Sequenciação de 5mC/5hmC

A CD Genomics oferece serviços avançados de sequenciação de 5mC/5hmC para descobrir padrões de metilação e hidroximetilação do DNA. A nossa abordagem de alta resolução fornece informações cruciais sobre a regulação epigenética em genomas, apoiando a investigação em biologia do desenvolvimento, mecanismos de doenças e muito mais. Contacte-nos para avançar a sua investigação em epigenética hoje.

O que é 5mC e 5hmC?

A metilação e a hidroximetilação do DNA na posição 5 da citosina (5mC) são alterações epigenéticas essenciais que desempenham papéis vitais na regulação da expressão génica e na diferenciação celular. A metilação do DNA tipicamente reprime a transcrição génica. A hidroximetilação, pelo contrário, ativa a expressão génica ou promove a desmetilação do DNA. Os grupos 5mC introduzidos pelas Metiltransferases de DNA podem ser oxidados iterativamente a 5-hidroximetilcitosina (5hmC), 5-formilcitosina (5fC) e 5-carboxilcitosina (5caC) pela ação das Dioxygenases de Metilcitosina Tet. A 5hmC é o componente mais abundante in vivo entre os três derivados oxidativos de 5mC e pode ser identificada em quase todos os tecidos e células mamíferos. O mapeamento genómico de 5mC e 5hmC revela as áreas genómicas dessas alterações, o que é crucial para elucidar os seus mecanismos.

Figura 1. O ciclo de metilação da citosina (Ecsedi, 2018)

A Introdução ao Sequenciamento de 5mC/5hmC

Sequenciação de bisulfito de genoma completo (WGBS) é considerado o "padrão ouro" para sequenciação de metilação, detectando principalmente as duas formas de modificação, 5mC e 5hmC. A partir disso, vários métodos derivados foram desenvolvidos para distinguir entre 5mC e 5hmC. Por exemplo, sequenciação por bisulfito de oxidação (oxBS-seq) é utilizado para sequenciação específica de 5mC, e a sequenciação por bisulfito assistida por TET (TAB-seq) é específica para a deteção de 5hmC. Nos últimos anos, o 5hmC emergiu como um biomarcador significativo para rastreio de câncer, demonstrando um valor clínico crucial.

A sequenciação convencional por bisulfito (BS-seq) não diferencia entre 5mC e 5hmC, apresentando um sinal misto das duas modificações. Sequenciação por oxidação-bisulfito (oxBS-seq) oxida 5hmC a 5fC, convertendo-o subsequentemente na base U com tratamento com bisulfito, permitindo a deteção precisa de 5mC. O sequenciamento simultâneo de BS-Seq e oxBS-Seq da mesma amostra pode alcançar a deteção de 5hmC com resolução de base única, proporcionando uma abordagem de resolução de base sensível à hidroximetilação.

A CD Genomics é uma empresa de biotecnologia focada em tecnologia de sequenciação. Com tecnologia de sequenciação de ponta e análise bioinformática aprofundada, assistimos os clientes na exploração de informações genómicas. As nossas áreas de especialização incluem genómica, transcriptómica, epigenética, genética de populações, microbiologia e muitos outros campos. O nosso serviço de sequenciação de 5mC/5hmC de alto rendimento utiliza várias plataformas maduras e estáveis com alta eficiência, simplicidade e precisão para ajudar na sua investigação em epigenética.

A CD Genomics pode fornecer deteção de 5mC e 5hmC em todo o genoma através das seguintes abordagens:

1. Imunoprecipitação baseada em anticorpos e sequenciação de DNA hidroximetiladohMeDIP-seq).

2. Sequenciação por bisulfito oxidativooxBS-seq)

3. Sequenciação de bisulfito/oxidativa de todo o genomaWGBS/oxWGBS-seq)

4. Sequenciação de bisulfito oxidativo reduzido representativa de bisulfitoRRBS/oxRRBS)

Vantagens da Sequenciação de 5mC/5hmC

• Perfilamento de Metilação em Alta Resolução: Esta metodologia fornece um mapeamento detalhado da metilação do DNA (5mC) e da hidroximetilação (5hmC) em todo o genoma, oferecendo informações precisas sobre padrões de metilação não apenas em locais CpG, mas também além destes.
• Medição Quantitativa: Permite a quantificação precisa dos níveis de metilação em regiões genómicas específicas, como promotores e ilhas CpG, proporcionando uma compreensão abrangente dos mecanismos subjacentes à regulação epigenética.
• Cobertura do Genoma Completo: Abrangendo todo o genoma, esta técnica estende o seu alcance a regiões remotas e não codificantes, permitindo assim uma compreensão holística do envolvimento da metilação na regulação génica e em fenómenos epigenéticos mais amplos.
• Alto rendimento e eficiência: Caracterizado pela sua capacidade de gerir eficientemente grandes tamanhos de amostra, esta abordagem é particularmente hábil em lidar com conjuntos de dados complexos e facilitar análises de alto rendimento de forma simplificada.
• Análise Comparativa: Ao apoiar avaliações comparativas de perfis de metilação em múltiplas amostras, desvenda variações correlacionadas com diversos estados fisiológicos, doenças ou configurações experimentais, revelando insights valiosos sobre as respostas biológicas a nível epigenético.

Aplicações da Sequenciação de 5mC/5hmC

• Investigação e Diagnóstico de Doenças: Identifica marcadores de metilação associados a doenças, podendo servir como biomarcadores diagnósticos ou prognósticos precoces no câncer e em outros distúrbios.
• Desenvolvimento e Diferenciação: Investiga os mecanismos epigenéticos no desenvolvimento biológico e nos processos de diferenciação, elucidando o papel da metilação na determinação do destino celular e na expressão gênica específica de tecidos.
• Resposta Ambiental e Variação Genética: Analisa como os fatores ambientais influenciam os padrões de metilação e explora a relação entre variações genéticas e mudanças epigenéticas, revelando perceções sobre a adaptação ambiental e a plasticidade fenotípica.
• Desenvolvimento de Medicamentos e Estratégias Terapêuticas: Avalia o impacto de fármacos candidatos nos padrões de metilação, contribuindo para a descoberta de novos alvos terapêuticos e estratégias.
• Agricultura e Biologia Vegetal: Estuda os padrões de metilação nos genomas das plantas para compreender o seu papel na seleção de culturas, na melhoria da tolerância ao stress e na produtividade agrícola.

Fluxo de Trabalho de Sequenciação de 5mC/5hmC

A nossa experiência de longa data e plataformas avançadas permitem-nos oferecer um pacote de serviços abrangente, desde a consulta de projetos, design de experiências, sequenciação até à análise bioinformática. Esforçamo-nos por fornecer o esquema mais adequado para o seu projeto.

Especificações do Serviço

	Requisitos de Amostra Quantidade inicial de DNA genómico ≥ 1 µgWGBS, RRBS); ≥ 2 µg(hMeDIP-seq, oxBS-seq) Concentração da amostra ≥ 10 ng/µl (WGBS); ≥ 20 ng/μL (hMeDIP, RRBS) Por favor, seleccione a página de serviço de sequenciação 5mC/5hmC apropriada com base nos seus objetivos. Cada página contém requisitos específicos para as amostras. Todas as amostras de ADN são validadas quanto à pureza e quantidade. Nota: Os montantes apresentados são apenas para referência. Para informações detalhadas, por favor contacte-nos com os seus pedidos personalizados.
Clique	Estratégia de Sequenciamento Illumina, PE150 Mais de 80% das bases com um score de qualidade ≥Q30
	Análise Bioinformática Fornecemos várias análises de bioinformática personalizadas: Controlo de Qualidade de Dados de Sequenciação Alinhamento contra genomas de referência Distribuição dos níveis de metilação e hidroximetilação em todo o genoma Análise de correlação análise PCA Análise de metilação diferencial e análise de hidroximetilação diferencial Anotação funcional com análise GO/KEGG Análise do nível de expressão diferencial de genes associados a picos Análise de fragmentos imunorricos Análise de picos Análise de motivos Nota: Os dados recomendados e os conteúdos da análise apresentados são apenas para referência. Para informações detalhadas, por favor contacte-nos com os seus pedidos personalizados.

Pipeline de Análise

Entregáveis

• Os dados de sequenciação originais
• Resultados experimentais
• Relatório de análise de dados
• Detalhes na Sequenciação de 5mC/5hmC para a sua escrita (personalização)

Explore a metilação e hidroximetilação do DNA com o serviço de sequenciação 5mC/5hmC da CD Genomics. Oferecemos sequenciação de alta resolução e uma análise bioinformática abrangente para revelar padrões epigenéticos em todo o genoma. Contacte-nos para desbloquear insights para a sua investigação.

Referências

1. Ecsedi S, Rodríguez-Aguilera JR, Hernandez-Vargas H. 5-Hidroximetilcitosina (5hmC), ou como identificar a sua célula favorita. Epigenomas. 2018, 2(1):3.
2. Kirschner K, Krueger F, Green AR, Chandra T. Multiplexagem para Sequenciação de Bisulfito Oxidativo (oxBS-seq). Em Protocolos de Metilação de DNA 2018. Humana Press.

Resultados da Demonstração

Os resultados parciais estão mostrados abaixo:

FAQs sobre Sequenciação de 5mC/5hmC

1. Como é que 5hmC influencia a transcrição génica?

Esta modificação epigenética, 5-hidroximetilcitosina (5hmC), desempenha um papel crucial na transcrição génica ao modular a estrutura da cromatina e orquestrar o recrutamento de proteínas reguladoras específicas. A sua associação com estados transcricionais ativos sugere a sua capacidade de facilitar processos de expressão génica. Notavelmente, o 5hmC perturba a dinâmica da metilação do ADN, funcionando como um intermediário nos processos de desmetilação, moldando assim redes regulatórias de genes.

2. Por que é que o 5hmC é significativo?

O seu papel como um marcador dinâmico de alterações na metilação do DNA sublinha a sua contribuição vital para a regulação de processos biológicos críticos, como o desenvolvimento, a diferenciação e a progressão da doença. Divergindo dos efeitos repressivos da 5-metilcitosina (5mC), a 5-hidroximetilcitosina (5hmC) é atribuída à ativação de atividades transcricionais e funções regulatórias dentro do genoma. Desvendar os padrões intricados da 5hmC oferece insights cruciais sobre os mecanismos epigenéticos que governam funções fisiológicas normais e estados patológicos, prometendo avanços diagnósticos e terapêuticos em condições como o câncer e distúrbios neurológicos.

3. Como é que o 5hmC difere do 5mC em termos de função biológica?

No domínio dos derivados da metilação do DNA, surge uma diferença notável entre 5hmC e 5mC. Embora ambas as moléculas participem nesta modificação epigenética, 5hmC distingue-se pela sua afiliação com a transcrição ativa e envolvimento nos complexos processos de desmetilação do DNA. Notavelmente, a sua influência na dinâmica da expressão génica e nos caminhos de desenvolvimento contrasta fortemente com o papel tradicional de silenciamento génico desempenhado por 5mC.

4. Como pode o sequenciamento de 5mC/5hmC contribuir para a medicina personalizada?

Aproveitar o poder do sequenciamento de 5mC/5hmC abre caminhos para descobrir marcadores epigenéticos ligados à suscetibilidade a doenças, prognóstico e resposta ao tratamento. Esta abordagem inovadora promete personalizar intervenções diagnósticas e terapêuticas, revolucionando assim o panorama da medicina de precisão.

Estudos de Caso de Sequencia de 5mC/5hmC

Análises integradas de multi-ópticas revelam padrões globais de metilação e hidroximetilação e analisam os papéis supressores tumorais de HADHB no câncer colorretal.

Revista: Epigenética Clínica

Fator de impacto: 7,259

Publicado: 02 de março de 2018

Fundo

A metilação do DNA é uma modificação epigenética crucial relacionada à expressão génica. 5mC e 5-hmC servem como dois marcadores epigenéticos envolvidos na manutenção da reprogramação epigenética, com a metilação do genoma a potencialmente levar ao câncer. O objetivo deste estudo é elucidar os mecanismos epigenéticos da metilação e hidroximetilação do DNA no desenvolvimento do câncer colorretal. Os autores empregaram MeDIP-seq e hMeDIP-seq mapear os padrões de metilação e hidroximetilação do DNA do genoma completo de tecidos de câncer colorretal e tecidos normais correspondentes, juntamente com a análise da expressão gênica do transcriptoma.RNA-seqRegiões de metilação diferencial (DMRs), regiões de hidroximetilação diferencial (DhMRs) e regiões de genes diferencialmente expressos (DEGs) foram identificadas. Biomarcadores epigenéticos foram selecionados através de análises de DMR, DhMR e DEG, seguidas de análise funcional para validação.

Materiais e Métodos

Resultados

Os autores investigaram os distintos padrões de hidroximetilação do genoma completo que podem servir como biomarcadores epigenéticos em tecido coloretal normal. Ao comparar tecidos tumorais e normais do cólon, foram identificados um total de 59.249 DMRs, 187.172 DhMRs e 948 DEGs. Ao cruzar as referências dos genes de DMRs ou DhMRs com DEGs, sete genes foram selecionados como sendo regulados de forma aberrante pela metilação do DNA em tumores. Além disso, foi encontrado que a alta metilação do gene HADHB estava correlacionada com a sua downregulação na transcrição do câncer colorretal (CCR). A análise funcional do tumor indicou que o gene HADHB reduzia a migração e a invasividade das células cancerígenas. Os resultados sugerem que o HADHB pode atuar como um gene supressor de tumor (GST).

Fig. 1 Padrões globais do metiloma e hidroximetiloma.

Fig. 2 Diferentes distribuições de metilação e hidroximetilação.

Fig. 3 Associação entre modificação epigenómica e expressão génica.

Conclusão

O estudo elucida os padrões de metilação e hidroximetilação em todo o genoma no câncer colorretal (CCR). Ao empregar análises multi-ômicas, foram identificados sete genes relacionados com o CCR. Experimentos funcionais apoiaram que o HADHB atua como um potencial gene supressor de tumor, reduzindo a invasividade e migração das células tumorais. O silenciamento do gene HADHB pode promover o início e a progressão do câncer colorretal.

Referência

1. Zhu Y, Lu H, Zhang D, et al. Análises integradas de multi-ópticas revelam padrões globais de metilação e hidroximetilação e analisam os papéis supressores tumorais de HADHB no câncer colorretal. Epigenética clínica. 2018, 10:1-3.