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甲基化分析方法的優(yōu)缺點對比

信息來源：金開瑞作者：genecreate 發(fā)布時間：2018-12-03 16:02:12

由于表觀遺傳學(xué)研究的進(jìn)展及表觀遺傳學(xué)變化與幾種非傳染性疾病的相關(guān)性，可靠定量的DNA甲基化譜式分析越來越重要。在過去30年，研究DNA甲基化改變的技術(shù)在穩(wěn)步的發(fā)展，其研究方法也從最初忽略局部改變的全局DNA甲基化研究發(fā)展到了針對某個特定基因或基因組區(qū)域的可靠定量化的甲基化分析，包括目前在全基因組尺度具有CpG分辨率水平解析DNA甲基化變化的研究方法也變得逐漸成熟。特別是近幾年隨著測序技術(shù)的爆發(fā)式發(fā)展，極大的降低了基于DNA測序技術(shù)甲基化研究的成本，這使對DNA甲基化的研究在世界范圍內(nèi)的實驗室變得越來越流行。可以預(yù)見，在不遠(yuǎn)的將來隨著測序成本的進(jìn)一步降低，對全基因組所有的CpG位點進(jìn)行分析會變得可行。

表：甲基化分析方法的優(yōu)缺點對比

類別	方法描述	優(yōu)點	缺點
全局甲基化分析	放射性標(biāo)記甲基基團	廉價；能全覆蓋CpG位點	不適合用來研究局部甲基化；要放射性標(biāo)記
	甲基化敏感差異的限制性酶切	廉價；非放射性；最基本的實驗硬件條件	不適合用來研究局部甲基化；不能完全覆蓋CpG位點
	甲基胞嘧啶結(jié)合蛋白富集結(jié)合熒光定量	非放射性；能全覆蓋CpG位點	不適合用來研究局部甲基化；要求的硬件和抗體比較貴
	HPLC檢測	非放射性；能全覆蓋CpG位點	不適合用來研究局部甲基化；要求的硬件比較貴；儀器要求非常高級的專業(yè)知識
	重復(fù)序列檢測DNA甲基化	非放射性；最基本的實驗硬件條件	不適合用來研究局部甲基化；不能完全覆蓋CpG位點
	LC-MS/MS	非放射性；樣本需求量小	要求特殊儀器并需要非常高級的培訓(xùn)
	ELISA	非放射性；最基本的實驗硬件條件	特異性要求和抗體成本較高
	生物素-SA-HRP介導(dǎo)的顯色反應(yīng)	非放射性；樣本需求量小	需要生物素標(biāo)記dNTPs；需要磁珠
基因組尺度的甲基化	甲基化敏感差異的限制性酶切結(jié)合PCR擴增	非放射性；最基本的實驗硬件條件	覆蓋有限的CpG位點
	甲基化敏感差異的限制性酶切結(jié)合Souther雜交	最基本的實驗硬件條件	雜交需要放射性標(biāo)記；覆蓋有限的CpG位點
	亞硫酸鹽測序	最基本的實驗硬件條件；不依賴于限制性酶切，分辨率達(dá)到CpG水平	鹽硫酸鹽處理容易出現(xiàn)一串T，引物不好設(shè)計；測序信號不能定量
	亞硫酸鹽處理結(jié)合限制性酶切后PCR擴增（COBRA）	方法簡單，最基本的實驗硬件條件	引物設(shè)計有時候較難；只能覆蓋限制性酶切識別的CpG位點
	亞硫酸鹽處理，亞克隆，測序	最基本的實驗硬件條件；分辨率達(dá)到CpG水平；測序峰圖清晰	引物設(shè)計有時候較難；挑取的克隆多，要求數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析能力強
	亞硫酸鹽處理，稀釋，PCR（數(shù)字亞硫酸測序法）	最基本的實驗硬件條件；分辨率達(dá)到CpG水平；測序峰圖清晰	引物設(shè)計有時候較難；
	亞硫酸鹽處理，焦磷酸測序	辨率達(dá)到CpG水平；測序峰圖清晰；可以定量	擴增片段有限；引物設(shè)計有時候較難
	亞硫酸鹽處理，質(zhì)譜鑒定	不依賴于限制性位點；分析片段比焦磷酸測序大	引物設(shè)計有時候較難；硬件昂貴；儀器要求非常高級的專業(yè)知識
	COLD-PCR	非放射性；最基本的實驗硬件條件	只能覆蓋限制性酶切識別的CpG位點
	電泳分離	非放射性；最基本的實驗硬件條件	需要變型梯度膠，費時間和人工
	生物素-SA-HRP介導(dǎo)的顯色反應(yīng)	非放射性；樣本需求量小	需要生物素標(biāo)記dNTPs；需要磁珠
	甲基化敏感差異性酶切結(jié)合內(nèi)部甲基化位點擴增	最基本的實驗硬件條件；在全基因組尺度檢測	不是表觀遺傳組學(xué)研究方法，但確實可以檢測表觀遺傳差異；只能覆蓋有限的CpG位點
	HELP介導(dǎo)deHpaII小片段富集。富集通過甲基化敏感性差異酶切獲得	最基本的實驗硬件條件；在全基因組尺度檢測	不是表觀遺傳組學(xué)研究方法，但確實可以檢測表觀遺傳差異；只能覆蓋有限的CpG位點
	甲基化DNA沉淀結(jié)合微陣列芯片技術(shù)（MeDIP-Chip）	在全基因組尺度檢測；不依賴限制性位點	抗體和微陣列需求的儀器昂貴；數(shù)據(jù)量依賴于生物信息學(xué)知識；分辨率
	McrBC去除甲基化DNA然后和芯片雜交	在全基因組尺度檢測；不依賴限制性位點，McrBC可以作用所有的甲基化胞嘧啶，覆蓋范圍廣	芯片雜交要求的設(shè)備昂貴；數(shù)據(jù)量依賴于生物信息學(xué)知識
	Infinium HumanMethylation27 Bead人甲基化芯片。亞硫酸鹽處理檢測目的CpG的C/T SNP	在全基因組尺度檢測；在人中有效檢測和生物學(xué)時間相關(guān)區(qū)域的甲基化	芯片雜交要求的設(shè)備昂貴；芯片限于人的樣本；只能覆蓋有限的CpG位點；數(shù)據(jù)量依賴于生物信息學(xué)知識
	甲基化DNA免疫沉淀并測序（MeDIP-Seq）	在全基因組尺度檢測；分辨率達(dá)到CpG水平；不依賴限制性位點，覆蓋范圍廣；樣本被富集過，導(dǎo)致測序成本低；	抗體特異性要求高；測序成本高；數(shù)據(jù)量依賴于生物信息學(xué)知識；對于區(qū)分甲基化區(qū)域來說，和同等方法相比不夠強大
	甲基化DNA用甲基結(jié)合蛋白MeCP2捕獲并測序（MethylCapseq）	在全基因組尺度檢測；分辨率達(dá)到CpG水平；不依賴限制性位點，覆蓋范圍廣；樣本被富集過，導(dǎo)致測序成本低；	抗體特異性要求高；測序成本高；數(shù)據(jù)量依賴于生物信息學(xué)知識
	RRBS（Reduced Representation Bisuphite Sequencing）	在全基因組尺度檢測；分辨率達(dá)到CpG水平；不依賴限制性位點；樣本被精簡過，導(dǎo)致測序成本低；	測序成本高；數(shù)據(jù)量依賴于生物信息學(xué)知識；對甲基化CpG覆蓋程度有限
	亞硫酸鹽處理并結(jié)合深度測序	在全基因組尺度檢測；分辨率達(dá)到CpG水平；不依賴限制性位點；可以直接定量分析CpG位點的甲基化	測序成本高；數(shù)據(jù)量依賴于生物信息學(xué)知識
	單分子實時測序（SMART）	在全基因組尺度檢測；分辨率達(dá)到CpG水平；不依賴限制性位點；可以直接定量分析CpG位點的甲基化；不需要亞硫酸鹽處理	測序成本高；數(shù)據(jù)量依賴于生物信息學(xué)知識
	HumanMethylation45芯片和VeraCode甲基化分析平臺	HumanMethylation45芯片和VeraCode甲基化分析平臺	HumanMethylation45芯片和VeraCode甲基化分析平臺
DNA甲基化動力學(xué)	不需要亞硫酸鹽處理檢測額5fC	非放射性；基于PCR和NGS	化學(xué)標(biāo)記效率不高；實驗需要高技巧
	甲基化輔助的亞硫酸鹽測序（MAB-seq）和精簡的MAB-seq（RRMAB-seq）	在單堿基分辨率水平檢測5fC和5caC	依賴于DNA甲基化反應(yīng)；成本高
	Aba-seq	在基因組尺度單堿基分辨率水平檢測5hmC；兼容單細(xì)胞檢測	基于5hmC葡萄糖基化的效率