エピジェネティクスソリューション
特別なライブラリー調製を必要とせずにエピゲノム情報にアクセスし、DNA修飾を探索することができます。
ヒトと真核生物のエピジェネティクス
5塩基HiFiシーケンスを用いて、ヒトや他の真核生物のエピジェネティクスを研究します。バイサルファイト処理やその他の特別なライブラリー調製法を必要とせず、シーケンサーから直接CpG部位の5mCメチル化を検出することができます。
微生物エピジェネティクス
DNA修飾とメチルトランスフェラーゼ認識モチーフを明らかにすることで、微生物が免疫回避のためにエピジェネティック修飾をどのように利用するかなどについて、より包括的なイメージを構築できます。
Video
ロングリードシーケンスによるエピジェネティクス検出の基礎
ロングリードHiFiシーケンステクノロジーが持つユニークなケミストリーにより、研究者はサンプルのエピジェネティックランドスケープを直接明らかにすることができます。
HiFiシーケンスでは、SNV、インデル、SVを高精度でゲノムワイドにコールできます。5塩基HiFiシーケンスでは、同じシーケンスライブラリで、遺伝子活性やその他の生物学的機能に関連するゲノム全体のメチル化パターンを特定できます。さらに、長いHiFiリードにより、遺伝的およびエピジェネティックなバリアントを親のハプロタイプにフェーズすることを可能にします。
エピジェネティックシーケンンス - 比較
5塩基HIFIシーケンスによるエピジェネティック解析の有用性
高精度ロングリードシーケンスの力により、次のことが実現できます。
エピジェネティクス情報取得をすべてのランで実現 – バイサルファイト処理不要
DNAの化学的置換を必要とする方法とは異なり、HiFiシーケンスは、塩基取り込みのカイネティクスへの影響を通じてネイティブなDNAの修飾を検出
高精度な配列情報とメチル化情報
HiFiシーケンスによるメチル化検出は、バイサルファイトシーケンスと高い相同性
全ゲノムへのアクセス
リピートやセントロメアなど、ショートリードシーケンスでは到達できないゲノムの難読領域へのアクセスが可能
フェーシング
ゲノムインプリンティング、遺伝子変異、リピート伸長などによるアレル特異的なメチル化を特定
“SMRT sequencing is opening up new diagnostic avenues, such as the ability to determine tandem repeat lengths, interruptions, and even epigenetics in a single test at base pair resolution.”1
– Ardui, et al., 20181
5塩基HIFIシーケンサーがメチル化状態をコールする方法
HiFiシーケンンスでは、蛍光とカイネティクス（動的情報）の2つの情報チャンネルを提供します。両方を利用することで、1つのライブラリから高精度のリード（蛍光による読み取り）とメチル化の状態（カイネティクスによる読み取り）を得ることができます。
HiFiシークエンスは、DNA鎖に相補的な蛍光標識ヌクレオチドをポリメラーゼが取り込む様子を観察し、蛍光ラベルによって各塩基を識別する（A、C、G、T）。5mCのようなエピジェネティックな修飾は、ポリメラーゼのカイネティクス（塩基が取り込まれる速度）に影響を与える。また、特別なライブラリー調製は不要。
- 畳み込みニューラルネットワークモデルがポリメラーゼキネティクスを処理し、HiFiリードの各CpGサイトのメチル化状態を決定
- このモデルは、Sequel IIeシステム上で直接コールすることができ、カイネティクス情報の付加されたHIFIリードを用いてSMRT Linkでも利用できます。
- メチル化状態は、BAMを使用して出力されます。
エピジェネティック解析用アプリケーション
CpG部位における5mCは、ヒトのような脊椎動物における主要なエピジェネティックシグニチャーです。また、包括的とは言えないものの、植物などの他の真核生物種でも、他のモチーフと並んでCpG部位での5mCメチル化を採用しているケースがあります。より多様な修飾を伴う微生物については、別の解析ツールが推奨されます。
| Methylation | Species | HiFi 5-base sequencing |
|---|---|---|
| 5mC at CpG sites | Human + other vertebrates | |
| 5mC at various motifs | Other eukaryotes, including plants | Useful though partial view |
| 4mC and 6mA | Microbes | Enabled through SMRT Link microbial genome analysis |
Application Brief
5塩基HIFIシーケンスによるDNAメチル化測定
一度のライブラリ調製でゲノムワイドに遺伝的およびエピジェネティックなバリアントを検出し、フェージングすることができます。同一サンプルのHiFiシーケンスにより、転写開始点での低メチル化など、ゲノム全体のメチル化パターンを検出します。複数サンプルのシーケンスにより、メチル化状態の差異を同定します。
エピジェネティックシーケンスにおけるよくあるご質問
様々なエピジェネティックマークは、HiFiシーケンスにおいて明確なシグネチャーを持ちます。現在のSMRT Linkは、微生物ゲノムの4mC、5mC、6mAのモデルを提供しています。ヒトやその他の真核生物のゲノムでは、5塩基HiFiシーケンスによる、CpG部位における5mCのコールを得ることができます。
いいえ。現在、5塩基HiFiでは、5hmCを区別せずに5mCのみをコールしています。
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