Small Methods:单分子表观遗传学修饰定量分析新方法

5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)是一类DNA表观遗传修饰,在胚胎发育和人类疾病中具有重要作用。目前检测及定量5hmC的方法中,由于部分方法需要对DNA样品进行修饰,故会损失部分DNA样品,因此这些方法对DNA样本量的要求较高,而这在很大程度上限制了其用于检测cfDNA等微量DNA样本中的5hmC。另有部分方法虽是利用抗体直接检测DNA中的5hmC,不会造成DNA样品的损失,但这部分方法并不能提供相关DNA的序列信息。

近日,四川大学华西医院刘继彦教授和赖颖教授课题组开发了一项联合利用DNA分子杂交、免疫荧光及单分子成像检测5hmC的新技术,可实现对超微量DNA样品中的目标基因片段的5hmC进行快速定量分析(论文信息附后)。

方法示意图

通过DNA分子杂交,探针DNA可捕获样品DNA中的目标基因片段,并通过生物素-中性链霉素反应将目标基因片段固定于载玻片上,进一步利用5hmC一抗及对应的荧光二抗将5hmC的生物信号转换为荧光信号,而该荧光信号最终被超灵敏的单分子荧光显微镜捕获并进一步利用软件对其进行自动定量分析。

cfDNA在体液中含量较少及DNA中发生的5hmC修饰明显少于5mC修饰的特点限制了临床中可对cfDNA中5hmC进行定量检测的液体活检技术的开发。而该技术具备可对超微量的DNA样本中的5hmC进行定量分析、对操作人员的专业技术要求低、耗时短及可利用软件对检测结果进行自动化分析的特点。因此,进一步探索将该技术作为液体活检技术在临床中用于定量分析血液中cfDNA中的目标基因片段的5hmC正是团队正在努力方向之一。

本文的第一作者为杜杨博士,赖颖教授、刘继彦教授和刁佳杰教授为本文的通讯作者。牛津大学宋春啸教授的为项目提供了重要帮助。四川大学华西医院课题组得到了国家自然科学基金资助。

论文信息:

Epigenetic Quantification of DNA 5‐Hydroxymethylcytosine Using DNA Hybridization‐Based Single‐Molecule Immunofluorescent Imaging

Yang Du, Ying Lai*, Ji‐Yan Liu*, Jiajie Diao*

Small Methods

DOI: 10.1002/smtd.202100061