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這是描述信息

全基因組甲基化測序(WGBS)

項目介紹
參數
常見問題
應用案例

 

WGBS甲基化檢測最有力的方案

 

全基因組甲基化測序(Whole Genome Bisulfite Sequencing, WGBS)

是結合重亞硫酸鹽Bisulfite處理和NGS高通量測序技術,

對有參考基因組的物種在全基因組水平進行單堿基分辨率的甲基化檢測,

適合各種類型的樣本(細胞、全血、組織、病理切片、血漿cfDNA)

廣泛用于人、動物及農林牧漁等方向的高水平甲基化研究。

 

用心服務每一個項目

艾斯團隊專注表觀組學10年,提供專業有價值的DNA甲基化完整解決方案;

已經完成人、動植物等幾十個物種, 5000+例樣本WGBS項目經驗;

已完成常規樣本、復雜樣本(FFPE)及微量樣本(血漿cfDNA)多種樣本類型項目;

嚴格WGBS建庫質控和效率,Bisulfite轉化率>99%;

自動化建庫測序流程,保障WGBS周期交付能力;

核心團隊發表Genome BiolNat CommunCell Res等高水平SCI文章;

專業的生物信息分析團隊提供更多個性化分析思路和方案。

 

科學方案設計

從項目方案、樣本處理、建庫測序,到數據分析;

每個項目需要專業、有價值的建議;及時高效的溝通,以保障高質量研究成果

 

樣本類型和要求

樣本類型

樣本要求

基因組DNA

總量≥ 3ug; 濃度≥ 30ng/ul; 基于Qubit定量

血漿/血清/cfDNA

建議提供1-4ml血漿/血清, 或者>15ng cfDNA

細胞、全血、動植物組織等

按照送樣要求準備

備注:用封口膜密封樣品; 干冰運輸

 

信息分析

WGBS

分析內容

備注

標準分析

1、測序數據質量評估

過濾掉低質量數據,保證數據質量

2、與參考基因組比對

比對率和覆蓋度分析

3、甲基化位點Calling

評估胞嘧啶甲基化狀態

4、甲基化分布圖譜分析

甲基化在基因組、功能元件上的分布

5、組間差異甲基化DMR分析

尋找DMR及注釋

6、差異甲基化基因DMG分析

DMG富集分析GOKEGG

7、多樣本聚類分析

PCA分析多樣本甲基化變化規律

高級分析

8、多組學整合關聯分析

例如與轉錄組關聯分析

9、其它定制化分析

結合課題背景亮點挖掘

 

未找到相應參數組,請于后臺屬性模板中添加

 

 

Q1:哪些物種可以研究WGBS?

具有參考基因組的人、模式生物、其它動植物、藻類、真核生物等;至少拼接到scaffold水平, 具有較為完整的注釋。

 

Q2:WGBS主要的技術質控?

一般通過加入沒有甲基化化修飾的lambda DNA質控Bisulfite的轉化率,要求轉化率>99%.

 

Q3:WGBS具有哪些優勢?

WGBS的優勢主要是體現在技術層面上:

1、不僅能夠高精度發現CpG島等常見區域的甲基化水平的變化,還能夠分析gene body區,基因間區等區域的甲基化水平的差異,因此,技術上WGBS是研究甲基化最有力的方案; 

2、適用于動植物所有有參基因組物種及幾乎所有樣本類型,例如細胞、全血、新鮮冷凍組織、病理FFPE、cfDNA等臨床樣本等;

 

Q4:WGBS具有哪些劣勢?

WGBS的劣勢主要是體現在應用層面上——成本最高!

由于WGBS推薦測序深度>30X基因組,成本與基因組大小成正比, 因此在不同的應用領域,主要是考慮成本費用因素:

1、對于小基因組物種, 例如大豆、水稻等油糧作物、絕大多數蔬菜水果等植物物種(基因組大小<1.5G), WGBS是非常合適也是唯一的金標準檢測方案; 應用上,廣泛用于經濟植物遺傳育種、生理病理機制研究等;

2、對于人和哺乳動物大基因組樣本(基因組大小在2-3G),WGBS的測序成本非常高,制約了其應用;同時除了WGBS方案,人和動物樣本還可以選擇最高性價比的RRBS方案及甲基化芯片(例如850K芯片,僅限于人樣本):

在臨床樣本甲基化研究中,由于臨床樣本異質性較大,課題設計需要檢測的樣本數量要求較多,一般10-30個樣本/分組,WGBS檢測成本大大制約了其在臨床科研中的應用;

在大型隊列研究中,雖然WGBS是終級方案,但也受制于陳本制約,很難檢測較多樣本;

在模式動物機制研究中,一般3-5個樣本/分組,由于課題設計需要檢測的樣本數量較少,整個課題成本相對可以接受。

 

如下圖所示,WGBS應用方向及推薦指數:

 

 

除了成本制約因素,臨床樣本檢測需要更為準確的甲基化檢測方案

甲基化檢測的準確性由測序深度決定的,依次為RRBS > WGBS > 850K芯片。

WGBS:類似突變檢測的WGS(重測序),由于WGBS比對率較低和文庫冗余比例較高,實際覆蓋基因組范圍在70%左右,有效覆蓋深度為15-20X

RRBS:是研究基因組CpG甲基化性價比最高的方案,檢測單堿基分辨率的高CG區域,僅需少量的DNA樣本和較低的成本而被廣泛使用。RRBS類似突變檢測的WES(全外顯子測序),有效測序深度達到50-100X,比WGBS高出很多,因此甲基化檢測準確性更高;

850K芯片:基于甲基化分析平臺MethylationEPIC 850K BeadChip, 采用Oligo nucleotide雜交技術,芯片的批次效應(batch effect)有時會較嚴重,信噪比較差(來自徐瑞華主編的《腫瘤學》第五版p73-74)850K芯片的準確性最低,覆蓋基因組CpG位點最少,但是快速便宜,因此在早期EWAS甲基化研究中是非常不錯的選擇; 但隨著WGBS和RRBS測序成本下降,甲基化850K芯片的應用越來越少。

 

 

 

案例分析1: 靈長類早期著床前胚胎發育DNA甲基化重編程(團隊成員發表)

De novo DNA methylation during monkey pre-implantation embryogenesis. Cell Research. 2017;27:526-539.

一、研究方案:靈長類胚胎發生的關鍵表觀遺傳調控需要DNA甲基化重編程,我們首先建立了基于轉座酶的超微量WGBS測序技術,詳細研究了獼猴早期著床前胚胎7個階段(Sperm、Oocytes、Zygotes、2-cell、8-cell、Morula和ICM)的DNA甲基化動態變化過程。

二、研究結果:首次全面闡明了DNA甲基化動力學的“盈與虧”階段特征,并通過DNA甲基轉移酶功能缺失實驗表明DNA甲基化影響早期猴胚胎發育。