新的测序方法可能使早期癌症检测

研究人员佩雷尔曼医学院在宾夕法尼亚大学发明了一种新的地图特定DNA标记称为5-methylcytosine (5 mc)调节基因的表达,健康和疾病的关键角色。创新技术使得科学家概要文件使用非常小的DNA样本和不破坏样品这意味着它可以被用于液体活检(在血液中检测癌症标记)和早期癌症检测。此外,与当前的方法不同的是,它还可以清楚地识别5 mc没有困惑与其他常见的标记。新方法,直接甲基化测序(DM-Seq),是一个详细化学生物学性质今天的文章。

除了主基地的DNA(腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和胸腺嘧啶),有一个额外的层控制基因的DNA信息,修改“打开”或“关闭”在任何给定的细胞类型。5 mc被认为是其中一个最重要的修改,因为它是最常见的一种DNA修饰在所有哺乳动物和某些基因沉默而闻名。

“5 mc可以作为细胞的指纹身份,所以重要的是科学家们有权隔离5 mc,只有5 mc,”说克里拉胡尔,医学博士,生物化学和生物物理学副教授宾夕法尼亚大学医学和该研究的资深作者。“DM-Seq使用两种酶地图5 mc和可以应用于稀疏的DNA样本这意味着它可以被使用,例如,在血液测试,寻找DNA释放到血液肿瘤或其他疾病的组织。“通Wang领导的研究是一个医学博士/博士生在克里的实验室。

DNA修改5 mc函数等表观遗传(可逆的,environmentally-caused)监管机构,改变DNA是阅读。5 mc包括附件小型集群的原子称为甲基胞嘧啶在一个特定的网站,也称为字母“C”的低俗的DNA字母。的这一修改可以阻碍附近的表达DNA通过直接和间接的机制。

DNA由5 mc失效包括蛋白质编码基因的活动或许都是不适宜在一个特定的细胞类型在给定阶段的生活,以及DNA病毒样元素应该抑制。意料之中的是,没有异常或超过5 mc可能导致异常的基因表达,从而驱动癌症等疾病。某些异常模式5 mcs被认为是一些癌症这些强调的签名有一个准确的重要性和具体5 mc映射方法。

映射5 mc方法使用化学物质或酶反应5 mc和正常修改的胞嘧啶以不同的方式,让这两个区别。但传统方法,重亚硫酸盐测序(BS-Seq),明显损害DNA,并不能区分5 mc和甲基化的另一个重要类型称为5-hydroxymethylcytosine (5 hmc)。最近开发的方法也有缺点包括要求相对大量的DNA。

DM-Seq利用两种酶可以修改DNA,设计师DNA甲基转移酶和DNA脱氨酶,可以直接检测5 mc和特别。它也是敏感到足以完成毫微克的DNA,这使得它适合于液体活检的应用程序。

研究人员执行DM-Seq glioblastoma-type大脑肿瘤样本和证明,与传统BS-Seq相比,DM-Seq能更好地分辨5 mc从5 hmc在关键地点在基因组甲基化水平可以用来预测病人的结果。

研究人员还DM-Seq再上新相比,新兴5 mc-sequencing称为龙头的技术,目前正在探索潜在的应用在癌症诊断,表明后者先前未被发现的缺陷,降低其5 mc-detection敏感性。

“这些发现突出的方法直接检测5从DM-Seq mc,而不是传统的测序方法,推进努力可以用表观基因测序在癌症治疗预后的目的,”克里说。

参考:王T,福勒JM,刘L,等。直接酶测序5-methylcytosine单碱基的分辨率。Nat化学杂志。2023:1-9。doi:10.1038 / s41589 - 023 - 01318 - 1

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