不同細(xì)胞系和組織基因的甲基化差異分析及其序列與CpG甲基化程度的關(guān)聯(lián).pdf

1、DNA甲基化是表觀遺傳方面重要的研究?jī)?nèi)容之一，是指附著在胞嘧啶第5位碳原子被甲基化轉(zhuǎn)移酶所催化，形成5'-CG-3'二核苷酸（稱(chēng)為CpG）的化學(xué)過(guò)程。大多數(shù)脊椎動(dòng)物基因組中存在甲基化胞嘧啶核苷酸的集群，主要集中在基因5'非編碼區(qū)。CpGs中胞嘧啶的甲基化狀態(tài)影響蛋白-DNA相互作用、染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，因而在生物過(guò)程，如轉(zhuǎn)錄、X染色體失活及基因組印記中起到至關(guān)重要的作用。最近的研究表明，哺乳動(dòng)物動(dòng)物中DNA甲基化模式是具有組織或細(xì)胞系

2、特異性。然而，我們對(duì)那些特定DNA甲基化調(diào)節(jié)作用的認(rèn)識(shí)并不全面。因此，分析并比較組織和細(xì)胞系類(lèi)型之間的基因甲基化特性，對(duì)于了解在不同生物過(guò)程中DNA甲基化機(jī)理是必不可少的。
　　基于UCSC基因組瀏覽器中下載的49611個(gè)基因，從中提取具有兩個(gè)以上外顯子的基因，經(jīng)過(guò)篩選后剩余21740個(gè)基因。對(duì)于任何基因，將它看成由六個(gè)功能區(qū)域構(gòu)成，即轉(zhuǎn)錄起始區(qū)域(TSSR)，第一外顯子(FE)，中間外顯子區(qū)域(MER)，內(nèi)含子區(qū)域(IR)，最后

3、外顯子區(qū)域(LE)，和轉(zhuǎn)錄終止區(qū)域(TTSR)。本文針對(duì)9類(lèi)細(xì)胞系和15種組織，從NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)瀏覽器中下載了Bisulfite-Seq甲基化數(shù)據(jù)，給出每個(gè)CpG位點(diǎn)的甲基化程度（數(shù)值范圍為0～1）。基于此，對(duì)基因的六個(gè)功能區(qū)域的甲基化水平及其差異進(jìn)行了分析和比較，發(fā)現(xiàn)6個(gè)功能區(qū)域之間的DNA甲基化水平具有很大的差異。因此，本文提出利用離散增量法和歐式距離法來(lái)識(shí)別差異甲基化基因(DMG)，并發(fā)現(xiàn)了一些甲基化差異顯著的基因。同時(shí)，針對(duì)管家

4、基因的分析表明，管家基因保持著低甲基化水平，這對(duì)保持細(xì)胞的基本代謝是至關(guān)重要的。
　　進(jìn)一步，為了闡明CpG位點(diǎn)甲基化程度與鄰近序列的相關(guān)性，以CpG為中心提取長(zhǎng)度為23bp的核苷酸片段，構(gòu)建CpG鄰近序列數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)CpG位點(diǎn)甲基化水平的不同，等間隔地分為11組，并對(duì)每組序列進(jìn)行分析，結(jié)果顯示CpG位點(diǎn)甲基化程度與上下游DNA堿基組分相關(guān)聯(lián)，低甲基化水平的CpG位點(diǎn)鄰近序列有更多的C(c)，G(g)堿基或CC，GG，GC，CG二