jì)reads在不同GC含量區(qū)域中的分布情況；
（6）統(tǒng)計(jì)序列富集區(qū)域（peak）；
（7）統(tǒng)計(jì)與peak相關(guān)的基因；
（8）統(tǒng)計(jì)peak在不同功能元件區(qū)域（Promoter，UTR，Exon，Intron）的分布情況；
（9）多樣本peak差異分析及差異peak相關(guān)基因注釋、GO分類和pathway顯著性富集分析；
3.2 高級信息分析
（1）與表達(dá)譜進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，預(yù)測甲基化調(diào)控基因（需有表達(dá)譜數(shù)據(jù)）；
（2）MeDIP-Seq數(shù)據(jù)可視化分析：生成Genome Browser可以導(dǎo)入的文件。

4、技術(shù)流程
 

MeDIP-Seq 案例分析
       案例（1）可塑性基因的DNA甲基化變化伴隨著記憶的塑造和維持
       形成記憶的能力是一個有機(jī)體的行為適應(yīng)環(huán)境變化的先決條件。在分子水平上，記憶的獲得和保持需要在染色質(zhì)方面修飾。為了解開表觀遺傳網(wǎng)絡(luò)下的短期和長期記憶，德國退行性神經(jīng)疾病研究中心（DZNE）小組成員研究了在兩個截然不同的老鼠大腦區(qū)域，兩種細(xì)胞類型及三個時(shí)間點(diǎn)前后語境學(xué)習(xí)的染色質(zhì)的修飾后改變。研究發(fā)現(xiàn)在記憶獲得期間，組蛋白修飾明顯地發(fā)生改變，并且出人意料地還伴隨著少量基因方面的改變。盡管只有神經(jīng)元能夠長時(shí)間持續(xù)改變，但是學(xué)習(xí)相關(guān)組蛋白修飾和DNA甲基化變化會在非神經(jīng)元細(xì)胞類型中發(fā)生，這說明非神經(jīng)元細(xì)胞在表觀遺傳學(xué)習(xí)中的扮演一個功能性角色。至此，研究得到的數(shù)據(jù)為記憶的獲得和保持在分子層面提供了證據(jù)，其中DNA甲基化能夠改基因的表達(dá)和剪接，這個涉及到功能塑造和突觸連接。

圖1 高分辨率腦部和細(xì)胞種類特異性染色質(zhì)修飾圖
 

圖2 記憶獲取與維持中的短暫和穩(wěn)定DNA甲基化作用

參考文獻(xiàn)
[1] Halder et al. DNA methylation changes in plasticity genes accompany the formation and maintenance of memory. Nature Neuroscience, 2016.

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