甲基化表观遗传学高通量文库构建研究开题报告

 2022-01-29 18:48:53

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

1本课题的研究目的和意义:

dna甲基化是最早发现的基因修饰方式之一 , 可能存在于所有高等生物中。dna 甲基化是表观遗传学的重要组成部分,是一种十分重要的基因表达调控机制,在生物进化、物种繁衍和个体生存等诸多方面均具有广泛的作用。深入研究甲基化与基因印迹调控与有性生殖、衰老、恶性肿瘤的发生的关系,不但有助于阐明基因印迹调控的内在机制,同时也将提高相关疾病的临床诊断和治疗水平。

dna甲基化是由dna甲基转移酶催化s-腺苷甲硫氨酸作为甲基供体,将胞嘧啶转变为s-甲基胞嘧啶(mc)的反应。cg(即cpg)二核苷酸是最主要是甲基化位点。它在基因组中呈不均匀分布并广泛存在。dna甲基化对维持染色体的结构具有重要作用,并且与x染色体的失活、基因印记和肿瘤的发生和发展密切相关。在某些区域cpg序列的密度比平均密度高出许多,其长度大于200个碱基,这些区域命名为cpg岛。cpg岛位于基因上游调控区的启动子,这些基因为管家基因或组织特异表达基因。基因启动子区的cpg岛在正常状态下一般是非甲基化的,当其发生甲基化时,常导致基因转录沉寂,使一些重要基因如抑癌基因、dna修复基因等丧失功能,从而导致正常细胞的生长分化调控失常以及dna损伤不能被及时修复,这与多种肿瘤形成密切相关。

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2. 研究的基本内容和问题

课题研究内容:

利用高通量测序技术结合dna亚硫酸氢盐转换技术,构建全基因组甲基化文库,并对所构建的文库进行高通量测序分析。

需要实现的目标:

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3. 研究的方法与方案

实验方案:

全基因组甲基化文库的构建分为以下几个步骤:1在大肠杆菌中提取基因组dna,并进行检测;2对提取到的基因组dna进行片段化;3对于片段化的dna进行末端修复和磷酸化,并在末端加上一个atp的尾巴;4对上一步得到的dna进行甲基化接头的连接,并进行纯化;5通过ez dna methylation-gold kit试剂盒对连接产物进行亚硫酸氢盐处理转化(即bs处理);6对甲基化的片段进行选择,得到目的大小的dna片段;7通过添加引物等,在一定的pcr体系下进行pcr扩增,反应完成后进行纯化;8将所构建完成文库进行浓度、片段大小质检,并安排上机。

可行性分析:

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4. 研究创新点

1、全基因组甲基化文库构建过程中利用亚硫酸氢盐转化法使未甲基化的c转变为t,而甲基化的c不变,而亚硫酸氢盐转化后,dna链不再是互补链,由于亚硫酸氢盐转化和高通量测序技术结合可以将确定的甲基化图谱分辨率提升到单碱基水平,此外,通过引物设计可以检测特异链的甲基化状态。因此,亚硫酸氢盐转化被视为辨认任何dna序列的胞嘧啶甲基化状态的金标准。

2、构建文库的过程中采用一般dna文库构建的试剂盒对文库进行常规的构建,大大提高了实验的效率。

3、利用ez dna methylation-gold kit试剂盒对连接产物进行亚硫酸氢盐处理转化,提高了连接产物转化的效率和准确率,使得实验的时间完全可掌控。

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5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展

进度计划:

1、进一步熟悉课题内容,收集资料;

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