Séquençage 5mC/5hmC

CD Genomics propose des services de séquençage avancés 5mC/5hmC pour découvrir les motifs de méthylation et d'hydroxyméthylation de l'ADN. Notre approche à haute résolution fournit des informations cruciales sur la régulation épigénétique à travers les génomes, soutenant la recherche en biologie du développement, sur les mécanismes des maladies, et au-delà. Contactez-nous pour faire progresser votre recherche en épigénétique dès aujourd'hui.

Qu'est-ce que 5mC et 5hmC ?

La méthylation et l'hydroxyméthylation de l'azote 5 de la cytosine (5mC) sont des altérations épigénétiques essentielles qui jouent des rôles vitaux dans la régulation de l'expression génique et la différenciation cellulaire. La méthylation de l'ADN réprime généralement la transcription des gènes. L'hydroxyméthylation, au contraire, active l'expression génique ou incite à la déméthylation de l'ADN. Les groupes 5mC introduits par les méthyltransférases de l'ADN peuvent être oxydés de manière itérative en 5-hydroxyméthylcytosine (5hmC), 5-formylcytosine (5fC) et 5-carboxylcytosine (5caC) par l'action des dioxygénases de la méthylcytosine Tet. Le 5hmC est le composant le plus abondant in vivo parmi les trois dérivés oxydatifs de 5mC et peut être identifié dans presque tous les tissus et cellules mammifères. La cartographie à l'échelle du génome de 5mC et 5hmC révèle les zones génomiques de ces altérations, ce qui est crucial pour élucider leurs mécanismes.

Figure 1. Le cycle de méthylation de la cytosine (Ecsedi, 2018)

L'introduction du séquençage 5mC/5hmC

Séquençage bisulfite de l'ADN entier (WGBS) est considéré comme le "standard d'or" pour le séquençage de méthylation, détectant principalement les deux formes de modification, 5mC et 5hmC. À partir de cela, plusieurs méthodes dérivées ont été développées pour distinguer entre 5mC et 5hmC. Par exemple, séquençage par bisulfite d'oxydation (oxBS-seq) est utilisé pour le séquençage spécifique de 5mC, et le séquençage par bisulfite assisté par TET (TAB-seq) est spécifique pour la détection de 5hmC. Ces dernières années, le 5hmC a émergé comme un biomarqueur significatif pour le dépistage du cancer, démontrant une valeur clinique cruciale.

Le séquençage par bisulfite conventionnel (BS-seq) ne fait pas la distinction entre 5mC et 5hmC, présentant un signal mixte des deux modifications. Séquençage par oxydation-bisulfite (oxBS-seq) oxydise 5hmC en 5fC, le convertissant ensuite en la base U par traitement au bisulfite, permettant une détection précise de 5mC. Le séquençage simultané de BS-Seq et d'oxBS-Seq du même échantillon peut atteindre une détection à résolution de base unique de 5hmC, offrant une approche de résolution de base sensible à l'hydroxyméthylation.

CD Genomics est une entreprise de biotechnologie spécialisée dans la technologie de séquençage. Grâce à une technologie de séquençage de pointe et à une analyse bioinformatique approfondie, nous aidons nos clients à exploiter les informations génomiques. Nos domaines d'expertise incluent la génomique, la transcriptomique, l'épigénétique, la génétique des populations, la microbiologie et bien d'autres domaines. Notre service de séquençage 5mC/5hmC à haut débit utilise plusieurs plateformes matures et stables, offrant une grande efficacité, simplicité et précision pour soutenir votre recherche en épigénétique.

CD Genomics peut fournir une détection à l'échelle du génome de 5mC et 5hmC par les approches suivantes :

1. Immunoprécipitation basée sur des anticorps et séquençage de l'ADN hydroxyméthyléhMeDIP-seq).

2. Séquençage par bisulfite oxydatifoxBS-seq)

3. Séquençage bisulfite/oxydatif du génome entierWGBS/oxWGBS-seq)

4. Séquençage oxydatif de bisulfite réduit représentatifRRBS/oxRRBS)

Avantages du séquençage 5mC/5hmC

• Profilage de méthylation haute résolution : Cette méthodologie fournit une cartographie détaillée de la méthylation de l'ADN (5mC) et de l'hydroxyméthylation (5hmC) à travers le génome, offrant des aperçus précis sur les motifs de méthylation non seulement aux sites CpG mais aussi au-delà.
• Mesure quantitative : Elle permet la quantification précise des niveaux de méthylation dans des régions génomiques spécifiques telles que les promoteurs et les îlots CpG, offrant une compréhension complète des mécanismes sous-jacents à la régulation épigénétique.
• Couverture du génome entier : Englobant l'ensemble du génome, cette technique étend sa portée aux régions éloignées et non codantes, permettant ainsi une compréhension holistique de l'implication de la méthylation dans la régulation des gènes et des phénomènes épigénétiques plus larges.
• Haute capacité de traitement et efficacité : Caractérisée par sa capacité à gérer efficacement de grands volumes d'échantillons, cette approche est particulièrement adaptée à la gestion de jeux de données complexes et à la facilitation d'analyses à haut débit de manière rationalisée.
• Analyse comparative : En soutenant des évaluations comparatives des profils de méthylation à travers plusieurs échantillons, elle révèle des variations corrélées à divers états physiologiques, maladies ou contextes expérimentaux, dévoilant des informations précieuses sur les réponses biologiques au niveau épigénétique.

Applications du séquençage 5mC/5hmC

• Recherche et diagnostic des maladies : Identifie des marqueurs de méthylation associés à des maladies, pouvant potentiellement servir de biomarqueurs diagnostiques ou pronostiques précoces dans le cancer et d'autres troubles.
• Développement et Différenciation : Étudie les mécanismes épigénétiques dans le développement biologique et les processus de différenciation, en élucidant le rôle de la méthylation dans la détermination du destin cellulaire et l'expression génique spécifique aux tissus.
• Réponse environnementale et variation génétique : Analyse comment les facteurs environnementaux influencent les motifs de méthylation et explore la relation entre les variations génétiques et les changements épigénétiques, révélant des perspectives sur l'adaptation environnementale et la plasticité phénotypique.
• Développement de médicaments et Stratégies Thérapeutiques : Évalue l'impact des médicaments candidats sur les motifs de méthylation, contribuant à la découverte de nouvelles cibles et stratégies thérapeutiques.
• Agriculture et biologie végétale : Étudie les motifs de méthylation dans les génomes des plantes pour comprendre leur rôle dans l'amélioration de la sélection des cultures, de la tolérance au stress et de la productivité agricole.

Flux de travail de séquençage 5mC/5hmC

Notre expérience de longue date et nos plateformes avancées nous permettent de proposer un ensemble de services complet, allant de la consultation de projet, la conception d'expériences, le séquençage, à l'analyse bioinformatique. Nous nous efforçons de fournir le schéma le plus adapté à votre projet.

Spécifications du service

	Exigences d'échantillon Montant initial d'ADN génomique ≥ 1 µgWGBS, RRBS); ≥ 2 µg(hMeDIP-seq, oxBS-seq) Concentration d'échantillon ≥ 10 ng/µl (WGBS) ; ≥ 20 ng/μL (hMeDIP, RRBS) Veuillez sélectionner la page de service de séquençage 5mC/5hmC appropriée en fonction de vos objectifs. Chaque page contient des exigences spécifiques pour les échantillons. Tous les échantillons d'ADN sont validés pour leur pureté et leur quantité. Remarque : Les montants d'échantillons sont indiqués à titre de référence uniquement. Pour des informations détaillées, veuillez contactez-nous avec vos demandes personnalisées.
Cliquez	Stratégie de séquençage Illumina, PE150 Plus de 80 % des bases avec un score de qualité ≥Q30
	Analyse bioinformatique Nous proposons plusieurs analyses bioinformatiques personnalisées : Contrôle de qualité des données de séquençage Alignement par rapport aux génomes de référence Distribution des niveaux de méthylation et d'hydroxyméthylation du génome entier Analyse de corrélation Analyse PCA Analyse de la méthylation différentielle et analyse de l'hydroxyméthylation différentielle Annotation fonctionnelle avec analyse GO/KEGG Analyse du niveau d'expression différentielle des gènes associés aux pics Analyse de fragments immuno-enrichis Analyse des pics Analyse des motifs Remarque : Les sorties de données et les contenus d'analyse recommandés affichés sont à titre de référence uniquement. Pour des informations détaillées, veuillez contactez-nous avec vos demandes personnalisées.

Pipeline d'analyse

Livrables

• Les données de séquençage originales
• Résultats expérimentaux
• Rapport d'analyse des données
• Détails sur le séquençage 5mC/5hmC pour votre rédaction (personnalisation)

Explorez la méthylation et l'hydroxyméthylation de l'ADN avec le service de séquençage 5mC/5hmC de CD Genomics. Nous proposons un séquençage haute résolution et une analyse bioinformatique complète pour révéler les motifs épigénétiques à travers le génome. Contactez-nous pour débloquer des insights pour votre recherche.

Références

1. Ecsedi S, Rodríguez-Aguilera JR, Hernandez-Vargas H. 5-Hydroxyméthylcytosine (5hmC), ou comment identifier votre cellule préférée. Épigénomes2018, 2(1):3.
2. Kirschner K, Krueger F, Green AR, Chandra T. Multiplexage pour le séquençage bisulfite oxydatif (oxBS-seq). Dans Protocoles de méthylation de l'ADN 2018. Humana Press.

Les résultats partiels sont montrés ci-dessous :

1. Comment la 5hmC influence-t-elle la transcription des gènes ?

Cette modification épigénétique, la 5-hydroxyméthylcytosine (5hmC), joue un rôle crucial dans la transcription des gènes en modulant la structure de la chromatine et en orchestrant le recrutement de protéines régulatrices spécifiques. Son association avec des états transcriptionnels actifs suggère sa capacité à faciliter les processus d'expression génique. Notamment, la 5hmC perturbe la dynamique de la méthylation de l'ADN, agissant comme un intermédiaire dans les processus de déméthylation, façonnant ainsi les réseaux régulateurs des gènes.

2. Pourquoi le 5hmC est-il significatif ?

Son rôle en tant que marqueur dynamique des altérations de la méthylation de l'ADN souligne sa contribution vitale à la régulation de processus biologiques critiques tels que le développement, la différenciation et la progression des maladies. Contrairement aux effets répressifs de la 5-méthylcytosine (5mC), la 5-hydroxyméthylcytosine (5hmC) est attribuée à l'activation des activités transcriptionnelles et des fonctions régulatrices au sein du génome. Déchiffrer les motifs complexes de la 5hmC offre des aperçus cruciaux sur les mécanismes épigénétiques régissant les fonctions physiologiques normales et les états pathologiques, promettant des avancées diagnostiques et thérapeutiques dans des conditions telles que le cancer et les troubles neurologiques.

3. En quoi le 5hmC est-il différent du 5mC en termes de fonction biologique ?

Dans le domaine des dérivés de la méthylation de l'ADN, une différence notable se manifeste entre 5hmC et 5mC. Bien que les deux molécules participent à cette modification épigénétique, 5hmC se distingue par son affiliation avec la transcription active et son implication dans les processus complexes de la déméthylation de l'ADN. Il est à noter que son influence sur la dynamique de l'expression génique et les voies de développement contraste fortement avec le rôle traditionnel de silençage génique joué par 5mC.

4. Comment le séquençage de 5mC/5hmC peut-il contribuer à la médecine personnalisée ?

Exploiter la puissance du séquençage 5mC/5hmC ouvre des avenues pour découvrir des marqueurs épigénétiques liés à la susceptibilité aux maladies, au pronostic et à la réactivité au traitement. Cette approche innovante promet de personnaliser les interventions diagnostiques et thérapeutiques, révolutionnant ainsi le paysage de la médecine de précision.

Des analyses intégrées de multi-omiques révèlent des schémas globaux de méthylation et d'hydroxyméthylation et examinent les rôles suppresseurs de tumeur de HADHB dans le cancer colorectal.

Journal : Épigénétique clinique

Facteur d'impact : 7,259

Publié : 02 mars 2018

Contexte

La méthylation de l'ADN est une modification épigénétique cruciale liée à l'expression génique. 5mC et 5-hmC servent de deux marqueurs épigénétiques impliqués dans le maintien du reprogrammation épigénétique, la méthylation du génome pouvant potentiellement conduire au cancer. L'objectif de cette étude est d'élucider les mécanismes épigénétiques de la méthylation et de l'hydroxyméthylation de l'ADN dans le développement du cancer colorectal. Les auteurs ont utilisé MeDIP-seq et hMeDIP-seq cartographier les motifs de méthylation et d'hydroxyméthylation de l'ADN du génome entier des tissus de cancer colorectal et des tissus normaux correspondants, ainsi que l'analyse de l'expression génique du transcriptomeRNA-seqDes régions de méthylation différentielle (DMRs), des régions d'hydroxyméthylation différentielle (DhMRs) et des régions de gènes exprimés différemment (DEGs) ont été identifiées. Des biomarqueurs épigénétiques ont été sélectionnés à travers des analyses de DMR, DhMR et DEG, suivies d'une analyse fonctionnelle pour validation.

Matériaux et Méthodes

Résultats

Les auteurs ont étudié les motifs distincts d'hydroxyméthylation du génome entier qui peuvent servir de biomarqueurs épigénétiques dans les tissus coliques normaux. En comparant les tissus tumoraux coliques et normaux, un total de 59 249 DMR, 187 172 DhMR et 948 DEGs ont été identifiés. En recoupant les gènes des DMR ou des DhMR avec les DEGs, sept gènes ont été sélectionnés comme étant régulés de manière aberrante par la méthylation de l'ADN dans les tumeurs. De plus, une forte méthylation du gène HADHB a été trouvée corrélée à sa régulation à la baisse dans la transcription du cancer colorectal (CRC). L'analyse fonctionnelle de la tumeur a indiqué que le gène HADHB réduisait la migration et l'invasivité des cellules cancéreuses. Les résultats suggèrent que le HADHB pourrait agir comme un gène suppresseur de tumeur (TSG).

Fig. 1 Modèles globaux du méthylome et de l'hydroxyméthylome.

Fig. 2 Différentes distributions de méthylation et d'hydroxyméthylation.

Fig. 3 Association entre la modification épigénomique et l'expression génique.

Conclusion

L'étude élucide les motifs de méthylation et d'hydroxyméthylation à l'échelle du génome dans le CRC. En utilisant des analyses multi-omiques, sept gènes associés au CRC ont été identifiés. Des expériences fonctionnelles ont soutenu que HADHB agit comme un potentiel gène suppresseur de tumeur, réduisant l'invasivité et la migration des cellules tumorales. Le silence du gène HADHB pourrait favoriser l'apparition et la progression du cancer colorectal.

Référence

1. Zhu Y, Lu H, Zhang D, et al. Analyses intégrées de multi-omiques révèlent des motifs globaux de méthylation et d'hydroxyméthylation et examinent les rôles suppresseurs de tumeurs de HADHB dans le cancer colorectal. Épigénétique clinique. 2018, 10:1-3.