[01369214]基于Solexa测序的全基因组启动子区DNA甲基化检测方法的研发

DNA甲基化修饰参与调控生理过程变化及疾病发生。在全基因组水平上研究生命过程中DNA甲基化的修饰已成为热点之一。现有DNA甲基化检测技术在灵敏度、通量、数据分析、实施成本方面都存在明显缺陷,无法满足当今表观基因组研究的需求。我们前期使用生物信息学方法成功预测了基因组上所有功能区的序列,自主研发了涵盖人类九千个CpG岛的芯片,并利用该芯片筛选出胃癌发生的潜在肿瘤标志物;同时我们已开发出非重复序列区甲基化谱图的分析方法并产业化;另外我们已经构建了基于高通量bisulfite测序数据分析流程的基本框架,并建成了包括甲基化丰度以及DNA甲基化谱的数据分析技术平台。基于前期工作基础,针对当今国际上表观遗传学领域面临的重要问题,本项目拟通过运用启动子芯片对启动子区DNA序列进行富集,开发出面向全体研究者开放的、高通量的、高分辨率的、低成本的全基因组启动子区DNA甲基化检测方法,并以浙江高发的甲状腺癌为研究对象筛选其发生的潜在肿瘤标志物。 主要的研究结果和创新之处： （1）我们已经成功开发了基于甲基化DNA免疫共沉淀与亚硫酸氢盐处理的高通量DNA甲基化测序技术（MB2）,缩短了实验流程,降低了DNA甲基化组测序的成本。 （2）完成了11对甲状腺癌及癌旁组织的DNA重测序和转录组测序,完成了基因表达、可变剪切、非编码RNA分析,得到了甲状腺癌发生相关的差异基因和pathway,发现了一种新的与乳头甲状腺癌发生相关的IRF2BP2-NTRK1基因融合事件。 （3）利用RRBS甲基化分析技术筛选到卵巢癌细胞系中甲基化程度显著变化的RRAD基因,对其启动子区甲基化状态和基因表达水平在卵巢上皮细胞癌组织中进行验证并进行了细胞功能研究,发现在癌化的卵巢上皮细胞中,由启动子区搞甲基化引起的RRAD低表达调高了细胞对葡萄糖的吸收能力,进一步发现葡萄糖吸收增加是由于RRAD引起的糖代谢通路改变引起的,为了解卵巢癌发生的机理奠定了基础。 （4）在DNA甲基化分析方法方便,我们成功开发了甲基化测序模拟软件BSSim,开发了差异甲基化化区域分析方法swDMR及DNA甲基化可视化软件iMethy,并获得这三项软件的著作权证书。 成果简介及获奖情况： （1）我们已成功开发高通量、低成本的全基因组甲基化测序方法,已与深圳华大基因研究院合作将该技术成功的应用于商业服务。 （2）本项目的顺利实施为申请其他国家科技计划奠定了基础。在本项目研究的支持下,我们已申请得到了国家科技部863计划（表观基因组、转录组技术平台的搭建和优化,2012AA02A202,911万元）;表观基因组、转录组技术平台的搭建和优化课题的进一步支持。 （3）本项目的支持下,已培养青年人才3名,硕士生名,有的已顺利攻读博士学位研究生,并取得了不俗的成绩。 （4）发表SCI期刊论文两篇,3项软件著作权。